Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ИЗДАТЕЛЬСТВО • ХИМИЯ
1968
WEYGAND-HILGETAG
ORGANISCH-CHEMISCHEEXPERIMENTIERKUNST
NE UBEARBEITETE AUFLAGE
HERAUSGEGEBEN VON
PROF. DR. PHIL. HABIL. G. HI LG ETAG
ZUSAMMEN MIT
DR. A. MARTIN IINSTITUT Ft)R ORCANISCHE CHEMIEDER DEUTSCHEN AKADEM1E DER WISSENSCHAFTEN ZU BERLIN
1964
JOHANN AMBROSIUS BARTH / VERLAG ' LEIPZIG
ВЕЙГАНД-ХИЛЬГЕТАГ
МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАВ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ПЕРЕВОД С ТРЕТЬЕГО НЕМЕЦКОГО ИЗДАНИЯ
Л. В. КОВАЛЕНКО И А. А. ЗАЛИКИНА
ПОД РЕДАКЦИЕЙ
ПРОФ. Н. Н. СУВОРОВА
196 8
ИЗДАТЕЛЬСТВО -ХИМИЯ • МОСКВА
УДК 542.9 : 547
В 26
Веиганд-Хильгетаг. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
В ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ.
Книга посвящена методам синтеза органических соединений различных классов. По охвату материала она представляет собой сжатую, но достаточно полную знциклопедию методов синтеза. Эта уникальная в мировой литературе книга является прекрасным справочником, с помощью которого можно выбрать наиболее удобную реакцию для получения нужного вещества.
Книга рассчитана на самый широкий, круг химиков-органиков — исследователей, заводских работников и учащихся.
Книга содержит 944 стр., б рис., 6135 библиографических ссылок.
ВЗ-20-68-4
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие редактора 18
Введение 19
РЕАКЦИИ, ПРОТЕКАЮЩИЕ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА
Образование связей углерод—водородОбразование С—Н-связей в результате реакций присоединения
Присоединение водорода по олефиновым С—С-связям и к ароматическим системам 21
Химические восстановители 21
Восстановление неблагородными металлами 22
Электрохимическое восстановление 28
Восстановление литийалюминпйгидридом и аналогич
ными соединениями 28
Прочие восстановители30
Катализаторы 32Аппаратура для гидрирования л методы гидрирования 40Катализаторы 32Аппаратура для гидрирования л методы гидрирования 40Каталитическое гидрирование 31
Катализаторы 32
Аппаратура для гидрирования л методы гидрирования 40
Катализаторы 32
Аппаратура для гидрирования л методы гидрирования 40
Каталитическое гидрирование 44
Присоединение водорода по С=С-связям 52
Химические методы . . . ■. .52
Каталитическое гидрирование 54
Присоединение водорода по С--О-связям 55
Восстановлениенеблагородными металлами 55
Реакция Меервсйла — Пояндорфа — Верлей 57
Восстановлениеалюмогидридом лития 61
Восстановление комплексными боргидридамя 65
Каталитическоегидрирование 68
Образование С—Н-связи в результате реакции обмена
Обмен галогенанаводород..............70
Обмен галогенову простыхС—С-связей 70
Прямой обмен 70
Обмей галогена с получением промежуточных соединений 72
Обмен галогена. у олефиновых С=Освязей и в ароматических системах 73
Обмен галогена у других связей (в хлорапгидридах кислот) 74
Обмен кислорода наводород 75
Обмен гидроксильнойгруппы 75
Обмен карбонильногокислорода 78
Прямой обмен 78
Обмен карбонильною кислорода с получением промежуточных соединений 81
Обмой карбонильного кислорода с промежуточным получением меркапталей 83
Обмен кислорода в карбоксильной или сложноэфирной группе 83
Восстановление амидол кислот и лактамов 86
Обмен азота на водород 87
Обмен сери на водород 89
Образование связи углерод — галогенОбразование связи С—Hal в результате реакции присоединения
Присоединение галогена и родина по кратным С—С-связям90
Свойства и очистка галогенов и родана 90
Общие положения о присоединении галогенов по С=С- связи 92
Присоединение галогенов к ненасыщенным углеводоро-
Присоединение галогенов к полиенам
Присоединение галогенов к стероидам
Присоединение галогенов к ненасыщенным спиртам и эфи-
Г1рисоедпнепие родана к ненасыщенным соединениям . .
Присоединение галогенов к ненасыщенным карбоновым кислотам
Присоединение галогенов по С=С-связп
Присоединение галогенов к ароматическим соединениям II. Присоединение галогеноводородов по С=С- и С=С-связям 1. Получение и свойства галогеноводородов 2. Общие положения о присоединении галогеноводородов по С=С-связям
Присоединение галогеноводородов к ненасыщенным углеводородам -
Присоединение галогеноводородов к ненасыщенным спиртам, эфирам, карбонильным соединениям и нитрилам . .
Присоединение галогеноводородов по С=С-связям . . . III. Присоединение галогенов по С=С- и С^С-связям с одновременным образованием С—С-, С—О- и С—N-свяаей . . .
Присоединение галогенов по С—О и С=С-связям с одновременным образованием С—С-0вязи
Присоединение а-галогенэфиров ио С=С-связям . . . . Реакция Мсервейна (взаимодействие галогенидов диазопия с соединениями, содержащими С--С- и С=С-связи Присоединение галогепангидрпдов кислот по С=С-связи Присоединение алкилгалогспидов п аналогичных соединений по С=С-связи
Присоединение галогенов по С=С-связи с одновременным образованием С—О-связи
Присоединение гипогалогепитпых кислот по С=С-связи (получение галогенгидринов)
Получение хлоргидринов при помощи хромилхлорида Получение галогенгидринов по реакции с N-галоген- амидами
Алкоксигалогенировапио
Присоединение галогенов по С—С- и С^С-связям с одновременным образованием С—N-связи
94 979899101101103104107 107111ИЗ11712012212212294 979899101101103104107 107111ИЗ117120122122122124125125128128130131124125125128128130131Образование связи С—Hal в результате реакции звыещевия
94 97
98
99
101
101
103
104
107 107
111
ИЗ
117
120
122
122
122
94 97
98
99
101
101
103
104
107 107
111
ИЗ
117
120
122
122
122
124
125
125
128
128
130
131
124
125
125
128
128
130
131
Замещение водорода галогеном или роданом 132
Замещение галогеном водорода в насыщенных алифатических углеводородах 132
Замещение галогеном водорода в олефинах 135
Общие положения о замещении галогеном водорода в ароматических соединениях 139
Замещение галогеном водорода в ядре ароматических углеводородов 142
Замещение галогеном водорода в боковой цепи ароматических углеводородов 145
Замощение галогеномводорода в ацешленах 148
Замещение галогеном водорода и фенолах, оксиарилалкан- карбоновых кислотах, эфирах фенолов и ароматических аминах 150
Замещение галогеном водорода в простых эфирах . . . .159
Замещение галогеном водорода в алифатических моно- карболовых кислотах 161
Заиещениг галогеном водорода в алифатических дикарбоновых кислотах п нитрилах 166
Замещение галогеном водорода в ароматических океи- и амшкжарбоповых кислотах 169
Замещение галогеном водорода в ароматических нитро- соедипенпях 173
Замещение галогеном водорода в альдегидах и кетонах 174
Замещение галогеном водорода в гетероциклических соединениях 186
Непосредственное замещение водорода в аромат плоских соединениях па SCN-rpynny 190
Обмен галогена на другой галоген или на род ан-? руппу . .191
Обмен галогена на фтор 191
Обмен галогена на иод, бром или хлор 197
Обмен гадт-ена на родан 201
Замена гидроксильных, алкоксилъных и карбонильных групп на галогены 202
Замена спиртового гидроксила на галоген 202
Замена спиртового гидроксила на фтор 202
Замена спиртового гидроксида на хлор, бром и иод при помощи галогеповодородов и галогенаигпдридов кислот 202
Замена спиртового гидроксила на галоген при помощи трифенилфосфита и органических галоюппдоп или просто галогенов 216
Замена спиртового гидроксила на галоген с промежуточным получением тозилатов 218
Замена гидроксила на галоген в полуацеталях (синтез а-галогепэфиров по Генри) 221
Замена ацилоксигруппы на галоген (получение галогей- замещепных углеводородов) 222
Замена С—О-связи связью С—Hal при расщеплении простых эфиров п ацеталей 225
Замена гидроксила на галоген в фенолах п гетероциклических соединениях 229
Замена гидроксила в карбоксильной группе па галоген (получение галотеяангидридов карбоновых кислот) . . .231
Замена ОН в карбоксильной группе ио фтор 231
Замена ОМ в карбоксильной группе на хлор, бром пли иод при помощи неорганических галогенанпщридов 231
Замена ОН в карбоксильной группе на хлор и бром при помощи галогенангидридов органических кислот . . .237
Замена карбонильного кислорода на хлор и бром . . . .240
Замена С—N-связи на связь С—Hal, 242
Замена С—N-связи на связь С—Hal в алифатических соединениях 242
Замена С—N-связи па связь С —Hal в алифатических аминах при помощи PCI5 и PDrg 242
Замена С—N-связи на связь С—Ня! в алифатических аминах при помощи бромциаиа 243
Замена аминогруппы на галоген в алифатических соединениях при помощи кцтрозплгалогенидов . . . .244
Получение галогенкетонов пз диаялкетоцов 245
Замена С— N-еиязи на связь Г.—Hal в ароматических и гетероциклических соединениях 247
Замена аминогруппы па хлор и бром в ароматических и гетероциклических соединениях (реакция Заидмей- ера) 247
Замена аминогруппы на под в ароматических соединениях 250
Замена аминогруппы на бром в ароматических и гетероциклических соединениях с промежуточным получением пербромидов диазония 252
Замена аминогруппы па хлор и бром и ароматических соединениях (реакция Швехтена) 253
Замена аминогруппы на фтор в аромагишчжпх и гетероциклических соединениях (реакция Шимана) . . . .253
Замена аминогруппы па группу SCN в ароматическихсоединениях 257
Замена С—S-связи на связь С—Hal 257
Замена С—С-сеязи на связь С—Hal 259
Образование связей углерод — кислородОбразование С—О-связи в результате реакции присоединения
Присоединение кислорода по С=С-связи -260
Молекулярный кислород 260
Озон 261
Получение алкиленоксидовизпроизводных этилена262
Присоединение воды по С-С-связи 266
Присовдинепие воды по С~С-сеязи 269
Присоединение гидроксильных групп по С=С-связи . . .272
ГидроксилированиеприпомощиОрганических надкислот272
Гидроксилированиеприпомощиперманганата калия274
Гидроксилированиеприпомощичетырехокисп осмия275
Гидроксилированиеприпомощикомплекса иода с бензоатом серебра (реактив Прево) 276
7^иг-Гидроксилярование по методуВудворда 277
Гидроксилирование при помощи перекиси водорода и неорганических катализаторов 277
V. Присоединение карбоновых кислот и спиртов по С—С- и С=С-свЯзям .....................278
Образование С—О-связи в обменных реакциях с получением гидроксил- и карбонилсодержащих соединений
Замещение водорода кислородом 284
Замещение водорода гидроксильной группой 285
Образование перекисей путем аутоокисления 288
Меры предосторожности при обращении с перекисями 288
Образование гидроперекисей 288
Образование диалкилперекнеей 293
Замещение водорода па карбонильный кислород....294
Получение альдегидов и кетонов 294
Получение хинонов 298
Замещение водорода карбоксильным кислородом....299
Дегидрирование спиртов до карбонильных соединении303
Получение альдегидов 303
Получение котонов 306
Окисление многоатомных спиртов 309
Окисление спиртов и альдегидов до карбоновыхкислот310
Реакции Канниццаро и Тищенко 312
Обмен галогена на кислород 314
Обмен галогена па гидроксильную группу 314
Обмен галогена на карбонильный кислород 316
Обмен галогена на карбоксильный кислород 318
Обмен азота на кислород 319
Обмен аминогруппы на гидроксильную группу319
Обмен азота на карбонильный кислород 322
Обмен азота на карбоксильный кислород 326
Обмен сулъфогруппы на гидроксильную группу . . . .328
Образование новых С—0-связей в результате обменных реакций
Получение простых эфиров 329
Получение простых эфиров отщеплением воды от двух молекул спирта 329
Получение простых эфиров алкилированием галогенсо- дерлОщими соединениями 333
Получение простых эфиров алкилированием диметил- сулг-фатом . . - 340
Получение простых эфиров алкилированием эфирами н-толуолсульфокпслоты 341
Получение простых эфиров алкилированием диазометаном . ,342
Получение сложных эфиров 343
Получение эфиров карбоновых кислот из карбоновых кислот и спиртов 343
Этерификация без катализатора .343
Этерификация в присутствии катализатора 345
Получение сложных эфиров алкилированием солей карбоновых кислот 348
Алкилирование алкилгалогенидами 348
Алкилирование ди.метплсулг,фатом 348
Алкилирование диазометаном 349
Получение сложных эфиров ацилированием спиртов и фенолов 1' 349
Ацилирование хлоравгидридамн кислот 349
Ацилирование ангидридами кислот 351
Получение сложных эфиров переэтерификацией . . . .352
Получение ацеталей 353
Получение ацеталей из карбонпль.ных соединений и спиртов 353
Получение ацеталей из карбонильных соединений и ортоэфиров 355
Получение ацеталей при помощи диметилсульфита . . .356
Получение изопропилидеповых и бензилиденовых производных углеводов 356
Ангидриды карбоновых, кислот ............358
Получение ангидридов карбоновых кислот непосредственным отщеплением воды 358
Получение ангидридов карбоновых кислот по реакции двойного обмена’.359
Разрыв связей углерод — кислород
I. Разрыв простой эфирной связи 364
Л. Омыление сложных эфиров карбоновых кислот 365-
Омыление ацеталей, меркапталей, кеталей и ортоэфиров 369-
Образование связей углерод — азот
Образование С—N-связей в результате реакций присоединения
Присоединение азотсодержащих соединений по кратным углерод-углеродным связям ..............372'
Присоединение аммиака и продуктов его замещения . .372
Присоединение других азотсодержащих соединений . . .373
Присоединение диазоалканов и азидов . . 373
Присоединениенитрилов 373
Присоединениеокислов яоксихлоридов азота 374
Присоединение азотсодержащих соединений по C—N- и С-связям 375
Присоединение к производным цианистоводородной кислоты 375
Присоединение кцианатам п тиоцианатам 377
Присоединение азотсодержащих соединений по С — О- связи 378
Присоединение азотсодержащих соединений по C=S- связи 379
Образование С— N-связи в результате реакции обмена
Замещение водорода азотом..............380
Нитрование 380
Общие положения. Нитрующие агенты 3S0Нитрование алифатических соединении 383Нитрование ароматических и гетероциклических соединений 385Общие положения. Нитрующие агенты 3S0Нитрование алифатических соединении 383Нитрование ароматических и гетероциклических соединений 385Нитрозирование ..
Общие положения. Нитрующие агенты 3S0
Нитрование алифатических соединении 383
Нитрование ароматических и гетероциклических соединений 385
Общие положения. Нитрующие агенты 3S0
Нитрование алифатических соединении 383
Нитрование ароматических и гетероциклических соединений 385
Общие положения
Нитрозирование алифатических соединений
Нитрозирование ароматических соситсннн
Азосочотапие Общие положения Сочетание с соединениями, содержащими активные метиленовые группы
Азосочетание с ароматическими компонентами
Окислительное азосочетание
Прочие реакции Введение аминогруппы Введение аммониевой группы Прямое введение дпазояиевой группы Реакция Эрлиха — Закса
Обмен галогена на азот
Взаимодействие галогенироизводных с производными аммиака
Алкилирование
Арилирование
Ацилирование Прочие реакции
Взаимодействие галогенпроизводиых с другими азотсодержащими соединениями
Взаимодействие с нитритами
Взаимодействие с я л идами
Взаимодействие с цианидами Взаимодействие с цианатами
Обмен Кислорода на азот
Реакции азотсодержащих соединений с производными ки-
Реакции азотсодержащих соединений со свободными кислотами
Реакции азотсодержащих соединений с ангидридами карбоновых кислот
Реакции азотсодержащих соединений с эфирами карбоновых кислот
Реакции азотсодержащих соединений с амидами кислот
Реакции карбонильных соединений с азотсодержащими соодинеппями
Получение простых производных карбонильных соединений
Получение аминов с функциональными группами в «-положении
Получение аминов восстановите л иным алкилированием
Реакции спиртов и фенолов с азотсодержащими соединениями-
Обмен спиртовых гидроксильных групп ria аминогруппы Реакции фенолов с аммиаком, аминами и гидразинами 4. Реакция простых эфиров и оксониевых солея с азотсодержащими соединениями IV. Обмен другм элементов на азот
Обмен азота па азот.
Переа.минирование (реакции обмена аминогрупп) . . . Переампдированпе ц аналогичные реакции Обмен азота в солях дпазонпя и диазосоединоииях . . .
Обмен углерода на азот
30339339740040040140440740840841141141241341341342743143830339339740040040140440740840841141141241341341342743143844144344 544144344 5450454408470450454408470Обмен серы на азот . Обмен сульфогруппы па азот
303
393
397
400
400
401
404
407
408
408
411
411
412
413
413
413
427
431
438
303
393
397
400
400
401
404
407
408
408
411
411
412
413
413
413
427
431
438
441
443
44 5
441
443
44 5
450
454
408
470
450
454
408
470
Обмен других серусодержаших функциональных групп на азот 512
Обмен металлов па азот 513
Изменение азотной функции в органических соединениях
Образование У—Н-свази ...............514
Образование N—Н-снязп в результате реакции присоединения 514
Получение гидразопроизводиых из азосоедипений . . .514
Получение гидразиновиз диазониевыхсолей 515
Получение аминов изнитрилов 516
Получение вторичных аминов из оснований Шиффа . .518
Получение замещенных гидразинов из гидразонов и азинов 519
Образование N—Н-связп н результате реакции обмена 520
Получение аминов восстановлением нитросоединений 520
Восстановление нитросоедипений до гидроксиламинов 525
Получение аминов восстановлением оксимов и гидр- оксилампнов 525
Восстановление литрозосоединепий до аминов . . . .527
Восстановление ннтрозаминов до несимметричных ди- замещенных гидразинов 528
Восстановление азососдинепийдоаминов 529
Восстановление азинов, гидразонов и гидразинов . . .530
Восстановление азидов .. 530
Получение аминов расщеплением N-нптрозамнпов . . .531
Восстановление N-окисей 531
Образование N—О-связи..............533
Образование N—О-связи в результате реакции присоеди
нения 533
Получение N-ониссй 533
Получение аяокенлропзводных из азосоедпненпй . . .534
Окисление нитрозо- п оксимной групп до нитрогруппы 534
Образование N—О-спязп в результате реакции обмена
(окисление аминов, гидрокспламинов и оксимов до нитро- зосоедипений) 535
7V. Образование N—N-свяви в результате реакции обмена 536
Получение нитрозаминов 536
Получение нитраминов 537
Диазотирование ароматических аминов 539
Получение азидов 541
Получение гидразинов 543
Получение дпазоамииососдинений 544
Получение язосоедииений 545
Получение алифатическихдиааососдинений 546
V. Образование связи N—Hal 549
Образование связей углерод — сера
Образование С—S-связи в результате реакций присоединения
Присоединение соединений серы, по кратным углерод-углеродным связям 550
Присоединение сероводорода и его производных . . . .550
Присоединение других соединений серы 554
//. 77рисоединение соединений серы по кратным углерод-азотным связям . 556
Присоединение соединений, серы, по С—0-связи . . . .558
Образование С—S-связи в результате реакций замещения
Обмен водорода на S-функцию 559
1. Введение сульфогрупцы 559
Сульфирование алифатическихсоединений 559
Введение сульфохлоридной группы 573Прямое введение сульфоновой и сульфоксидной групп 577Прямое введение сульфиновой группы 578Введение тионовой, тпозфпрной и меркаптогрупп . . . .579Обмен галогена на 8-функцию ............580Взаимодействие алкил- и арилгалогенидов с солями и производными сероводорода 580Получение меркаптанов и дисульфидов 580Получение простых тиоэфиров и солей сульфония . .583Получение тцокетопов, меркапталей и меркаптолов . .о86Взаимодействие ацилгалогенидов с сероводородом и его производными . . . 588Взаимодействие алкилгалогенидов с сульфитами и сульфи- яовыми кислотами 589Введение сульфохлоридной группы 573Прямое введение сульфоновой и сульфоксидной групп 577Прямое введение сульфиновой группы 578Введение тионовой, тпозфпрной и меркаптогрупп . . . .579Обмен галогена на 8-функцию ............580Взаимодействие алкил- и арилгалогенидов с солями и производными сероводорода 580Получение меркаптанов и дисульфидов 580Получение простых тиоэфиров и солей сульфония . .583Получение тцокетопов, меркапталей и меркаптолов . .о86Взаимодействие ацилгалогенидов с сероводородом и его производными . . . 588Взаимодействие алкилгалогенидов с сульфитами и сульфи- яовыми кислотами 589
Введение сульфохлоридной группы 573
Прямое введение сульфоновой и сульфоксидной групп 577
Прямое введение сульфиновой группы 578
Введение тионовой, тпозфпрной и меркаптогрупп . . . .579
Обмен галогена на 8-функцию ............580
Взаимодействие алкил- и арилгалогенидов с солями и производными сероводорода 580
Получение меркаптанов и дисульфидов 580
Получение простых тиоэфиров и солей сульфония . .583
Получение тцокетопов, меркапталей и меркаптолов . .о86
Взаимодействие ацилгалогенидов с сероводородом и его производными . . . 588
Взаимодействие алкилгалогенидов с сульфитами и сульфи- яовыми кислотами 589
Введение сульфохлоридной группы 573
Прямое введение сульфоновой и сульфоксидной групп 577
Прямое введение сульфиновой группы 578
Введение тионовой, тпозфпрной и меркаптогрупп . . . .579
Обмен галогена на 8-функцию ............580
Взаимодействие алкил- и арилгалогенидов с солями и производными сероводорода 580
Получение меркаптанов и дисульфидов 580
Получение простых тиоэфиров и солей сульфония . .583
Получение тцокетопов, меркапталей и меркаптолов . .о86
Взаимодействие ацилгалогенидов с сероводородом и его производными . . . 588
Взаимодействие алкилгалогенидов с сульфитами и сульфи- яовыми кислотами 589
Сульфирование ароматических соединений серной кислотой п олеумом 561
Сульфирование серной кислотой и олеумом в присутствии катализаторов 569
Сульфирование серным ангидридом и его аддуктами . .570
Сульфирование ароматических соединений галоген- сульфокислотами и другими сульфирующими агентами 572
Получение эфиров тпоциановой и изотиоцпановой кислот 591
Обмен кислорода на S-функцию 592
Взаимодействие спиртов с серусодержащими соединениями 592
Взаимодействие с сероводородом и его производными 592
Взаимодействие с бисульфитом натрия 592
Взаимодействие окисей алкенов с соединениями серы 593
Взаимодействие карбонильных соедипений с соединениями серы 594
Взаимодействие производных карбоновых кислот с соединениями серы 597
Взаимодействие алкил- и диалкилсульфатов с соединениями серы 593
Замещение азота серой ...............599-
Замещение аминогруппы S-функцией 599
Замещение иминогруппы S-функцией 602
Замещение третичного азота и аммониевой группы S- функцией 603
Замещение нитрогруппы S-фупкцией .........603
V. Замещение других функций 604
Взаимодействие с реактивами Гриньяра 604
Получение органических соединений серы путем превращения имеющихся S-функций/. Восстановление 5-функци.йОкисление 8-функцийОкисление меркаптаной Окисление дисульфидов Окисление простых тиоэфировОкислительное галогенирование органических соединений серы . .Получение алкилсульфохлоридов Получение арилсульфихлоридов Расщепление органических соединений серыРасщепление С—5-связиРасщепление S—Н-связи Расщепление 8—8-связи Расщепление связи S—С1 Расщепление сульфохлоридов■ . . . .Расщепление сульфинилхлоридов и сульфонилхлоридовПолучение органических соединений серы путем превращения имеющихся S-функций/. Восстановление 5-функци.йОкисление 8-функцийОкисление меркаптаной Окисление дисульфидов Окисление простых тиоэфировОкислительное галогенирование органических соединений серы . .Получение алкилсульфохлоридов Получение арилсульфихлоридов Расщепление органических соединений серыРасщепление С—5-связиРасщепление S—Н-связи Расщепление 8—8-связи Расщепление связи S—С1 Расщепление сульфохлоридов■ . . . .Расщепление сульфинилхлоридов и сульфонилхлоридов600600609609611611609609611611613613613613*614*614615615615615618618619620619620Взаимодействие с другими металлоорганическими соединениями боб
Получение органических соединений серы путем превращения имеющихся S-функций
/. Восстановление 5-функци.й
Окисление 8-функций
Окисление меркаптаной
Окисление дисульфидов
Окисление простых тиоэфиров
Окислительное галогенирование органических соединений серы . .
Получение алкилсульфохлоридов
Получение арилсульфихлоридов
Расщепление органических соединений серы
Расщепление С—5-связи
Расщепление S—Н-связи
Расщепление 8—8-связи
Расщепление связи S—С1
Расщепление сульфохлоридов■ . . . .
Расщепление сульфинилхлоридов и сульфонилхлоридов
Получение органических соединений серы путем превращения имеющихся S-функций
/. Восстановление 5-функци.й
Окисление 8-функций
Окисление меркаптаной
Окисление дисульфидов
Окисление простых тиоэфиров
Окислительное галогенирование органических соединений серы . .
Получение алкилсульфохлоридов
Получение арилсульфихлоридов
Расщепление органических соединений серы
Расщепление С—5-связи
Расщепление S—Н-связи
Расщепление 8—8-связи
Расщепление связи S—С1
Расщепление сульфохлоридов■ . . . .
Расщепление сульфинилхлоридов и сульфонилхлоридов
600
600
609
609
611
611
609
609
611
611
613
613
613
613
*614
*614
615
615
615
615
618
618
619
620
619
620
623624625626626627627627628628629629630631631623624625626626627627627628628629629630631631Расщепление S—О-связи
623
624
625
626
626
627
627
627
628
628
629
629
630
631
631
623
624
625
626
626
627
627
627
628
628
629
629
630
631
631
Расщепление S—N-связи
IV. Получение производных тиоугольных кислот . . .
Тиоугольные кислоты
Эфиры хлорангндридов тиоугольных кислот . . . .
Эфиры тиоугольных кислот
Полуэфиры тиоугольных КИСЛОТ
Полные эфиры тиоугольных кислот
Производные тиокарбаминовой кислоты
Тиокарбаминоилхлориды
Эфиры тиокарбаминовой кислоты (тиоуретаны) . .
Бис-(алкилксантогены) и тиурамдисульфиды . . . .
Изотиоцианаты (горчичные масла)
Соли иаотиомочевины
Образование металл-углеродных связей(металлоорганические соединения)
634636637646642643647649649654654656659659662664665665668670634636637646642643647649649654654656659659662664665665668670Способы получения металлоорганических соедвнений I. Органические производные элементов первой группы . . . 1. Литийорганические соединения 2. Натрийорганические соединения II. Органические производные элементов второй группы . . 1. Магнийорганические соединения 2. Цинкорганическио соединения 3. Кадмийорганические соединения 4 ртутьорганические соединения III. Органические производные элементов третьей группы 1. Борорганические соединения 2. Алюминийорганические соединения IV. Органические производные элементов четвертой группы 1. Кремнийорганические соединения 2. Оловоорганические соединения 3. Органические производные свинца V. Органические производные элементов пятой группы . . 1. Мышьякорганические соединения 2. Органические производные сурьмы 3. Висмуторгапические соединения
634
636
637
646
642
643
647
649
649
654
654
656
659
659
662
664
665
665
668
670
634
636
637
646
642
643
647
649
649
654
654
656
659
659
662
664
665
665
668
670
Образование кратных углерод-углеродных связей Этиленовые связи
Г. Изолированные этиленовые связи 671
Отщепление воды от спиртов 671
Отщепление галогеповодородов 676
Отщепление галогена 678
Расщепление азотсодержащих соединений 680
Сопряженные двойные связи 682
Диены 682
3. Ароматические и гетероциклические непредельные соеди3. Ароматические и гетероциклические непредельные соедиПолиены 683
3. Ароматические и гетероциклические непредельные соеди
3. Ароматические и гетероциклические непредельные соеди
нения 683
Аллены 686Кетены 687Аллены 686Кетены 687Ацетиленовые связиАцетиленовые связи1. Дегидрогалогенирование дигалогеиидов или галоген-1. Дегидрогалогенирование дигалогеиидов или галоген-Кумулированные двойные связи 686
Аллены 686
Кетены 687
Аллены 686
Кетены 687
Ацетиленовые связи
Ацетиленовые связи
1. Дегидрогалогенирование дигалогеиидов или галоген-
1. Дегидрогалогенирование дигалогеиидов или галоген-
олефинов 689
Дегалогенирование 692
Расщепление азотсодержащихсоединений 693
ОБРАЗОВАНИЕ НОВЫХ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ СВЯЗЕЙ
Образование новых С—С-связейв результате реакции присоединения
Присоединение по С "С-связям ............696
Присоединение углеводородов по этиленовым связям . .696
Полимеризация производных этилена 697
Диеновый синтез 700
Присоединение соединений с активированной С—Н-связью (реакция Михаэля) 705
Присоединение формальдегида (реакция Принса)...707
Присоединение органических галогсппроизводных...708
Присоединение диазометана и синильной кислоты...710
Присоединение по С=О-свяаи 712
Альдольная конденсация 712
Бензоиновая конденсация 715
Пипаконы 715
Реакция Кольбе -- Шмитта 717
Циангидриновые синтезы .717
Присоединение диазомстапа к карбонильной группе..719
Присоединение металлоорганических соединений к карбонильной группе 720
Взаимодействие реактива Гриньяра с кетонами . . . .721
Взаимодействие реактива Гриньяра со сложными эфирами 723
Взаимодействие реактива Гриньяра с альдегидами . .725
Взаимодействие магнийорганических соединений с окисью этилена и СО2 726
Синтезы с лптийорганическимн соединениями 727
Присоединение по кратным С—К-связям .......728
Присоединение магнийорганических соединений . . . .728
Циклизация нитрилов 732Присоединение синильной кислоты 733’Присоединение кетонов к бензилиденанилину 734Циклизация нитрилов 732Присоединение синильной кислоты 733’Присоединение кетонов к бензилиденанилину 734Присоединение нитросоединепий 731
Циклизация нитрилов 732
Присоединение синильной кислоты 733’
Присоединение кетонов к бензилиденанилину 734
Циклизация нитрилов 732
Присоединение синильной кислоты 733’
Присоединение кетонов к бензилиденанилину 734
735735736738741742742742735735736738741742742742Образование простых С—С-связей в результате реакций обмена I. Образование С—С-связей в результате отщепления водорода 1. Пирохимические реакции 2. Каталитическое отщепление водорода 3. Окислительное отщепление водорода 4. Фотохимическая дегидродимеризация II. Образование С—С-связей в результате отщепления галогена в виде галогенида
735
735
736
738
741
742
742
742
735
735
736
738
741
742
742
742
Отщепление галогена щелочными металлами Реакции Бюрца и Фиттига Реакции ацетиленидов щелочных металлов с галогепи- дами .
Отщепление галогена другими металлами Отщепление галогена магнием Отщепление галогена серебром и медью Отщепление галогена цинком
Отщепление галогена алкоголятами, амидами и гидридами щелочпых металлов и другими основаниями
Эфиры а-глицидной кислоты
С-Алкилирование и С-ацилирование соединений с подвижным атомом водорода 4. Синтезы кетопоп при помощи металлоорганических соединений
Синтезы нитрилов
Образование С — С-связей в результате отщепления галогена в виде галогеноводорода
Синтез Фриделя — Крафтса Ацилирование Алкилирование Особенности реакции Фриделя — КрафтсаСинтезы альдегидов и карбоновых кислот IV. Образование С—С-связей в результате отщепления металла в виде его галогенида . . .Отщепление воды с образованием новой С—С-связи . . .Алкилирование Хлорметилирование Оксиметилирование Аминомотилмрование (реакция Манниха)Сульфомстилирование Образование С—С-связи в результате отщепления спирта, карбоновой кислоты и дрСлолшоэфирные конденсацииОтщепление карбоновых кислотОбразование С—С-связи в результате отщепления азота, аминов и аналогичных соединений Отщепление элементарного азотаОтщепление аминов Синтез Фриделя — Крафтса Ацилирование Алкилирование Особенности реакции Фриделя — КрафтсаСинтезы альдегидов и карбоновых кислот IV. Образование С—С-связей в результате отщепления металла в виде его галогенида . . .Отщепление воды с образованием новой С—С-связи . . .Алкилирование Хлорметилирование Оксиметилирование Аминомотилмрование (реакция Манниха)Сульфомстилирование Образование С—С-связи в результате отщепления спирта, карбоновой кислоты и дрСлолшоэфирные конденсацииОтщепление карбоновых кислотОбразование С—С-связи в результате отщепления азота, аминов и аналогичных соединений Отщепление элементарного азотаОтщепление аминов 765765769769772774776772774776779 779779782783785786,786786792779 779779782783785786,786786792792792795792792795
Синтез Фриделя — Крафтса Ацилирование Алкилирование Особенности реакции Фриделя — Крафтса
Синтезы альдегидов и карбоновых кислот IV. Образование С—С-связей в результате отщепления металла в виде его галогенида . . .
Отщепление воды с образованием новой С—С-связи . . .
Алкилирование
Хлорметилирование
Оксиметилирование
Аминомотилмрование (реакция Манниха)
Сульфомстилирование
Образование С—С-связи в результате отщепления спирта, карбоновой кислоты и др
Слолшоэфирные конденсации
Отщепление карбоновых кислот
Образование С—С-связи в результате отщепления азота, аминов и аналогичных соединений
Отщепление элементарного азота
Отщепление аминов
Синтез Фриделя — Крафтса Ацилирование Алкилирование Особенности реакции Фриделя — Крафтса
Синтезы альдегидов и карбоновых кислот IV. Образование С—С-связей в результате отщепления металла в виде его галогенида . . .
Отщепление воды с образованием новой С—С-связи . . .
Алкилирование
Хлорметилирование
Оксиметилирование
Аминомотилмрование (реакция Манниха)
Сульфомстилирование
Образование С—С-связи в результате отщепления спирта, карбоновой кислоты и др
Слолшоэфирные конденсации
Отщепление карбоновых кислот
Образование С—С-связи в результате отщепления азота, аминов и аналогичных соединений
Отщепление элементарного азота
Отщепление аминов
765
765
769
769
772
774
776
772
774
776
779 779
779
782
783
785
786,
786
786
792
779 779
779
782
783
785
786,
786
786
792
792
792
795
792
792
795
Образование двойных С— С-связей в результатереакций обмена
Отщепление водорода с образованием новых этиленовых связей 799’
П. Отщепление галогена с образованием новых этиленовых связей ........................800
О|щепление галогена действием металлов 800
Отщепление галогена действием щелочей 800
Образование новых С=С-связей путем дегидратации 801
Синтез а,р-и р,у-ненасыщенных карбоновых кислот . .801
Синтез Перкина 801
Реакция Кневеиагеля 803
Синтезы эфиров коричной кислоты ио Клайзену . . . .805
Конденсация Штоббе 805
Синтез а, р-ненасыщенныхальдегидовикетонов . . . .806
Прочие конденсации 808
Получение ненасыщенныхнптросоединенпй 809
Получение ароматическихсистем 810
Отщепление азота с одновременным образованием новой
С=С-связи .....................811
Отщепление серы с образованием навой С=С-связи . . .812-
Отщепление фосфора с образованием новой С=С-связи (реакция Вшптига) 812
РАЗРЫВ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ СВЯЗЕЙ
Термическое разложение
Отщепление двуокиси углерода
Декарбоксилирование по типу I
Декарбоксилирование по типу II
Кетоппое расщепление р-кетокислот
Декарбоксилирование малоновых кислот
Декарбоксилирование ^, у-ненасыщенных кислот . . .
Декарбоксилирование ароматических окси- и аминокарбоновых кислот
Отщепление окиси углерода
Отщепление других составных частей молекулы . . . .
Расщепление рицинолевон кислоты
Расщепление алкоголятов
Расщепление ацетона 828
Расщепление производных циклогексена 829
Превращение лумистерина в тахистерин 829
Окислительное расщепление С—С-связей
Окислительное расщепление углерод-углеродных связей в насыщенных алифатических или алициклических углеводородах 830
Окислительное отщепление боковых цепей, связанных с ароматическим или гетероциклическим ядром 830
Окислительное отщепление длинных боковых цепей ароматических и гетероциклических соединений 830
Расщепление гомологов фенола до фенолкарбоновых кислот путем щелочного плавления 832
Окислительное расщепление олефинов ........832
Окислительное расщепление ненасыщенных карбонильных соединений посредством щелочного плавления . . .833
Окислительное расщепление олефинов до альдегидов обычными окислителями 833
Окислительное расщепление олефинов до кетонов и карбоновых кислот обычными окислителями 834
Окислительное расщеплениеолефиновозоном 835
Укорочение боковой цепи поВиланду 836
Окислительное расщепление С—С-связей в соединениях с гетерофункцией в месте расщепления .........836
Окислительное расщепление вторичных спиртов и кетонов 837
Онислительное расщепление метилкетонов 837
Окисление тетраацетатомсвинца 840
V. Окислительное расщепление кольцевых систем ароматических и гетероциклическихсоединений 841
Гидролитическое расщепление
ПЕРЕГРУППИРОВКИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИИ (ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ
ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПЕРЕГРУППИРОВОК)
847847849850851851852853854855856856856857857858858858847847849850851851852853854855856856856857857858858858Перегруппировки с сохранением углеродного скелета
847
847
849
850
851
851
852
853
854
855
856
856
856
857
857
858
858
858
847
847
849
850
851
851
852
853
854
855
856
856
856
857
857
858
858
858
Перемещение кратных связей
Перемещение двойной связи
Аллильная перегруппировка
Перемещение тройной связи
Перегруппировки с изменением кислородной функции
Превращение а-окисей в карбонильные соединения . . .
Реакция Вильгеродта
Кето-енольная таутомерия
Изомеризация кетоспиртов
Перегруппировка Канниццаро
Прочие перегруппировки
Перегруппировки азотсодержащих соединений . . . .
Перегруппировка Амадори
Перегруппировка Чепмена
Перегруппировка окисей аминов
Псевдооснования .. .
Перегруппировки галогенсодержащих соединений . . . .
Перемещение галогена
Перегруппировки при реакциях галогенсодержащих соединений
Перегруппировки с построенном углеродного скелета
Перемещение от кислорода к углероду 862
Перегруппировка Фриса'.862
Перегруппировка Клайзена 863
Перегруппировка Бекера — Венкатарамана 864
Перегруппировка бензиловых эфиров 865
Перемещение от. азота к углероду 865
Бензидиновая перегруппировка 865
Индольный синтез по Э. Фишеру 866
Перегруппировка Стивенса 867
Перегруппировка Соммлс 868
Перемещение от серы, к углероду 868
Перегруппировка Тиффено 869
Перегруппировки с расщеплением углеродного скелета
-Перемещение от углерода,к кислороду 870
Перегруппировка Криге 870
Перегруппировка гипохлоритов 871
Перемещение от углерода к азоту 871
Гофмановскос расщеплениеамидов кислот 871
Расщепление по Курциусу 872
Перегруппировка Бекмана 874
Реакция Шмидта 875
M^b^qM^b^qПерегруппировки с перестройкой углеродного скелета
M^b^q
M^b^q
Перегруппировка Вагнера — Меервейна и близкие к ней реакции
Перегруппировка Вагнера — Меервейна
Пинаколиновая и ретропинаколиновая перегруппировки
Диенон-фенольная перегруппировка
Изомеризация углеводородов •
Прочие перегруппировки
Реакция Якобсена
Перегруппировка типа бензиловой кислоты
Перегруппировка при окислении диалкилацетилеиов . .
Перегруппировки при разложении диазосоединечий . .
Перегруппировка Вольфа — Шрётера
Перегруппировки при взаимодействии карбонильных соединений с диазометаном
Перегруппировки при взаимодействии аминов с HNO2
' 876876878879880881881881882882882884-885' 876876878879880881881881882882882884-885Предметный указатель 887
' 876
876
878
879
880
881
881
881
882
882
882
884-
885
' 876
876
878
879
880
881
881
881
882
882
882
884-
885
2 Заказ 1835,
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
В последние годы на нашем книжном' рынке появился ряд прекрасных руководств по общим и теоретическим вопросам органической химии. В то же время синтетические аспекты этой науки в широком плане освещены совершенно недостаточно в мировой литературе, если не считать таких изданий, как выпускаемые отдельными томами «Органические реакции» и «Успехи органической химии», посвященные отдельным реакциям. Особое место занимает руководство К. Вейганда «Методы эксперимента в органической химии». Оригинальная классификация органических реакций в синтетическом аспекте, тщательный отбор материала и прекрасно подобранные в качестве иллюстраций прописи заслуженно принесли этой книге мировую известность.
Этот справочник выдержал уже три издания. Мы предлагаем читателю перевод третьего, последнего издания, которое было выпущено в 1964 г. Пятнадцать лет, прошедшие со времени выхода в свет второго издания, внесли столько существенных изменений в материал, что потребовалась коренная переработка книги. Для подготовки нового издания был привлечен большой коллектив авторов-специалистов в разных областях органической химии, в основном сотрудников Института органической химии при Берлинской Академии паук. Работу возглавил профессор Г. Хильгетаг, под редакцией которого и вышел в свет этот справочник.
Советскому читателю знаком перевод второго издания этого справочника, опубликованный в 1950 г. под редакцией профессора В. Н. Белова. Книга быстро разошлась, И в 1952 г. вышло второе ее издание, которое в настоящее время уже стало библиографической редкостью.
При подготовке русского третьего издания книги мы сочли целесообразным опустить I и Ш части книги, в которых изложены элементы лабораторной техники и физико-химического исследования в органической химии, так как эти вопросы более подробно рассмотрены в ряде недавно выпущенных в свет монографий, и включили только II часть, посвященную вопросам синтеза.
Мы воздержались от вмешательства в представленную авторами библиографию и от составленпя специальных дополнений к этому изданию, которые сильно увеличили бы объем книги и едва ли при современном быстром развитой органической химии полностью отразили ее последние достижения. По сравнению с ранними изданиями в книге возрос объем сведений о русских и советских работах. Однако все же они отражены недостаточно, поэтому мы вынуждены были дать некоторые примечания.
никам.никам.Следует выразить уверенность, что настоящее издание книги Вепганда-Хпльгетага принесет пользу советским хпмикам-орга-
никам.
никам.
Н. Суворов
ВВЕДЕНИЕ
Целью препаративной работы в лаборатории органической химии является получение определенных веществ заданной степени чистоты из соответствующих исходных продуктов. Для создания методически наиболее наглядной классификации большого числа реакций, пригодных для препаративных целей, удобно исходить из общего углеродного скелета, являющегося основой всех органических соединений, и рассмотреть, какие изменения могут с ним происходить в процессе реакций. Исходя из этого можно различить четыре группы реакций:
Углеродный скелет целевого продукта не отличается от скелета исходного вещества. Например: бензойная кислота из толуола; ацетальдегид из этилового спирта.
Углеродный скелет нужного вещества строится из двух или большего числа молекул за счет образования С—С-связей. Например: ацетофенон из бензола и уксусного ангидрида (2 молекулы); кетон Михлера из диметиланилпна и фосгена (3 молекулы); каучук из изопрена (большое число молекул).
- 3. Углеродный скелет образуется в результате частичного разрушения структуры .более богатой углеродом. Например: энан- тол из касторового масла; фталевая кислота из нафталина.
4. Углеродный скелет образуется в результате перестройки углеродного скелета исходного соединения. Например: пинаколин из пинакона.
В процессе препаративных работ в одном синтезе могут встречаться разные комбинации перечисленных основных превращений, а именно:
Превращение молекул без изменения углеродного скелета.
Увеличение углеродного скелета.
Уменьшение углеродного скелета.
Перестройка углеродного скелета.
Особое положение занимают реакции, приводящие к образованию циклических структур. Однако поскольку протекающие при этом реакции ничем не отличаются от других, при которых, как и при каждой реакции вообще, разрываются и образуются новые связи, то и они относятся к одному или одновременно к нескольким из четырех основных типов реакций:
При образовании фталевого ангидрида из фталевой кислоты, точно так^же как [при образовании пиррола из диальдегпда янтарной кислоты и аммиака, в углеродном скелете ничего не меняется.
Образование мезитилена из ацетона подобно образованию окиси мезитила из ацетона.
Образование циклопентанона из адипината кальция полностью соответствует образованию ацетона из ацетата кальция.
Образование изоборнилхлорида из гидрохлорида камфена протекает так же, как, образование пинаколина из пинакона.
При установлении того, какие типичные химические процессы охватываются такой систематизацией, были получены вполне удовлетворительные результаты. В первую группу (превращение без изменения углеродного скелета) попадают реакции гидрирования, хлорирования, нитрования, окисления, восстановления и др., которые обычно методически принято объединять. Ко второй группе (увеличение углеродного скелета) относятся реакции конденсации (например, образование конденсированных систем по Кемпфу), и полимеризации (с образованием новых С—С-связей). Третья
2*
(уменьшение углеродного скелета) и четвертая группы (перегруппировки в углеродном скелете) введены впервые, но и они кажутся вполне логичными.
Правда, в результате такой систематики, в разделе «Альдегиды» ио приведены методы получения бензальдегида: из толуола через хлористый бензилиден; из бензола и смеси окиси углерода с хлористым водородом ио Гаттерману — Коху или из бромбензола (через магиийбромфенил) и эфира муравьиной кислоты по Гриньяру; из стильбена при действии озона или из дифенилгликоля и тетраацетата свинца.
Однако все эти методы описаны в систематических учебниках и справочниках по органической химии.
Преимуществом используемой в данной книге систематики является то, что основные типы реакций рассматриваются вместе.
На вопрос, что является общим для всех реакций органической химии, может быть дан лишь один ответ: все они сводятся к разрыву имеющихся и к образованию новых связей,
Поэтому в пределах каждой из четырех главных групп в основу последовательного расположения реакций следует положить не получение определенных групп, а образование или расщепление связей. Большинство связей может образовываться как в результате реакций присоединения, так и реакций обмена. По этому принципу и построены основные разделы книги.
Построение очень большого первого осповною раздела этой части книги, «Реакция, протекающие без изменения углеродного сколота», очень упростилось, после того как оказалось, что в нем, должны рассматриваться только связи углерода с водородом, галогенами, кислородом, азотом, серой, фосфором и металлами. Здесь же рассматривается образование кратных С—С-связей в неизменном углеродном скелете. В подразделах далее рассматриваются два типа реакций: присоединение и обмен.
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗЕЙ УГЛЕРОД - ВОДОРОД
ОБРАЗОВАНИЕ С—Н-СВЯЗЕЙ
В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
РЕАКЦИИ,ПРОТЕКАЮЩИЕБЕЗ ИЗМЕНЕНИЯУГЛЕРОДНОГОСКЕЛЕТАРЕАКЦИИ,ПРОТЕКАЮЩИЕБЕЗ ИЗМЕНЕНИЯУГЛЕРОДНОГОСКЕЛЕТАПромышленное гидрирование ненасыщенных С—С-связей проводится в настоящее время преимущественно каталитическими методами. Ввиду большой гибкости процессов каталитического гидрирования оии прочно вошли в препаративную и аналитическую лабораторную практику. Наряду с ними, а именно в химических исследованиях, прочно утвердились и другие методы восстановления, главным образом потому, что они чрезвычайно удачно дополняют каталитические методы и иногда даже превосходят их по избирательности.
РЕАКЦИИ,ПРОТЕКАЮЩИЕБЕЗ ИЗМЕНЕНИЯУГЛЕРОДНОГО
СКЕЛЕТА
РЕАКЦИИ,ПРОТЕКАЮЩИЕБЕЗ ИЗМЕНЕНИЯУГЛЕРОДНОГО
СКЕЛЕТА
Например, при гидрировании ацетиленовой связи в присутствии соответствующих катализаторов получаются почти исключительно ц.и.с^эти- лсповые соединения, в то время как при восстановлении комплексными гидридами металлов или натрием в жидком аммиаке образуются соответствующие транс-соединения |1]. Аналогичные явления наблюдаются в случае присоединения водорода к ненасыщенным конденсировав:- пым циклическим системам [2]. Восстановление С—О-групп в лаборатории проводят почти исключительно химическими восстановителями.
/. Присоединение водородапо олефиновым С—С-связями к ароматическим системам
Химические восстановители
Важнейшими методами присоединения водорода по этиленовой связи, к ароматическим и к гетероциклическим системам являются методы, использующие в качестве восстановителей неблагородные металлы и соответствующих растворителях. Все другие восстановители, как-то: хлорид олова (II), иодистый водород и даже комплексные гидриды металлов — имеют гораздо мопыпее значение для восстановления ненасыщенных С—С-связей.
Раньше восстанавливающее действие систем с неблагородными металлами приписывали так называемому водороду в момент выделения. В настоящее время, главным образом из работ Вильштеттсра f^J, Хюккеля [4J и Берча [5], стало известно, что необходимой предпосылкой для таких вос- становлспий является легкость перехода электрона от металла к электрофильной системе, за которым следует вторичная реакция — взаимодействие протона с образовавшимся карбанионом. В зависимости от применяемых металлов, растворителей и значений pH возникают восстановительные потенциалы различной силы, что позволяет восстанавливать соединения с различным по силе сродством к электрону.
Для объяснения восстановления изолированных ароматических .ядер в системе щелочной металл — жидкий аммиак — спирт [5, 6] Хюккель в своей более поздней работе [7] все же возвращается к старой гипотезе о «водороде в момент выделения». Поскольку в такой системе нет металлической поверхности, катализирующей ассоциацию атомов водорода (2Н—>Н2), то возможно, что создающейся концептрации свободных атомов водорода достаточно для протекания первой стадии реакции.
Восстановление неблагородными металлами
Восстановление натрием и спиртами. В то время как- изолированные двойные связи и одноядерные ароматические соединения обычно не изменяются под действием натрия в спирте, активированные двойные связи, как. например, в стироле или в коричной кислоте, насыщаются достаточно легко. Поэтому в соединениях типа Аг—СН—СН—(СП3)„—СН=СН—R можно избирательно гидрировать лишь сопряженные с ядром двойные связи 18]. Некоторые сопряженные диены присоединяют два атома водорода и Превращаются в олефины; нондепсироваяпые ароматические системы [9] тоже частично гидрируются. Так, например, из антрацена и его замещенных образуются 9,1О-дигидропроизводные [9, 10], а из фенантрена и аценафтена — тетрагидропроизводпые [9]. Из нафталина в этиловом спирте получается дпгидронафта.тин, в амиловом спирте — тетралин. Довольно легко гидрируются азотсодержащие гетероциклы [11], еще легче восстанавливаются нафтолы и на'фтил- амины до тетратидропроизводных. Интересно, что при восстановлении р-пафтиламина гидрируется замещенное ядро "[12], а при восстановлении а-нафтиламипа — преимущественно незамещенное. Из простых эфиров нафтолов можно с хорошими выходами получать циклические кетоны, проводя восстановление до стадии дигидропроизводного и омыляя образующийся эфир енола [13].
Восстановление натрием и спиртами проводят аналогично восстановлению сложных эфиров по Буво — Блану (стр. 83). Как правило, применяют этиловый спирт, однако иногда если требуется более высокая температура предпочитают работать с высшими спиртами. Обычно в результате реакции выделяется значительное количество паров, с которыми нормальные холодильники нс справляются. Поэтому при проведении этой реакции выгодно использовать обратные холодильники с широким просветом, которые нс захлебываются от большого количества конденсата. Многократно предлагалось применять для этих целей металлические холодильники. Из прсдосто-
R. Wi 1 1 s t 5t t e r,F. S e i t г, E, В u m m, Ben,61, 871 (1928).
W. Hu c k e 1,II. Bretschneider, Ann., 540,157 (1939).
A. J.Birch,Quart.Rev. (Chern. Soc., London), 4,69 (1950).
a) С.B. W с оs t e г,пат. США 2182242; С., 1940,I, 3987; b)J. P. W i-
b a u l, F. A. H a a k, Rec. trav. chim., 67, 85 (1948).
W. H iick el, B. G г a f, D. Munkner, Ann., 614, 47 (1958).
]8] B. L о e v, С. B. D a w s о n, J. Am. Chern. Soc., 78, 1180 (1956).
E. Bamberger, W. Lodter, Ber., 20, 3077 (1887).
J10] G. H. Daub, W. C. Doyle, J. Am. Chern. Soc., 74, 4449 (1952).
[11 j D. Papa, E. Schwenk, E. KI i ngsborg, J. Am. Chern. Soc., 73, 253 (1951); O. Nounhoeffer, H. Ulrich, Chern. Ber., 88, 1123 (1955).
E. В. H. Waser, H. M б e 11 e r i n g, Org. Synth., 9, 84 (1929).
J. W. С о r n 1 о г t h, R. Robinson, J. Chern. Soc., 1949, 1855; M.D.Soffer, R. A. Stewart et al., J. Am. Chern. Soc., 72, 3704 (1950).
рожности не следует помещать реакционный сосуд в паровую баню или воронку Бабо; наиболее безопасны песочные бани.
Пиперидин [14]. В круглодонную колбу с обратным холодильником помещают 20 г пиридина в 150 г абсолютного спирта и нагревают на водяной бане; затем прибавляют кусочками, не слитком медленно, 75 г натрия. Как только течение реакции замедляется или начнет выделяться’алкоголят, прибавляют еще этилового спирта и заканчивают реакцию как можно скорее. Когда весь натрий прореагирует, реакционную массу охлаждают, прибавляют равный объем воды и перегоняют с водяным паром. Дистиллят нейтрализуют соляной кислотой и упаривают досуха. В остатке получают с почти количественным выходом гидрохлорид пиперидина, который может быть перекристаллизован из спирта.
Восстановление амальгамой натрия. Восстановительное действие амальгамы натрия аналогично действию натрия в спирте. Изолированные двойные связи устойчивы и в этом случае, в то время как сопряженные связи реакционноспособны. По данным Куна и Хоффера [15], водород всегда присоединяется к полиенам по концам сопряженной системы.
При использовании амальгамы натрия условия реакции более мягкие, чем при гидрировании натрием в спирте. Поэтому амальгама натрия уступает по каталитической активности при гидрировании циклических систем, но она зато более пригодна для избирательного восстановления ненасыщенных карбоновых кислот, содержащих фурановое [16] или тиофеновое [17] кольцо. Антрацен и его производные [18], акридин [19] и резорцин превращаются в дигидропроизвоцные; терефталевая кислота в зависимости от условий проведения реакции восстанавливается до дн- и тетрагидроте- рефталевых кислот или до n-толуиловой кислоты [3]. Для избирательного восстановления С=С-связи в а,р-ненасыщспных нитрилах [20], кетонах [21], лактамах [22] и карбоновых кислотах [23] также рекомендуют применять амальгаму натрия.
Способ получения амальгамы натрия см. [24]. Реакции с ней проводят в воде, в абсолютном спирте [22], в щелочах [23] и в ледяной уксусной кислоте [21]. При этом образующуюся гидроокись натрия рекомендуется нейтрализовать пропусканием двуокиси углерода. Для гидрирования значительных количеств ненасыщенных соединений этот способ вряд ли можно считать удобным. Если учесть необходимость регенерации ртути и неудобства работы с большими количествами ее, то следует отдать предпочтение каталитическим методам восстановления *.
Гидроноричная кислота [25]. При нагревании растворяют 15 г коричной кислоты в 75 мл 5%-ного раствора едкого натра, охлаждают и при интенсивном
[U 115 116 117 [18 [19 [20 [21[22] 123] 124] [25][U 115 116 117 [18 [19 [20 [21[22] 123] 124] [25]Удобным методом восстановления некоторых органических соединений амальгамой патрия является так называемое «непрямое электровосстацовление» [С. А. В о й т к е в и ч, авт. свид. 70300 (1947); Л. Н. Лаврищева, П. М. П р ж и я л г о в с к а я, С. А. Войткевич, В. Н. Белов, ЖОХ, 27, 1264 (1957)]. — Прим. ред.
[U 115 116 117 [18 [19 [20 [21
[22] 123] 124] [25]
[U 115 116 117 [18 [19 [20 [21
[22] 123] 124] [25]
A. Ladenburg, Ann., 247, 51 (1888).
R. Kuhn, M. Hoffer. Вег., 65, 170 (1932).
A. S. Carter, J. Am. Chern. Soc., 50, 2303 (1928).
L. J. Owen, F. F. Nord, J. Org. Chem., 15, 988 (1950).
L. May, E. Mosettig, J. Am. Chem. Soc., 70, 688, 1077 (1948).
Л. B. Burtner, J. W. G u s i c, J. Am. Chem. Soc., 65, 1583 (1943).
S. Wi deq u i s t, Ark. Kemi, 26A, № 16, 10 (1948).
J. E. J. Dippy, В. H. Lewis, Bec. trav. chim., 56, 1000 (1937): A. A. Challis, G. R. С1 e m o, J. Chem. Soc., 1947, 1692.
G. R. C ] c m o, L. K. Mishra, J. Chem. Soc., 1953, 192.
W. E. Bachmann, R. E. Holmen, J. Am. Chem. Soc., 73, 3660 (1951).
W. R. Brasen, C. R. Hauser, Org. Synth., 34, 56 (1954).
Henle, Anleitung fiir das organisch-chemische Praktikum, Leipzig, 1927; L. Gattermann, H. Wieland, Die Praxis des organischen Chemikers, Walter de Cruyter u. Co., Berlin, 1947.
перемешивании постепенно вносят небольшими кусочками свежеприготовленную 2,5%-ную амальгаму натрия. Если после прибавления 300—350 г амальгамы проба, подкисленная соляной кислотой и нейтрализованная содой, не обесцвечивает раствор перманганата калия, водный слой отделяют декантацией от ртути и фильтруют через складчатый фильтр. Фильтр промывают небольшим количеством воды, фильтрат нейтрализуют соляпой кислотой. При необходимости фильтруют еще раз и прибавляют 15 ** концентрированной соляной кислоты. Продукт реакции экстрагируют эфиром, вытяжку сушат над сульфатом натрия и отгоняют эфир. Остается масло, кристаллизующееся при трении. Выход кислоты составляет около 12 г (79% от теоретического). После перекристаллизации из достаточного количества теплой поды получают нищую гидрокоричную кислоту; т. пл. 48,7° С.
Восстановление амальгамой алюминия. Ряд -нестойких веществ можно с успехом восстанавливать амальгамой алюминия, так как при этом легко удается поддерживать реакционную среду точно нейтральной. В фульвенах и аналогично построенных производных шхдеяа и флуорена часто удастся восстанавливать только одну из сопряженных двойных связей ]26]. Этот метод особенно пригоден для восстановления ненасыщенных сложных эфиров, склонных омыляться в щелочной среде [27, 28].
Обычно восстановление амальгамой алюминия, полученной по способу Вяслице- нуса [27], ведут в течение 1—2 суток, прибавляя при необходимости небольшое количество воды.
Бепзилиндеп. К эфирному раствору 5 з бензилидепиндена прибавляют 15 з свежеприготовленной амальгамы алюминия и добавляют время от времени небольшие количества воды. Реакцию ведут до обесцвечивания реакционной массы, на что требуется от 6 до 24 ч. Осадок отфильтровывают, тщательно промывают на фильтре эфиром, сушат, упаривают эфир и перегоняют остаток. Полученный бепзилипден перегоняется при 13-и.и pm. ст. в пределах 183—185° С.
Аналогично восстанавливают бснзальфлуорон, фурфуральфлуорен и другие производные [26].
Восстановление щелочными и щелочноземельным-и металлами в жидком аммиаке. Физико-химические измерения говорят о наличии свободных сольватированных электронов в растворах щелочных металлов в жидком аммиаке, представляющих собой очень сильный нуклеофильный реагент. Однако при гидрировании ненасыщенных соединении такие растворы почти по превосходят по восстановительной способности описанные ранее системы.
За редким исключением [34] изолированные двойные связи.и одноядерные ароматические соединения не восстанавливаются. Зато сопряженные двойные связи ]4, 29], арилзамещенпые этилены [30] и полициклические ароматические соединения [4, 31] с успехом частично гидрируются. В качестве побочных реакций часто наблюдаются Димеризация иди глубокая полимеризация исходного ненасыщенного соединения.
Обычно применяют избыток натрия при температуре —70 или —33° С (баня с сухим льдом или при температуре кипения аммиака). Для улучшения растворимости многих соединений в жидком аммиаке рекомендуется добавлять эфир, тетрагидрофуран, бензол или его гомологи. Избыток щелочного металла затем удаляют прибавлением аммонийных солей или спиртов; одновременно при этом протекает и протонирование образовавшихся на первой стадии карбанионов.
J. Thiele et al., Ann., 347, 249. 275, 290 (1906).
H. Wislicenns, J. prakt. Chern., 54, 18 (1896).
N. A. Milas, D. Eles, J. Am. Chern. Soc., 78,5903 (1956).
{29] P. И. Левина, В. P. С к в a p ч e и к о и др., Сборник статей по общей химии, 1, 355 (1953).
[30] К. Ziegler, Н. С о 1 о n i u s, О. S с 11 fi f е г, Ann., 36 (1929);
С. В. Wooster, J. F. Ryan, J. Am. Chern. Soc., 56, 1133 (1934); TL Gilman, J. C. Bailie, J. Аш. Chern. Soc., 65, 267 (1943).
131] P. Lebeau. M., Picon, C. r., 173, 64 (1921); 158, 1514 (1914);
С. B. Wooster, F. B. Smith, J. Am. Chern. Soc., 53, 179 (1931).
Для восстановления С—С-связей в а,Р-ненасыщенных кетонах [2, 32] и простых эфирах феполов и полициклических гидроароматических соединений [33] оправдало себя применение растворов лития, который обладает большей реакционной способностью.
Метод удалось значительно улучшить одновременным применением спиртов. Эта найденная Вустером [6а] и разработанная главным образом Берчем [35] методика позволяет восстанавливать даже изолированные ароматические ядра. Бензол и его гомологи восстанавливаются до п-дигидропроизводпых [7], изомеризующихся в присутствии'амида натрия в жидком аммиаке [36] с образованием соответствующих сопряженных диенов, которые, в свою очередь, могут быть восстановлены до производных циклогексепа. Очевидно, конденсированные ароматические соединения также можно восстанавливать по этому способу: из нафталина, например, получается изо- тетралин [37], из пирена — 3,8-дигидропирен [38], а сс-нафтол восстанавливается до 5,8-дигидронафтола-1 с 97%-ным выходом [39]. Эта реакция подучила особенно широкое применение при частичном гидрировании простых эфиров фенола [40], которые в отсутствие спирта обычно лишь дезалкилируются. В результате гидролиза Ьбра- зующихся на первой стадии 3,6-дигидрироваппых сиолоэфиров получаются ненасыщенные циклические кетоны [35, 41].
Аналогичные продукты могут быть получены из соответствующих производных анилина [42]. Восстановление ароматических карбоновых кислот идет также, в ядре п почти исключительно [43] в положение 1,4. ,
Этот метод с успехом видоизменялся различными авторами. Вустер [6а] и Берч [35, 36] обычно прибавляли спиртовой раствор гидрируемого вещества к раствору натрия в жидком аммиаке. Вибо и Хаак [6Ъ] добавляли натрий к раствору или суспензии соединения в жидком аммиаке и спирте. Вилдс и Нельсон [44] рекомендуют применять растворы лития, а*спирт вводить последним в реакционную среду. Какому из этих методов следует отдать предпочтение —- решают в каждом конкретном случае. -
1,2-Диметилциклогексадиен-1,4. Для его получения из о-ксилола Хюк- кель и сотр. [37] рекомендуют применять метод Берча. Восстановление в жидком аммиаке ведут в литровом цилиндрическом реакционном сосуде с внутренним диаметром 8 см. В верхней части этого сосуда имеются два горла с нормальными шлифами, одно для капельной воронки, другое для мешалки, две стеклянные трубки с кранами для подачи и отвода аммиака, а также тубус для низкотемпературного термометра. Аммиак, высушенный над натронной известью и едким кали, конденсируют в предварительно вакуумированном аппарате,
] F. Н. Howell, D. А/ Н. Taylor, J. Chern. Soc., 1958, 1248: D. И. R. В а г t о n, D. A. J. I v с s, В. R. Thomas, J. Chern. Soc., 1954, 903.
] A. Sandoval, G. II. Thomas ot al., J. Am. Chern. Soc., 77, 148 (1955); J. A. Barltrop, N. A. J. Rogers, J. Chern. Soc., 1958, 2566.
] N. A. Nelson, J. C. Wollensak, J. Am. Chern. Soc., 80, 6626 (1958).
A. J. Birch et al., J. Chem. Soc., 1944, 430; 1946, 593; 1951, 1945.
A. J. Birch, J. Chem. Soc., 1950, 1551.
W. Huckel et al., Chern. Ber., 88, 338, 346 (1955).
O. Neunhoeffer, H. W о g g о n, S. D ahnc, Ann., 612, 98 (1958), 39] C. D. Gutsche, H. H. Peter, Org. Synth., 37, 80 (1957).
R. G r e w e, E. Nolte, R. II. R о t z о 11, Chem. Bor., 89, 600 (1956). [41] S. M. M u k h e r j i, N. K. Bhattacharyya, J. Am. Chem. Soc., 75, 4698 (1953); J. S. Mills, H. J; R i n g о 1 d, C. D j e r a s s i, J. Am, Chem. Soc., 80, 6118 (1958).
G. Stork, W. N. White, J. Am. Chem. Soc., 78, 4604 (1956).
M. E. Kuehne, B. F. Lambert, J. Am. Chem. Soc., 81, 4278 (1959).
A. L. Wilds, N. A. Nelson, J. Am. Chem. Soc., 75, 5360 (1953).
охлаждаемом смесью сухого льда и метилового спирта, и в жидком состоянии освобождают от следов воды небольшими кусочками натрия. На такой установке опыты можно проводить также в атмосфере азота.
К раствору 30 з натрия в 400 ли жидкого аммиака медленно по каплям при температуре от —70 до —65° С прибавляют смесь 54 е о-ксилола и 51 8 абсолютного метилового спирта и перемешивают до исчезновения синей окраски. Затем испаряют аммиак, добавляют к остатку воду и отделяют смесь углеводородов. Дигидро-о-ксилол можно выделить через ди- или тетрабромид. Однако полезно подвергнуть смесь'повторному восстановлению; в этом случае получают желаемый углеводород с выходом 91% от теоретического.
Твердый гексамип кальция, Ca(NH3)e, является восстановителем, аналогичным по свойствам описанным растворам металлов в жидком аммиаке. Его можно применять в виде суспензии в эфире при комнатной температуре, т. е. без жидкого аммиака. При помощи этогО)рсагепта удалось, папример, осуществить специфичное гидрирование незамещенного ядра в а-мстилпафталине [45].
Для более подробного ознакомления с реакциями восстановления металлами в жидком аммиаке можно рекомендовать обзорные статьи [5, 46, 47].
Восстановление литием в органических аминах. В сравнении с соответствующими растворами в аммиаке растворы лития в аминах оказались хотя и более сильными, но менее избирательными восстановителями. Амины лучше, чем аммиак, растворяют большинство органических соединений. Кроме того,. более высокие температуры кипения аминов позволяют вести реакции при относительно высоких температурах.Поэтомупри восстановлении ароматических соединений облегчается не только первая ступепь реакции (^-присоединение), но и изомеризация первичных продуктов реакции в сопряженные диены и тем самым дальнейшее восстановление до гидроароматических соединений с одной двойной связью. И действительно, в сообщениях об использовании этого метода редко упоминается о выделении дпгидроироиз- водных ароматических углеводородов, в то время как из этилбензола с хорошим выходом получается 1-этилцпклогекссн [48]. Из сопряженных диенов успешно получают стеричсски однородные олефины [49].
В некоторых случаях восстанавливаются даже изолированные двойные связи [50, 51]; поэтому при гидрировании ароматических соединений в качестве побочных продуктов чаше всего образуются производные циклогексана.
Восстановление проводят как при низких температурах, так и при температурах кипения соответствующих аминов. В основном применяют метиламин и его ближайшие гомологи — этилондпамин [51] и алкиланплины [49]. Часто амины одновременно являются донорами протонов; по другим данным в конце реакции следует прибавлять соли аммония. Обзор этих реакций опубликован Вернем н Смитом [47].'
Д-Оксиэтилциклогексен-1. Получают из р-фенилэтилового спирта [48].
Для этого в трехгорлую колбу емкостью 500 мл с мешалкой, обратным холодильником, охлаждаемым сухим льдом, и капельной воронкой помещают 14 г литиевой проволоки и 500 ли безводного этиламина. К этой смеси при перемешивании в точение 8—10 ч прибавляют по каплям 48,8 гр-фенилэтилового спирта. Наблюдающаяся в начале опыта синяя окраска довольно быстро исчезает, и реакционная масса окрашивается в различные тона. Все операции следует проводить
в атмосфере азота. В конце реакция избыточный литий извлекают щипцами и к раствору осторожно прибавляют хлорид аммония до обесцвечивания. После этого отгоняют зтиламин и к остатку при охлаждении по каплям прибавляют воду. Органический слой извлекают эфиром и сушат над сульфатом магния. Перегоняя эфирный раствор, выделяют Р-оксиэтилциклогексен-1 (т. кип. 74—75° С при 2 мм pm. cm.]; выход 67% от теоретического.
Восстановление цинком, оловом или алюминием. Гидрирование этиленовых соединений цинком и кислотами имеет мало преимуществ перед каталитическими методами. Все же этот метод по-прежнему применяется для избирательного восстановления стероидов [52, 53], ненасыщенных дикетонов [53—55] и производных этилена с лабильными функциональными группами [17, 56].
^Обычно реакцию с цинковой пылью проводят в ледяной уксусной кислоте или в пиридине и ледяной уксусной кислоте [57]. Действенность этой комбинации, применявшейся для мягкого восстановления полиенкарбоиовых кислот и цианиновых красителей, связана с наличием малых количеств воды или спирта. Восстановление проводилось также цинком и минеральной кислотой в водной среде. При этом рекомендуется применять омедненную цинковую пыль. В последнее время для восстановления солеи изохинолнния применяли олово и соляную кислоту [58].
Восстановление пиррола. Процесс довольно легко может быть остановлен на стадии образования дигидропроизводного (пирролина). Эндрюс и Мак-Ильвайи приводят следующую модификацию методики Кнорра и Рабе [59].
В колбе достаточных размеров охлаждают до 0° С (смесь льда с солью) 500 мл 20%-ной соляной кислоты, при интенсивном перемешивании добавляют 200 а цинковой пыли и затем медленно, в течение 1 ч, из капельной воронки 50 г пиррола. Если температура в начале процесса превышает 10Q С, то его скорость настолько возрастает, что реакция уже не поддается управлению. После того как весь пиррол введен, добавляют 300 мл концентрированной соляной кислоты и перемешивают реакционную смесь еще 2 ч, поддерживал температуру 15—25° С. Затем прекращают охлаждение, а перемешивание’ продолжают еще 4,5 ч при комнатной температуре. Непрореагировавший цинк отфильтровывают и промывают небольшим количеством воды. К фильтрату прибавляют щелочь до растворения выпадающего в начале осадка гидроокиси цинка, отгоняют пирролин с водяным паром до исчезновения щелочной реакции по лакмусу в дистилляте. Последний подкисляют соляной кислотой и выпаривают досуха па паровой бане. Смолоподобный остаток обрабатывают 40%-иым раствором едкого натра, дважды экстрагируют эфиром, сушат под сульфатом натрия и перегоняют. При этом получается 28,5 г пирролина; т. кип. 89—92° С; кристаллический гидрохлорид плавится при 162—163° С. Выход пирролина составляет, таким образом, 56% от теоретического; в качестве побочных продуктов образуются преимущественно вещества с более высокими температурами кипения.
Подобно Кекуле [60], рекомендовавшему для получения «водорода в момент выделения» цинк и щелочь, в последнее время восстановление проводят сплавом
L. F. Fie sc г, S. Rajagopalan, Е. W 11 sо в, М. Т ishJer, J. Am. Chem. Soc., 73, 4133 (1951).
E. M. Chamberlin, W. V. R u у 1 e et al., J. Am. Chem. Soc., 75, 3477 (1953).
P. К а г г e г, С. H. E u g s t e r, Helv. chim. acta, 32, 1934 (1949).
H. B. Honbest, M. S m i t h, A. Thomas, J. Chem. Soc., 1958, 3293.
F. Berge 1, J. A. Stock, J. Chem. Soc., 1957, 4563; E. A. F e h n e 1, M. Carmack, J. Am. Chem. Soc., 70, 1813 (1948).
R. Kuhn, A. W interstein, Ber., 65, 1737 (1932).
G. Wittig, H. Streib, Ann., 584, 1 (1953).
L. H. Andrews, S. M. M с E1 v a i n, J. Am, Chem. Soc., 51, 889 (1929); L. Knorr, P. Rabe, Bet., 34, 3491 (1901),
А. К e k u 1 e, Ann. (Suppl.), 2, 85 (1862).
никеля и алюминия (сплав Ренея) в водной щелочи. Переходящий при этом в раствор алюминий восстанавливает нафталин и его замещенные [61], циклооктатетраен [62] и особенно p-арилакриловые кислоты [63] с хорошими выходами.
Электрохимическое восстановление
Электрохимические методы гидрирования ненасыщенных С=С-связей более чем общеизвестны. Так же, как при восстановлении а,0-иенасыщенных нитросоедине- ний до насыщенных аминов [64], присоединение водорода часто сочетается с восстановлением других функциональных групп. Из гетероциклических соединений во многих случаях образуются частично или полностью насыщенные соединения. Например, из 8-оксихинолина с 95%-пым выходом получается 1,2,3,4-тетрагидро-8-оксихииолин [65]. Электрохимическое восстановление применял Аренс [66] еще в 1896 г. для синтеза пиперидина из пиридина.
Несмотря па хорошие выходы, достигаемые электрохимическими методами, они не нашли широкого применения в лабораторной практике. Вероятно, это объясняется не только отсутствием специальной аппаратуры, но и недостатком опыта в области электрохимии. Для более широкого изучения литературы по этому вопросу может служить обзор Свэппа [67].
Восстановление литийалюминийгидридоми аналогичными соединениями
Возможность применения литийалюминийгидрида и подобных веществ для восстановления С=С-связей в значительной мере зависит от положения этой связи в молекуле, от температуры реакции, а также от растворителя.
При обычном ведении процесса, то есть в кипящем эфире, водород присоединяется лишь в особых случаях. Как изолированные, так и сопряженные двойные связи и ароматические системы обычно устойчивы к действию этих восстановителей. Исключением являются фульвспы [68], которые относительно легко переводятся в алкилциклопептадиены. Азотсодержащие гетероциклы гидрируются но С—N-связи легче, чем по С—С-связи, поэтому пиридин и, в частности, хинолин превращаются в 1,2-дигидропроизводные [69].
Даже этиленовые двойные связи в а,0-положении к полярным функциональным группам не всегда восстанавливаются. Как правило, такая реакция протекает с груп- ппровками Аг—С=С—С=О (производные коричной кислоты [70, 71), халконы [72]) и Аг—С=С—N < (ю-нитростиролы [73] и N-метилоксиндолы [74]). а,0-Ненасыщен-
ные циануксусные эфиры [75] и отдельные а,р-этнленкетоны [76] могут быть восстановлены также с хорошими выходами.
При обычном проведении реакции эфирный раствор восстанавливаемого вещества прибавляют к эфирному раствору гидрида; наряду с этиленовой группой в этом случае восстанавливаются и другие группы. Но при смешении компонентов реакции н обратном порядке, т. е. при постепенном прибавлении ли1*ийалюмипийгидрида к восстанавливаемому веществу, в большинстве случаев удаетсй избежать насыщения этиленовой связи. Например, пз коричного альдегида по первой методике получается гпдрокоричиый спирт, а по второй — коричный спирт, с хорошими выходами в обоих случаях [71]. Низкая температура и отсутствие избытка гидрида способствуют восстановлению лишь функциональных групп. С другой стороны, в некоторых случаях удалось провести гидрирование только этиленовой связи, например при получении 1-феяил-2-нитропропана из 1-фенил-2-пптропропена [77] и дифспилуксусного альдегида из дифенилкетена [78].
При работе с высококипящимп растворителями реакцию можно вести в значительно более жестких условиях п сократить время взаимодействия. Для этого преимущественно используют гомологи эфира, тетрагодрофуран и диоксап. К примеру, в ди-н-бутиловом эфпре из пиридина получают небольшие количества пиперидина [79^ а аллиловый спирт можно, по крайней мере частично, перевести в н-иропиловыи спирт [71 j. Для синтеза дигидроцроизводных акридина и аналогичных гетероциклов рекомендуется применять литийалюминййгндрид в бенэольно-эфирных смесях [69]. При действии гидрида диэтилалюминия в бензоле удалось восстановить хинолин до ди- и тетрагидрохинолина [80]. Очень сильным, но не всегда применимым восстановителем является раствор литнналюминийгндрида в моноэтиловом эфире диэтиленгликоля. Этот реагент термически устойчив до 200° С, и ого преимуществом является более мягкое протекание необходимого во всех случаях гидролиза. С ого помо^цью удалось количественно восстановить даже аценафтилен до аценафтена [81].
При повышенных температурах или (если нужно) под давлепием можно и в отсутствие растворителя осуществить присоединение [82] гидридов алюминия к этилену, монозамещенным этиленам RCH=CH8 и несимметричным диаамещеиным этиленам В.2С=СН3. В более жестких условиях эта реакция протекает и с цикло- одефинами, но на с циклогексеном. Гидрид алюминия реагирует уже при 70° С; литпйалюминийгидрид лучше применять при температурах 110—120° С. Симметричные дизамещенпые этилопы RCH—СИН реагируют только в таких условиях, при которых гидрид алюминия и литийалюмипийгидрид начинают разлагаться. По в отдельных случаях реакцию удалось провести и с термически более устойчивыми гидридами цпалкилалюминия. При гидролизе образовавшихся в результате реакции алюминий- органических соединений получаются насыщенные углеводороды. Значительные различия в способности веществ к присоединению позволяют проводить также селективное восстановление, так, в частности, из 4-винилциклогексена можно легко получить 4-этилциклогексен.
Изопропилциклопентадиен [68]. Его получают легко осуществляемым избирательным восстановлением. Раствор 53 г диметилфульвена в 200 *^ абсолютного эфира медленно добавляют по каплям к раствору 18 г литийалюмн- ннйгидрида в 200 мл эфира. Реакционная масса при этом нагревается, желтая окраска фульвена исчезает и выпадает бесцветный осадок. По завершении реакции, Примерно через 2 ч, продукт присоединения разлагают 100 мл метилового спирта при охлаждении льдом и добавляют 2 н. раствор соляной нислоты до образования прозрачного раствора. Эфирный слой отделяют, промывают разбавленным раствором карбоната натрия и сушат над сульфатом натрия. Затем испаряют эфир и перегоняют остаток в вакууме. Получается 38,4 *г •
A. D о гпо w, G. Messwar Ь, И. Н. Frey, Chem. Вег., 83, 445 (1950f. - [76j J. R. Catch, E. A. Evans, J. Chern. Soc., 1957, 2796.
R. T. Gilsdorf, F. F. Nord, J. Am. Chern. Soc., 74, 1837 (1952).
V. M. Micovic, M. M. Rogic, M. Lj. Mihailovic, Tetrahedron, 1, 340 (1957).
P. de Mayo, W. Rigby, Nature (London), 166, 1075 (1950).
W. P. N e u m a n n, Ann., 618 90 (1958).
1. Goodman, J. Chern. Soc., 1951, 2209.
K. Ziegler, H. G. Gellert et al., Ann., 589, 91 (1954).
(71% от теоретического) изопропилциклопентадиена; бесцветная жидкость^ т. кип. 32—34° С (23 мм рт. ст.}.
При работе с труднорастворимыми в эфире веществами восстановление удобно проводить в аппарате Сокслета.
Триптамин [83]. В гильзе аппарата Сокслета экстрагируют 15 ;■ 3-ю- яитровинплипдола в колбу, содержащую 15 г литийалюминнйгидрида и 500 мл абсолютного эфира. К раствору медленно при охлаждении прибавляют 80 мл воды и фильтруют. Эфирный раствор отделяют, сушат сульфатом натрия и насыщают хлористым водородом. Получают 12,7 г гидрохлорида триптамина, который после перекристаллизации из смеси метилового спирта и этилацетата плавится при 249—250° С (разл.).
Другие комплексные гидриды металлов редко употреблялись для восстановле- ппя С=С-связей. Боргидрид натрия, который можно применять в водно-спиртовом- растворе, до-видимому, в большинстве случаев не восстанавливает этиленовые связи. Имеется лишь несколько сообщений об избирательном гидрировании циклим- мопиевых солей [84] и избирательном восстановлении некоторых особенно активных этиленовых связей [70b, 85]. Для получения ряда нитропарафинов из нитро* этиленов нашел применение очень мягкий восстановитель — тримстоксиборгпдрид натрия [86].
Для подробного изучения таких реакций восстановления можно рекомендовать монографию Гэйлорда, а также монографию Мичовича и Михайловича [87].
Прочие восстановители
Часто употреблявшиеся ранее для восстановления ненасыщенных соединений двухлористос олово, иодид фосфония, дитиояит натрия и иодистый водород в настоящее время используются редко.
Так, например, при помощи хлорида олова (II) из амидов бензоилакриловых кислот синтезировали некоторые амиды у-кетокарбоновых кислот. [88]. Дитиовит натрия применялся для насыщения этиленовой связи в бензилиденипдандионах [89] и получения замещенных у-дикетопов*из 1,2-дибензоилэтиленов [90]. Трудно гидрируемый карбазол можно перевести в гексагидрокарбазол действием йодистого водорода [91], а из 3-ниридилакриловой кислоты и йодистого водорода в присутствии фосфора удалось получить 3-пиридплпропионовую кислоту [92].
В отдельных случаях для восстановления С— С-связей употреблялись и другие реагенты. Для восстановления х бензилидепхпнальдина и аналогичных соединений применяли, например, п-тиокрезол [93]. Муравьиной кислотой восстановлен ряд
Е. Н. Р." Young, J. Chern. Soc., 1958, 3493.
W. Awe, И. W i c h m a n n, R. В нет h op, Chem. Ber., 90, 1997 (1957);
R. E. Lyle, R. E. Adel, G. G. Lyle, J. Org. Chem., 24, 342 (1954).
J. Fajkos, Coll.. Czech. Chem. Comm., 23, 2155 (1958); M. Miyano, M. Matsui, Chem. Ber., 91, 2044 (1958).
H. Shechter, D. E. Ley, E. B. Roberson jr., J. Am. Chem. Soc., 78, 4984 (1956).
H. Гейл род, Восстановление комплексными гидридами металлов, Издат- инлит, 1959; В. М и ч о в и ч, М. Михайлович, Алюмогидрид лития и его применение в Органической химии, Иэдатинлит, 1957.
R. Е. Lutz, G. W. Scott, J. Org. Chem., 13, 284 (1948).
Г. Я. В ан аг, Т. Т. Д у м и и с, ДАН СССР, 125, 549 (1959).
R. Е. Lutz, S. М. King, J. Org. Chem., 17, 1519 (1952).
J. Schmidt, A. Sigwart, Ber., 45, 1779 (1912);
P. С. Лифшиц и сотр., ЖОХ, 21, 1354, 1360 (1951).
Н. Gilman, J. L. Towle, R. K. Ingham, J. Am. Chem. Soc., 76У 2920 (1954).
диалкиленаминов [94] и циклиммопиевых солей [95] до соответствующих насыщенных третичных аминов, а для восстановления сильно активированных этиленовых связей, например в 1 -циап-1,2-дифенйлэтилене, рекомендуется бензиловый спирт в щелочной среде [96].
Некоторые промежуточные продукты синтеза каротиноидов с кумулированными двойными связями удалось с хорошими выходами перевести [97] в производные этилена действием ацетата хрома (II).
Недавно описано применение диимина — восстановителя, часто образующегося в качестве промежуточного продукта [98]. Получаемый различными путями диимин
H,N-NH,+ [O)———
НООС—N= N—COO1I _ас01
ArSO3—NH—NHa _ArSO,H ~ ' KH“NH
2NHaCI +2NaOH-T2N^c7T
может гидрировать изолированные двойные и тройные связи.
—► >CII-CH<^+Na
Так, например, с его помощью удалось количественно перевести аллиловый •спирт в пропанол. Диимин отличается почти от всех других химических восстановителей том, что под его действием, очевидно, происходит только цис-прпсоедипопие водо-
Каталитическое гидрирование
Очень удобным методом присоединения водорода но С= С-связям является каталитическое гидрирование, протекающее в большинстве случаев легко и однозначно. При повышенных температурах может проходить и обратная реакция — дегидрирование, так что в таких случаях наряду с продуктами гидрирования в реакционной массе могут содержаться и продукты дегидрирования в соответствии с положением равновесия в данных условиях.
Гидрирование часто не удается осуществить из-за отравления катализатора. Поэтому при гидрировании следует применять только чистыо-вещества. Это указание относится по только к восстанавливаемому веществу, по и к реактивам и растворителям, используемым для получения катализатора. Кроме того, очень важно, чтобы воздух в рабочем помещении также не содержал , примесей, отравляющих катализатор.
Водород из баллонов обычно можно применять без предварительной очистки. Его пригодность лучше всего проверить в опыте по гидрированию известного вещества. Загрязненный водород из баллонов и водород, получаемый н аппарате Киина из цинка и серной кислоты, следует очищать пропусканием через растворы перманганата калия и нитрата серебра. Если кислород, содержащийся в водороде, полученном электролитическим путем, мешает, его удаляют пропусканием газа через трубку для сожжения, заполненную медью.
Р. L. De Bonneville, J. Н. Macartney, J. Am. Chern. Soc. 72, 3073 (1950).
A. H. Кост, Л. Г. Ю'д и н, ЖОХ, 26, 1720 (1956).
М. Avramoif, Y. Sprinzak, J. Am. Chem. Soc., 80, 493 (1958).
W. Oroshnik, J. Аш. Chem. Soc., 76, 5499 (1954),
E. J. Corey, W. L. Mock, D. J. Pasto, Tetrahedron Letters, 1961, 347; S. H ii n i g, H. R. Muller, W. T h i e r, Tetrahedron Letters, 1961, 353; E. E. van T a m e 1 e n et al., J. Am. Chem. Soc., 83, 3725, 3729 (1961); E. Schmitz, R. О h m e, Angew. Chem., 73, 807
Катализаторы.
Особое значение для успешного гидрирования имеют выбор и свойства подходящего катализатора. В качество катализаторов наиболее пригодны благородные металлы, никель, медь, кобальт, железо, а также смешанные, окисные и сульфидный катализаторы. Мелко раздробленные металлические катализаторы готовят восстановлением производных этих металлов. Благородные металлы могут быть получены и» соответствующих соединений действием органических восстановителей, например формальдегида или муравьиной кислоты, или восстановлением водородом при комнатной температуре. Катализаторы, состоящие из неблагородных металлов, получают восстановлением при повышенных температурах в токе водорода соответствующих окп- слов, гидроокисей, основных карбонатов, а также формиатов, ацетатов или оксалатов.
Скелетные катализаторы получают по методу Ренея из сплава каталитически активного и неактивного металла, растворяя неактивный металл большей частью в щелочи, иногда в кислоте; в остатке получается катализатор .
Катализаторы из благородных металлов отличаются высокой активностью и пригодны для гидрирования уже при комнатной температуре. Это особенно важно в тех случаях, когда исходные вещества или продукты реакции неустойчивы при повышенных температурах. Другим преимуществом платиновых и палладиевых катализаторов является их инертность по отношению к кислотам, что позволяет вести гидрирование в кислых растворах, например в ледяной уксусной кислоте. В качестве растворителей применяют, как и в других методах, спирты, эфиры уксусной кислоты, простые эфиры и воду.
Элементарные платиновые контактные катализаторы. Платиновая чернь [99]. Вилыптеттер и Вальдшмидт-Лейтц [99] при изготовлении платиновой черни несколько видоизменили известный способ Лоева [100]. Раствор платинохлористоводородной кислоты (80 лл), содержащий около 20 г платины и подкисленный небольшим избытком соляной кислоты, смешивают со 150 мл 33%-ного раствора формальдегида и охлеждают до—10° С. К згой смеси при хорошем перемешивании добавляют по каплям 420 г 50%-ного раствора едкого кали, не допуская повышения температуры выше 6° С. Затем" при интенсивном перемешивании смесь нагревают 30 мин при 55—60е С. Выделившуюся платиновую чернь промывают, декантируя водой, до исчезновения щелочной реакции и ионов хлора в промывных водах, переносят на воронку Бюхнера, следя за тем, чтобы платина постоянно находилась под слоем воды, быстро отсасывают и отжимают между листами фильтровальной бумаги. Катализатор помещают в эксикатор и устанавливают глубокий вакуум. Черев несколько дней продукт превращается в сухую пыль. Эксикатор заполняют двуокисью углерода и в его атмосфере хранят катализатор.
Если из платиновой черни в результате длительной выдержки в глубоком вакууме не удаляются все газы, то через несколько дней из поглощенного водорода я кислорода образуется вода [101].
Получение платиновой черни восстановлением муравьиной кислотой описано Виландом [102].
Часто применяют катализаторы на носителях .
Палладий на животном угле [ЮЗ]. В сосуде для гидрирования к 2 а животного угля прибавляют водный раствор 0,5 а дихлорида палладия. ПослВ восстановления водородом катализатор отсасывают, промывают водой, сйиртом и наконец эфиром. -
Носителями катализаторов могут служить также асбест, пемза, кизельгур, силикагель, кремневая кислота, активные угли, а также окисли, карбонаты и сульфаты магния, кальция, бария, цинка, алюминия, железа, хрома и циркония. Метод получения палладиевого катализатора па сульфате бария приведен Мозинго [104].
Для особых целей, например для частичного гидрирования тройных связей в двойные [105] или кумуленов в иолиены [106], прпменяют'каталцзаторы, дезактивированные частичным отравлением. Такие катализаторы пе восстанавливают двойных связей.
Дезактивированный палладий на карбонате кальция. Дезактивированный раствором ацетата свинца палладиевый катализатор готовят по Линдлару [105]. В 400 лм дистиллированной воды замешивают 50 г чистого осажденного- карбоната кальция, прибавляют 50 лм раствора хлорида палладия, содержащего- 5% палладия, перемешивают сначала 5 мин при комнатной температуре, затем 10 мин при 80° С. Горячую взвесь вносят в сосуд для гидрирования и встряхивают в атмосфере водорода до прекращения поглощения водорода. После этого фильтруют на воронке Бюхнера и тщательно промывают дистиллированной водой. Осадок перемешивают с 500 мл дистиллированной воды. После получения суспензии прибавляют расувор 5 г диацетата свинца в 100 мл дистиллированной воды; перемешивают 10 мин при 20° С и затем еще 40 мин на кипящей водяной бане. Катализатор фильтруют на воронке Бюхнера, тщательно промывают дистиллированной водой и сушат в вакууме при 40—45° С.
Аналогичная дезактивация катализаторов наблюдалась также при действии солей меди и висмута. Палладиевый катализатор на сульфате бария, дезактивированный хинолином и серой, применяют в реакции Розенмунда — Зайцева (стр. 74).
Платиновые или палладиевые катализаторы на асбесте (метод Зелинского- и Борисова [107]). Чистый, промытый кислотой и прокаленный коротковолокни- стый асбест пропитывают концентрированным, слегка кислым раствором хлорида платины или палладия, нагревая для более равномерной пропитки на водяной бапе. Затем волокна асбеста обрабатывают на холоду 35—40%-ным раствором формальдегида, причем на 1 г платины берут 2,5—3 ял раствора формальдегида (в случае палладия 4,5—5 мл). После охлаждения медленно добавляют полуторакратное по весу (в расчете на раствор формальдегида) количество 40—50%-иого раствора едкого натра. Осаждение металла начинается уже на холоду, но- для' доведения реакции до конца нагревают на водяной байе. После этого прибавляют большое количество воды и промывают асбестовую массу от солей и щелочи. Для удалекия следов щелочи черные асбестовые волокна вносят в сильно- разбавленную уксусную кислоту. Обработку заканчивают промывкой массы до нейтральной реакции, фильтрованием и непродолжительной сушкой в сушильном шкафу. Полученный таким образом черный асбест является высокоактивным катализатором гидрирования и дегидрирования.
Зелинский и Турова-Поляк [108] описывают "специфические свойства осмиевого катализатора. Гидрирование в присутствии осмиевого катализатора протекает обычно при более низких температурах, чем в присутствии платиновых, палладиевых и никелевых катализаторов. Осмий, нанесенный на асбсст, очень устойчив и способен работать в течение нескольких месяцев без снижения активности. Недостатками контактных осмиевых катализаторов является необходимость частой регенерации катализатора в тех случаях, когда он применяется без носителя, и разложение гидрируемых веществ в присутствии осмия при температурах выще 150° С.
Катализаторы, На основе окислов и гидроокисей благородных металлов ныне конкурируют с большим успехом с контактными катализаторами из элементов платиновой группы. Например, платиновая или палладиевая чернь практически вытеснены более просто получаемыми окислами. Окисные или гидроокисные катализаторы восстанавливают водородом в сосуде для гидрирования до металлов в очень мелкораздробленном состоянии, которые и действуют как катализаторы. Продолжительность восстановления колеблется от нескольких секунд до нескольких минут. Если восстановление ведут только в присутствии растворителя, то реакция обычно протекает быстро, но если катализатор восстанавливают в смеси с гидрируемым веществом, то длительность ого восстановления зависит от природы восстанавливаемого вещества Л может достигать 10—15 мин.
Катализатор на основе окиси платипы (катализатор Адамса) [109]. В фарфоровой чашке перемешивают 20 г нитрата натрия с раствором тетрахлорида платины в 5 мл воды, содержащим 1 а платины. Смесь осторожно при перемешивании стеклянной палочкой нагревают до удаления воды. Нагревание продолжают до расплавления массы (400 —500° С) и начала выделения бурых паров окислов азота. После прекращения выделения окислов азота массу охлаждают и растворяют в 50 мл воды, образовавшийся коричневый осадок промывают сначала декантацией, а затем на фильтре до исчезновения реакции на нитрат в фильтрате. Однако получить продукт, совершенно свободный от щелочей, трудно, и обычно в нем содержится около 2% щелочей, если сплавление проводилось при 400—500° С. При более высоких температурах сплавления содержание щелочей повышается. Коричневую окись платины сушат над концентрированной серной кислотой или в вакууме. Это очень удобный в работе и исключительно эффективный катализатор.
По способу Брюса [110] для получения окиси платины исходят из хлорплати- ната аммония. Аналогично готовят окись палладия по Шрайнеру п Адамсу [111]. Поскольку окись палладия легко пептизируется, промывать ее можно только 1 %-ными растворами карбоната или нитрата натрия.
Как видно из приводимой ниже методики получения гидроокиси платины па окиси магния, катализатор может образоваться также в результате гидролиза дихлорида платины под влиянием носителя — окиси магния [112].
Гидроокись платипы на окиси магния. В 500 ч. воды суспендируют 100 ч. окиси магния и суспензию обрабатывают раствором 2,9 ч. дихлорида платины в 400 ч. воды. Выделившаяся гидроокись двухвалентной платины осаждается на окиси магния. После ?промывки катализатор сушат при 100° С.
Катализаторы на основе рутения [113] состоят из мелкодисперсного рутения или из ого -окнелов и солей, которые могут быть нанесены на посители (древесный
N. D. Zelinsky, М. В. Т и г о w а - Р о 1 I а к, Вег., 62, 2865 (1929).
R. Adams, V. Voorhees, R. L. Shriner Org. Synth., 8, 92 (1928).
W. F. Bruce, J. Am. Chern. Soo., 58, 687 (1936); ср. также Org. Synth., 17, 98.
R. L. Shriner, R. Adams, J. Am. Chern. Soc., 46, 1685 (1924); 47, 1147 (1925).
Герм. пат. 256500 (1911); FrdL, 11, 101.
[ИЗ] Пат. США 2494563 ^1947); С., 1951, 1, 122.
уголь, сИликагель и др.). Наиболее целесообразно сплавлять металлический рутений или его окисел с перекисью натрия и раствор полученной соли наносить на носитель.
Проработавшие какое-то время катализаторы могут быть в определенных условиях регенерированы воздухом или кислородом. Такую операцию полезно проводить даже во время гидрирования для того, чтобы' довести реакцию до конца или повысить снизившуюся скорость поглощения водорода. Однако иногда при регенерации может произойти полное дезактивирование катализатора. Если в процессе гидрирования катализатор спекается, что происходит обычно к «овцу реакции, то его необходимо заменить свежим. Катализатор, который после встряхивания легко оседает, но при взбалтывании быстро образует суспензию, считается еще годным для работы.
Отработанный катализатор собирают и затем растворяют в царской водке. После испарения избытка кислоты осаждают металл водным раствором аммиака. Разработан [114] цайствапный, по трудоемкий метод переработки отработаппых, т. е. содержащих большое количество контактных ядов, платиновых катализаторов.
Коллоидные благородные металлы. Коллоидные катализаторы гидрирования не имеют сейчас большого практического значения. Для их получения хлориды благородных металлов восстанавливают, чаще всего гидразингидратом в слабощелочной среде. Защитными коллоидами могут служить белковые вещества или их гидролизаты. Данворт и Норд [115] получили коллоидный иридий с поливиниловым спиртом в качестве защитного коллоида. Па аль [116] применял коллоиды платины и палладия с про- тальбинатом или лизальбинатом патрия; Скита [117] использовал защитный коллоид, гуммиарабик. Кельбер и Шварц [118] описывают устойчивый к действию кислот кон- тантвыи коллоидный катализатор с частично гидролизованным глутнвом в роли защитного коллоида. Скита и сотр. [119] описывают получение коллоидных гидроокисей платины и палладия.
Коллоидная платина [120]. В тридцатикратном количестве воды растворяют 1 г лизальбината натрия и смешивают раствор с несколько большим количеством едкого натра, чем необходимо для связывания всего хлора, содержа- щегося в прибавляемой ллатинохлористоводородной кислоте. Затем в щелочной раствор вводят 2 г платииохлористоводрродион кислота, растворенной в небольшом количестве воды. К прозрачному темно-коричневому раствору добавляют гидраэингидрат с небольшим избытком. Происходит выделение газа и жидкость- окрашивается в темный цвет. Восстановление быстро заканчивается. Затем черную жидкость, которая в тонком слое прозрачна и имеет черно-коричневый цвет, подвергают диализу против воды. Таким способом после многократной смены внешней воды удается удалить из коллоидного раствора избыток едкого натра, нспрореагиривавший тидразинпгдрат и образовавшийся в реакции хлорид, натрия. Профильтрованное содержимое диализатора осторожно концентрируют на водяной бане и высушивают в вакуум-эксикаторе. Препарат представляет собой черные, сильно блестящие, ломкие чешуйки, легко и полностью растворяющиеся в воде с образованием черной непрозрачной жидкости.
Аналогично получают коллоидный палладий [120], применяя водород, в качестве восстановителя.
Скелетные металлические катализаторы (металлы Ренея). По методу, предложенному Ренеем, каталитически активный металл сплавляют с неактивным металлом и обрабатывают сплав реактивом, растворяющим неак- тивпый металл. Вымываемыми неактивными компонентами могут быть алюминий, кремний, магпий и цинк. Из каталитически активных металлов находят применение главным образом никель, кобальт, медь и железо.
114]114]115;115;116116117118119117118119120]120]3»3»Е. W I с h е г s, J. Am. Chom. Soc., 43, 1268 (1921).W. Р. Dunworth, F. F. Nord, J. Am. Chern. Soc,, 72, 4197 (1950)^C. Pa al, C. Amberger, Ber., 37, 131 (1904); 35, 2197 (1902).A. Skita, Ber., 57, 1977 (1924); 45, 3584 (1912).C. Keiber, A. Schwarz, Ber., 45, 1946 (1912).A. Skita, W. A. Meyer, Ber., 45, 3584 (1912).С. P a a 1, C. Amberger, Ber., 37, 126 (1904); 38, 1398 (1905).Е. W I с h е г s, J. Am. Chom. Soc., 43, 1268 (1921).W. Р. Dunworth, F. F. Nord, J. Am. Chern. Soc,, 72, 4197 (1950)^C. Pa al, C. Amberger, Ber., 37, 131 (1904); 35, 2197 (1902).A. Skita, Ber., 57, 1977 (1924); 45, 3584 (1912).C. Keiber, A. Schwarz, Ber., 45, 1946 (1912).A. Skita, W. A. Meyer, Ber., 45, 3584 (1912).С. P a a 1, C. Amberger, Ber., 37, 126 (1904); 38, 1398 (1905).
114]
114]
115;
115;
116
116
117
118
119
117
118
119
120]
120]
3»
3»
Е. W I с h е г s, J. Am. Chom. Soc., 43, 1268 (1921).
W. Р. Dunworth, F. F. Nord, J. Am. Chern. Soc,, 72, 4197 (1950)^
C. Pa al, C. Amberger, Ber., 37, 131 (1904); 35, 2197 (1902).
A. Skita, Ber., 57, 1977 (1924); 45, 3584 (1912).
C. Keiber, A. Schwarz, Ber., 45, 1946 (1912).
A. Skita, W. A. Meyer, Ber., 45, 3584 (1912).
С. P a a 1, C. Amberger, Ber., 37, 126 (1904); 38, 1398 (1905).
Е. W I с h е г s, J. Am. Chom. Soc., 43, 1268 (1921).
W. Р. Dunworth, F. F. Nord, J. Am. Chern. Soc,, 72, 4197 (1950)^
C. Pa al, C. Amberger, Ber., 37, 131 (1904); 35, 2197 (1902).
A. Skita, Ber., 57, 1977 (1924); 45, 3584 (1912).
C. Keiber, A. Schwarz, Ber., 45, 1946 (1912).
A. Skita, W. A. Meyer, Ber., 45, 3584 (1912).
С. P a a 1, C. Amberger, Ber., 37, 126 (1904); 38, 1398 (1905).
По методу Ренея можно получать также катализаторы из благородных металлов. Для этого сплавы алюминия с платиной (40%) или цинка с палладием (40%) разлагают соляной кислотой [121].
Преимуществом металлов Ренея, и особенно пикеля Ренея, является то, что они, подобно катализаторам на основе благородных металлов, активны в мягких условиях. #<? следует проводить гидрирование в присутствии никеля Ренея в среде диоксана при температурах выше 210° С, так как в этих условиях диоксан реагирует с водородом и никелем Ренея со взрывом. При работе с никелем Ренея температура реакции снижается па 20—40° С по сравнению с температурой реакции в присутствии других никелевых катализаторов. Однако при 100—150° С активность никеля Ренея понижена. Таким образом, при повышенных температурах можно с равным успехом .применять никелевые катализаторы, приготовленные по старым рецептурам [122].
Никель Ренея [123]. Расплавляют 400 г алюминия и нагревают его до 1200° С. В расплав сразу вносят 300 г никеля в виде кубиков (такой никель более пригоден для получения сплавов, чем компактный металл, подвергнутый । механической обработке). В результате бурной реакции никель переходит в раствор, температура которого повышается примерно до 1500° С. Сплав охлаждают, разбивают и растирают в порошок. Небольшими порциями вносят 250 г сплава в 100 эм приблизительно 25%-ного раствора едкого натра, охлаждаемого льдом. Происходит разложение, сопровождающееся бурным выделением водорода (вспенивание и разбрызгивание) и разогреванием. После внесения всего сплава температуру повышают до 90—100* С и поддерживают ее до прекращения выделения водорода. Реакционной массе дают отстояться, сливают жидкость и обрабатывают массу дважды 1 л свежей щелочи. После тщательной декантации второй порции щелочи осадок никеля промывают водой, перемешивая и сливая воду с отстоявшегося осадка. Промывку ведут до нейтральной реакции промыввых вод по фенолфталеину. Таким же способом вытесняют воду спиртом. Катализатор Хранят в стеклянной посуде под слоем спирта.
Никель Ренея хранят в спирте ид-за его высокой пирофорности, связанной, ^вероятно, с наличием в катализаторе гидридов никеля [124].
Образование сплава протекает с значительным выделенном тепла. Поэтому вследствие повышения температуры часто удается получить и более высокоплавкие сплавы с большим содержанием активного металла. В присутствии кислорода воздуха в результате алюмотермической реакции может происходить дальнейшее повышение температуры. Поэтому следует соблюдать осторожность'. От воздействия кислорода воздуха сплав можно защитить слоем соли или инертного газа.
В настоящее время .выпускаются готовые сплавы.
После разложения алюминиевых сплавов в металле остается еще алюминий, который, по-видимому, оказывает известпое влияние па активность катализатора. Если оставшийся алюминий удалить продолжительным воздействием щелочей, то катализатор дезактивируется [125]. Сплавы, содержащие более 75% никеля, слабо или совсем не разлагаются водной щелочью. Для их разложения применяют концентрированные растворы едкого натра или сплавление с едким натром [126]. Для получения активного металла наиболее пригодны сплавы, в которых содержится 30—50% активного металла.
Активность никеля Ренея можно повысить добавлением активаторов. В качестве активаторов после разложения сплава или в процессе цромывки катализатора
Пат. США 2384501 (1945); С. А., 39, 5422,(1945).
Е. В. Max ted, R. A. Tilt, J. Soc. Chern. Ind., 57, 197 (1938).
[1231 R. Paul, G. Hilly, Bull. Soc. chim. France [5], 3, 2330 (1936);
см. также R. Mozingo, Org. Synth. 21, 1941, p. 15; H. R. В i 1-
,1 i с a, H. A d k i n s, Org. Synth. 29, 1949, p. 24; J. Am. Chern. Soc.
695 (1948).
Пат. США 2461396 (1945); С., 1950, I, 2028.
J. Aubry, BuH. Soc. chim. France [5], 5, 1333 (1938).
Англ. пат. 282112 (1927); I. G. Farben. Ind.
добавляют благородные металлы в виде их хлоридов, хлористоводородных кислот или солей этих кислот [127].
Для повышения активности катализатора можно добавлять во время получения сплава 3—10% хрома, молибдена или кобальта от массы никеля [128]. Гидрирование в присутствии щелочей или органических ослований приводит к дальнейшему повышению активности.
Точно так же по методу Ренен получают кобальтовые [129], железные [130] и медные [130] катализаторы. Но область, их применения значительно уже области применения никеля Ренея.
Для периодических гидрирований активный металл используют большей частью в виде тонкого порошка. Для непрерывных процессов удобнее употреблять катализатор в виде гранул, зерен или кусков [131].
Металлические катализаторы. Никелевые катализаторы получают чаще всего в две стадии. Сначала готовят соответствующие соединения никеля, например окислы, гидроокиси, основные карбонаты или ацетаты, формиаты или оксалаты, иногда с добавками активаторов или носителей (так называемый зелепый контакт), и затем подвергают их восстановлению.
Для приготовления не содержащих серы катализаторов на нитрат никеля действуют карбонатами, бикарбонатами или гидроокисями щелочных металлов. Образующиеся при осаждении соли щелочных металлов следует возможно полнее удалять из продукта реакции. Затем гидроокись никеля- и основной карбонат никеля восстанавливают, не переводя их в окись. Окись никеля чаще всего получают разложением ацетата или нитрата никеля.
Формиат никеля разлагается при 200° С с образованием никеля. Для получения очень мелкодисперсного пннеля его формиат взвешивают в равном по весу количестве парафинового масла и при перемешивании в токе двуокиси углерода или в токе водорода нагревают до 260° С. Образовавшийся никель отфильтровывают, промывают декантацией петролейным эфиром и хранят под слоем последнего. При этом образуется особо активный контактйый катализатор гидрирования под давлением.
Окись никеля можно восстанавливать [132] в трубке для сожжения в токе водорода при 350° С. После того как масса полностью прореагировала, ее охлаждают, продолжая пропускать водород. Затем .водород вытесняют током азота. Катализатор вводят в гидрируемое вещество в атмосфере инертного газа. Свежсвосстановленныи япкель теряет на воздухе активность; поэтому если он не подлежит немедленному использованию,.его хранит в инертной атмосфере, в вакууме, в метиловом или этиловом спирте, в бензоле.
Никелевый катализатор на кизельгуре [133]. В 80 мл дистиллированной воды растворяют 58 а 1ексагидрата нитрата никеля и растирают с 50 г кизельгура (предварительно промытого соляной кислотой) в ступке в течение 30— 60 мин. до гомогенизации смеси, которая приобретает ионсистенцию тяжелого масла. Далее смесь медленно прибавляют н раствору 34 г моногидрата карбоната аммония в 200 мл дистиллированной воды. Осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают двумя порциями воды по 100 мл каждая и сушат при 110° С. Незадолго до употребления карбонат никеля восстанавливают 1 ч в токе водорода при 450° С и скорости подачи водорода 10—15 -мл!мин.
Катализаторы на носителях большей частью содержат 10—40% никеля. Нике- .левые катализаторы обычно восстанавливают при 300—500° С; смешанные никелевые
М. Del6pine, А. Н о г е а u, Bull. Soc. chim. France [5], 4, 31 (1937); E. Lieber, J. Am. Chern. Soc., 72, 1190 (1950).
[128]’ R. Paul, Bull. Soc. chim. France [5], 13, 208 (1946).
Пат. США 2166183 (1938); С., 1939, II, 3192; 628407; С. А., 44, 2675е (1950).
L. Faucounau, Bull. Soc. chim. France [5], 4, 58 (1937).
Пат. США 2094117; С., 1938, 1, 4721; англ. пат. 628405; С. А., 44, 2675d (1950); англ. пат. 628407; С. А., 44, 2675е (1950); англ. пат. 629405; С. А., 44, 44981 (1950).
G. М. Schwab, L. Rudolph, Z. physik. Chem., Abt. В., 12, 427 (1931). ,[133] L. С о v e r t, R. Connor, H. Adkins, J. Am. Chem, Soc,, 54, 4651 (1932).
катализаторы, содержащие металлы более благородные, чем никель, можно восстанавливать при более низких температурах. Так, сметанные медноникелевые катализаторы [134] восстанавливаются уже при 200—300° С.
Из катализаторов на носителях следует упомянуть никель на кизельгуре [135], никель на пемзе [13о]. никель на кизельгуре с окисью тория [137], никель на окис» магния, бария или бериллия [138], никель на окиси алюминии [139] и никель на смеси окислов цинка, бария и хрома [140]. Носителями никелевых катализаторов служат также активный уголь, кремневая кислота, отбеливающая земля, каолин, пемза, асбест, фуллерова земля, или же окисли, например, окись магния, окись алюминия или боксит.
При мскрторых процессах гидрирования в гидрируемое вещество вводят «зеленый контакт», причем сначала в большей или меньшей степени восстанавливается «зеленый контакт» и лишь после этого начинается гидрирование вещества.
Аналогично никелю в качестве катализатора может использоваться также медь, как в чистом виде, так и на носителях -или в смеси с металлами всех групп периодической системы элементов. Катализатор, содержащий медь, чаще всего в виде окиси, гидрата окиси или основного карбоната, восстанавливается при 150—300° С. Медпый катализатор на кизельгуре [141] получают так же, как никелевый катализатор на кизельгуре.
Кобальтовые катализаторы получают восстановлением основного карбоната, гидрата окиси пли окиси кобальта в токе водорода. Кобальтовый катализатор на кизельгуре получен Хауком [142]. Из прочих кобальтовых катализаторов можно назвать- кобальт на окиси бария и алюминия [143], кобальт на кизельгуре с окисью тория [144] и кобальт на кизельгуре с окисью тория и магния [145].
Лангенбск [146] получал контактные катализаторы на основе смешанных солей, восстанавливая последние в виде смешанных кристаллов в токе водорода. Смешанные кристаллы удобны тем, что в них чрезвычайно тонко, вплоть до ионов, распределены компоненты. Заряды и ионные радиусы катионов, а также химическая природа анионов должны быть идентичны. Для облегчения" разложения применяют всегда оксалатные или формиатные ионы, обладающие восстановительными свойствами. При разложении должны образовываться не новые смешанные кристаллы, а два разных вещества. Для этого один компонент разлагают не затрагивая другого или разлагают оба компонента, но с образованием разных веществ. Так, например, При- разложении смешанных кристаллов формиатов никеля и магния в токе водорода получают никелевый контактный катализатор на окиси магния. Исследованы системы сме- шаппых кристаллов оксалатов и формиатов кобальта и циика, а также меди и кальция.
Контактные катализаторы на основе сметанных солей можпо приготовлять также разложением комплексных солей типа Ап]ВКт], где А — катион неблагородного металла, а В — ион благородного металла в комплексном анионе [146]. В качестве примера можно привести оксалатный комплекс Ы2 [Си(С3О4)2]. Во всех случаях образуются высокоактивные контактные катализаторы, обладающие максимальной активностью при молярном соотношении компонентов 1 : 1, например оксалат пикеля:
G. Ricnacker, R. Burmann, J. prakt. Chem., 2, 158, 100- (1941).
tJIlmanns Enzyklopadie der Techn. Chemie, 2 AuIL, Bd. 5, Berlin — Wien, 1932, S. 171—172.
BIOS Final Rep., 755, 14/15, I/ G. Hochst, герм. пат. 352439, по кшн» Houben-Weyl, Bd. 4, T. 2, Stuttgart, 1955, S. 178.
ГерМ. пат. 571898 (1930); С., 1933, I, 2899.
Герм. пат. 307580 (1913); Frdl., 13, 174.
CIOS Rep., 30, XXXII — 107, S. 118, I. G. Leuna, по книге Houbcn- W e vl, Bd. 4, T. 2. Stuttgart, 1955, S. 180.
Fiat Final Rep., 1313, I, 335/36.
Герм. пат. 594481 (1930); С., 1934, II, 331.
Пат. США 2166152 (1938); С., 1939, II, 3193.
Герм. пат. 599103 (1932); Frdl., 21, 186; С., 1934, II, 4460; франц, пат. 761952; С., 1934, П, 1022.
F. Fischer, Н. Koch, Brennstoff-Chem., 13, 62 (1932),
CIOS Rep., 30, XXVII—69, 24/27, по книге Houben-Weyl, Bd. 4, Т. 2, Stuttgart, 1955, S..185.
W. Langenbeck, Angew. Chern., 68, 453 (1956).
■океадат магния — 1:1. Активность их выше активности известных катализаторов на основе того же металла.
Медпохроиовые катализаторы (катализаторы Адкинс и). Большое значение приобрели катализаторы на основе окисей меди и хрома [147]. По Адкинсу, эти катализаторы получают не с переменным составом, а в виде меднохромовой шпинели СиО • Сг2О3 (их часто называют меднохромитными катализаторами). В отличие от уже описанных катализаторов меднохромовый катализатор представляет собой окисный катализатор, который не должен восстанавливаться до металла даже в процессе гидрирования. Следует избегать восстановления черного катализатора в красную неактивную форму. Окись хрома;защшцает окись меди от восстановления [148]; эту же функцию выполняют добавки окислов щелочноземельных металлов [149].
В противоположность этой точке зрения Рабес и Шенк [150] полагают, что активными компонентами восстановленного катализатора являются металлическая медь п активирующая окись хрома.
Вместо очень богатых хромом медных катализаторов часто применяют катализаторы с пониженным содержанием хрома. Однако такие катализаторы перед употреблением осторожно восстанавливают [151].
Адкинс с сотр. [152] получил высокоактивные медпохроиовые катализаторы разложением хромата меди и аммония при низкой температуре (100° С) и последующем восстановлении в метиловом спирте в токе водорода при 100—200 am.
Гидрирование в присутствии хромита меди протекает при повышенных давле илях (от 40 до 200 агп) п температуре (100—280° С). Хромит меди по активности сравним -с палладием, платиной или активным никелем.
Медпохроиовые катализаторы можно получать путем тщательного механического смешения окисей меди и хрома и термической обработкой таких смесей [153]. Лучшим лабораторным методом оказалось термическое разложение Аромата меди ,и аммонии.
Катализатор на основе окисей меди и хрома с окисью бария [153]. Вливают 900 мл раствора, содержащего 260 г кристаллического нитрата меди (Си(МО8)2-ЗН2О) и 31 г питрата бария, нагретого до 80° С, в 900 мл раствора, который содержит 151’г бихромата аммония и 225 мл 28%-ного аммиака, при •температуре 25° С. Образовавшийся осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, осадок на фильтре отжимают и отсасывают досуха. Продукт выдерживают 12 ч в сушильном шкафу при 75—80° С и растирают. Его разделяют да три порции и подвергают каждую из них термическому разложению в фарфоровой чашке диаметром 15 см, нагревая на голом пламени горелки. Разложение ведут при постоянном перемешивании стальным шпателем, регулируя пламя так, чтобы не происходило слишком бурного выделения газа. Разложение должно протекать при возможно более'низкой температуре. Лучше всего нагревать одну сторону чашки и усиленно перемешивать после начала распространения разложения по всей массе. Во время разложения цвет порошка изменяется от оранжевого через коричневый до черного. Когда масса приобретает однородный черный цвет и выделение газа ослабевает, порошку дают остыть. Все три порции соединяют и обрабатывают 30 мин при перемешивании 600 мл 10%-пой уксусной кислоты для растворения избыточной .оииси меди. Осадок отделяют на воронке Бюхнера и промывают 6 раз водой порциями по 100 мл каждая. После высушивания в течение 12 ч при 125° С катализатор измельчают. Выход составляет 170^г. Катализатор можно не восстанавливать перед употреблением.
О. Schmidt, Вег., 64, 2051 (1931).
Ch. Grundmann, в книге W. Foerst, Neuere Methoden der prapara- tiven organischen Chemie. 3 Aufl., Bd- 1, 1949, S. 118.
R.-Connor, К. F о I k e г s, H. Adkins, J. Am. Chem. Soc., 53, 2012 (1931).
1. R a h e s, R. Schenk, Z. Eleklrochem., 52, 37 (1948).
W. N о г m a n n, Z. Angew. Chem., 44, 714 (1931).
] H. Adkins, E. E. Bourgoyne, H. J. Schneider, J. Am. Chem.
Soc., 72, 2626 (1950).
R. Connor, K. Folke г s, H. Adkins. J. Am. Chem. Soc., 54, 1138 (1932); H. Adkins., R. Connor, J. Am. Chem. Soc., 53, 1091 (1931).
Имеются и другие методы получения этого катализатора [154—155]. По данны№ Ринера, при низких температурах разложения получаются более активные катализаторы, чем при высоких. Фрэйзер и Джексон [156] получали катализатор на основе окисей хрома и никеля состава 2NjO • СгаО3, который опи, однако, восстанавливали' перед употреблением. Зауер и Адкинс [157] описывают цинкхромитпый катализатор, получение которого протекает аналогично получению меднохромитпого катализатора. Разработан [158] способ приготовления катализатора на оспове окиси цинка, хромита кальция и серебра.
Сульфидные катализаторы. Сульфидные катализаторы в отличие от чувствительных металлических катализаторов не отравляются серой. Поэтому пх применяют в тех случаях, когда в гидрируемом веществе в виде примеси содержится сера, для синтеза серусодержащих органических соединений (например, тиолов) или при деструктивном гидрировании серусодержащих органических соединений (например, гидрирование тиофена с отщеплением сероводорода). j
Катализаторы на основе сульфида железа или кобальта [159]. Сульфид железа, полученный осаждением из раствора соли железа раствором сульфида аммония, обрабатывают в сухом виде сероводородом под давлением 10 am в течение 3 ч и температуре 430° С. Сульфид кобальта обрабатывают сероводородом 12 ч при 200° С.
Для синтеза меркаптанов из альдегидов и сероводорода в условиях гидрирования пригоден полисульфидный кобальтовый катализатор [160]. Его получают взаимодействием сплава кобальта и алюминия у сульфидом натрия.
Молибденсульфидный катализатор [161]. К 36,5 г порошкообразного' сплава молибдена с алюминием (50 : 50), суспендированного в 300 мл кипящей воды, медленно прибавляют раствор 130 г серной кислоты в 100 мл воды. Суспензию перемешивают 4 ч при 100° С. Продукт разложения промывают водой ДО1 нейтральной реакции и извлекают метиловым спиртом, после чего пропускают сероводород до насыщения. Суспензию оставляют на две недели, затем снова- промывают катализатор метиловым спиртом. Катализатор хранят в метиловом спирте.
Аппаратура для гидрирования и методы гидрирования
Гидрирование со встряхиванием реакционной м а с- с ы. Лабораторное гидрирование небольших количеств веществ проводят преимущественно при встряхивании реакционной массы и применяют катализаторы на основе- благородных металлов или металлов Ренея. Форма реакционного сосуда пе имеет решающего значения; это может быть грушевидная колба, утка пли крутлодонная колба. Большое значение имеет быстрота встряхивания (интенсивность перемешивания). Чаще всего прибор встряхивают в горизонтальном направлении, иногда в вертикаль-
W. Lazier Н. Arnold, пат. США 1964000; Org. Synth. 19, 1939, р. 31.
Th. W. П i е ii е г, J. Am. Chern. Soc., 71, 1130 (1949).
J. C. W. Frazer, С. B. Jackson, J. Am. Chem. Soc., 58, 950’ (1936).
J. Sauer, H. Adkins, J. Am. Chern. Soc., 59,1 (1937); H. II. Store h,. J. phys. Chem., 32, 1744 (1928).
Ch. Grundmann, Angew. Chem., 62, 558 (1950),
Пат. США 2127383 (1936); С., 1939, I, 5110) франц, пат. 728913; С., 1933, I, 545.
М. W. Farlow, W. A. Lazier, F. К. S i g a a i g о, Ind. Eng. Chern., 42, 2577 (1950). -
Пат. США 2402613 (1939); С., 1947, 385.
ном [162]. Для работ при нормальном давлении в большинстве случаев достаточно пользоваться установкой, изображенной па рис. 1.
Цилиндрический сосуд 6 (емкость между крайними делениями 1000 яд), снабженный кранами 1 и 2, соединяют шлангом с напорным резервуаром 7 для выравнивания давления в приборе. Цилиндр 6 может быть и большей емкости и снабжен градуировкой, отвечающей поставленной задаче. Для градуировки прибора в большинстве случаев достаточно заполнить его водой и отливать из него по 50 мл поды в мерный цилиндр. Дальнейшую градуировку по 10 мл можно провести графически. Большей точности измерения для препаративных целей не требуется. Перед началом опыта, поднимая резервуар 7, заполняют цилиндр 6 водой до горизонтальной части Т-образной трубки. Открыв краны 1—5, вытес- _ ияют воздух йз прибора водородом. Последовательно закрывают краны 4—2, опускают резервуар 7 и заполняют водородом цилиндр 6 при'незначительном избыточном давлении до нижней отметки. После этого закрывают краны 1 и 5.
Рис. 1. Установка для гидрирования при нормально^ давле-Рис. 1. Установка для гидрирования при нормально^ давле-1 —5 — краны; в — цилиндрический сосуд; 7 —напорный резервуар; 8 — реакционный сосуд.1 —5 — краны; в — цилиндрический сосуд; 7 —напорный резервуар; 8 — реакционный сосуд.и после установления уровня воды на начальной отметке закрывают краны 1 и 5 и выпускают избыток водорода через третий канал Крана 2, сообщающийся с атмосферой. По другому варианту после закрывания крана 1 устанавливают в цилиндре 6 с помощью резервуара 7 атмосферное давление и замечают уровень воды. Записывают объем израсходованного водорода.и после установления уровня воды на начальной отметке закрывают краны 1 и 5 и выпускают избыток водорода через третий канал Крана 2, сообщающийся с атмосферой. По другому варианту после закрывания крана 1 устанавливают в цилиндре 6 с помощью резервуара 7 атмосферное давление и замечают уровень воды. Записывают объем израсходованного водорода.Для того чтобы установить опять в системе атмосферное давление, можно открыть краны 2 л 3 и выпустить избыток водорода, открыв на' короткое время кран 4. Затем открывают кран 5, поднимают резервуар 7 на 10—20 см выше уровня воды в цилиндре и, встряхивая реакционный сосуд 8, начинают реакцию. После того как запас водорода в цилиндре 6 использован, закрывают •краны 2 и 3, прекращают встряхивание, замечают уровень воды в цилиндре после установления атмосферного давления с помощью сосуда 7 и заполняют цилиндр 6 свежим водородом. Если для большего удобства хотят заполнить цилиндр 6 до начальной метки, то в этом случае кран 2 делают трехходовым
Рис. 1. Установка для гидрирования при нормально^ давле-
Рис. 1. Установка для гидрирования при нормально^ давле-
1 —5 — краны; в — цилиндрический сосуд; 7 —напорный резервуар; 8 — реакционный сосуд.
1 —5 — краны; в — цилиндрический сосуд; 7 —напорный резервуар; 8 — реакционный сосуд.
и после установления уровня воды на начальной отметке закрывают краны 1 и 5 и выпускают избыток водорода через третий канал Крана 2, сообщающийся с атмосферой. По другому варианту после закрывания крана 1 устанавливают в цилиндре 6 с помощью резервуара 7 атмосферное давление и замечают уровень воды. Записывают объем израсходованного водорода.
и после установления уровня воды на начальной отметке закрывают краны 1 и 5 и выпускают избыток водорода через третий канал Крана 2, сообщающийся с атмосферой. По другому варианту после закрывания крана 1 устанавливают в цилиндре 6 с помощью резервуара 7 атмосферное давление и замечают уровень воды. Записывают объем израсходованного водорода.
Следует быть осторожным при введении в соприкосновение катализатора с водородом. Некоторые окисные или гидроокисные катализаторы следует восстанавливать под слоем защитной жидкости, так как они так сильно нагреваются при взаимодействии с сухим водородом, что при вытеснении воздуха из сосуда для гидрирования может произойти взрыв гремучего газа. Из этих соображений контактный катализатор восстанавливают в том растворителе, и котором будет проводиться реакция, или покрывают его слоем эфира. Не встряхивая, вытесняют цз прибора воздух водородом, после чего встряхивают до окончания восстановления. Затем водородом вытесняют эфир и, не прерывая тока водорода, приливают в реакционный сосуд через воронку гидрируемый раствор.
При работе с окисными или гидроокисными катализаторами всегда образуется некоторое количество поды. Если требуется добавить свежий катализатор или регенерировать кислородом старый, необходимо предварительно удалить водород вакуумированием прибора. Перед введением водорода во избежание взрыва гремучего газа нужно точно так же удалить кислород.
Для работ с большими загрузками при умеренном избыточном давлении (до 3 ат) можно использовать аппарат, изображенный на рис. 2'
1162] Е. В. Mailed, в справочнике Handbuch der Katalyse, Bd. 7, T. I, Springer- Verlag, Wien, 1943, S. 654; E. В. M a x t e d, Trans. Farad. Soc., 13, 36 (1917).
Аппарат рассчитай на избыточное давление 6 ат п представляет собой- стальной сосуд 4, емкостью 20 л, снабженный манометром 5 и тремя вентилями. Гофера 1—3. Водород из баллона подастся но латунной трубке или прочному армированному резиновому шлангу.
При проведении первого опыта промывают предварительно водородом все- соедипительные трубопроводы, а затем, закрыв вентиль 3, через вентили 1 и 2 откачивают масляным насосом воздух из сосуда и впускают водород, доводя избыточное давление до 3 am. Герметичность сосуда проверяют по манометру, после чего открывают вентиль 3 и соединяют сосуд 4 с реакционным аппаратом.
рирования при умеренном давлении:рирования при умеренном давлении:1—8 — вентили Гофера; 4 — стальной сосуд; 5 — манометр,1—8 — вентили Гофера; 4 — стальной сосуд; 5 — манометр,В качестве реакторов применяют проверенные под давлением толстостенные сосуды, которые закрыты специально закрепляемыми резиновыми пробками, чтобы их не выбивало при повышенном давлении. Для присоединения реактора пользуются толстостенной высококачественной резиновой трубкой для работ при
рирования при умеренном давлении:
рирования при умеренном давлении:
1—8 — вентили Гофера; 4 — стальной сосуд; 5 — манометр,
1—8 — вентили Гофера; 4 — стальной сосуд; 5 — манометр,
повышенных давлениях.
Резиновые трубки и пробки кипятят в нескольких порциях 20%-ного раствора едкого натра до прекращения окрашивания его в желтый цвет, затем несколько раз тщательно промывают горячей' дистиллированной водой.
После присоединения реакционного сосуда закрывают вентиль-7, открывают вентили 2 и 3 и отсасывают воздух. Затем закрывают вентиль 2, открывают вентили 1 и 3, отмечают давление и встряхивают реактор в течение 6—8 ч. Если за это время показание- манометра пе изменилось более чем па 0,02—0,03 ат, аппаратуру можно считать готовой к работе- Проводят восстановлепие эталонного вещества, записывают изменение давления и определяют таким образом перепад давлений, соответствующий поглощению • 1 мо-гъ водорода при данной температуре.
0,1 г окиси платины.0,1 г окиси платины.предъявляемым к ним требованиям, то от начала встряхивания до конца поглощения водорода проходит 20—30 мин.предъявляемым к ним требованиям, то от начала встряхивания до конца поглощения водорода проходит 20—30 мин.В качестве эталонного вещества используют малеиновую кислоту; раствор 0,1 мо-гъ (11,6 г) кислоты в 150 мл обычного спирта, к которому прибавляют Если установка герметична и реактивы соответствуют*
0,1 г окиси платины.
0,1 г окиси платины.
предъявляемым к ним требованиям, то от начала встряхивания до конца поглощения водорода проходит 20—30 мин.
предъявляемым к ним требованиям, то от начала встряхивания до конца поглощения водорода проходит 20—30 мин.
Гидрирование при в ы с о к'ом давлении. Хотя большинство процессов гидрирования можно вести при нормальном давлении в обычной аппаратуре при встряхивании, иногда все же требуются более высокие давления. Для гидрирования ароматических колец лучше применять давление 100—150 am. Для восстановления сложных эфиров и амидов карбоновых кислот на меднохромовом катализаторе необходимы давления до 300 am. В некоторых случаях, как, например, при гидрированиях с сульфидными катализаторами, могут потребоваться давления до 700— 1000 am. Все другие процессы гидрирования можно вести при давлениях от 10 до 100 am.
Лабораторный автоклав для работ при высоких давлениях может быть заполнен водородом из баллона с максимальным избыточным давлением 125 am с доведением, в нем давления до 100 am при комнатной температуре. Это соответствует приблизительно избыточному давлению 175 am при 250° С. Обычно давление водорода от 40- до 200 am создают подачей холодного газа. Для достижения более высоких давлений- водорода пользуются компрессором. О протекании гидрирования можно судить по снижению давления. С помощью графического изображения зависимости объема от давления и температуры [162а] можно на основании данных по давлению и температуре- определять количество введенного или содержащегося в автоклаве водорода во время- реакции.
Поскольку при повышенных давлениях водород лучше растворяется у гидрируемых растворах или веществах, то уже не требуется столь интенсивное встряхивание,.
[162а] Houben -Weyl, Mcthoden der organischen Chemie, Georg Thieme Verlag„ Bd. 4, T. 2, Stuttgart, 1955, S. 260.
как при нормальном давлении. Поэтому часто бывает достаточно проводить реакцию в качающемся автоклаве, который проще в обращении и требует меньше ухода, чем автоклав с мешалкой.1
Конструкционный материал автоклава должен быть инертным и не должен Окалывать отрицательного влияния на ход реакции. Этого достигают футеровкой внутренней части автоклава медью, серебром или другими подходящими материалами пли изготовляют автоклав из хромоникелевых сплавов.
Автоклав для гидрирования должен быть снабжен манометром, предохранительным вентилем и вентилем, через который во время опыта можно подавать дополнительное количество водорода. Температуру внутри автоклава измеряют при помогли введенных в него или прочло встроенных термоэлемента или защищенного трубкой термометра.
Рис. 3. Установка для восстановления катализаторов:1 — электрическая печь; 2 — фарфоровая труба; 3 и 5 — про- мывалки; 4 — приемник для конденсирующейся ноды.Рис. 3. Установка для восстановления катализаторов:1 — электрическая печь; 2 — фарфоровая труба; 3 и 5 — про- мывалки; 4 — приемник для конденсирующейся ноды.Проводя исследования при повышенных давлениях следует руководствоваться правилами техники безопасности, предусмотренными для работы в автоклавах определенных габаритов. Автоклавы должны находиться иод постоянным наблюдением” п для работы с пими надо ашеть специальное разрешение.
Рис. 3. Установка для восстановления катализаторов:
1 — электрическая печь; 2 — фарфоровая труба; 3 и 5 — про- мывалки; 4 — приемник для конденсирующейся ноды.
Рис. 3. Установка для восстановления катализаторов:
1 — электрическая печь; 2 — фарфоровая труба; 3 и 5 — про- мывалки; 4 — приемник для конденсирующейся ноды.
После внесения гидрируемого вещества и катализатора гидрирования автоклав закрывают и промывают несколько раз азотом, впуская его под давлением и спуская давление. Можно удалять воздух и при помощи вакуумного насоса. Для испытания автоклава па герметичность его оставляют на некоторое время под давлением. После снятия давления автоклав заполняют водородом. Начальное давле
ние выбирают таким, чтобы при нагревании аппарата оно по превысило допустимого предела. После окончания гидрирования автоклав охлаждают, а затем, открывая вентиль, доводят давление до атмосферного. Только после этого можно открыть автоклав. При разгрузке надо иметь в виду, что некоторые катализаторы, как, например, никель Ренея, пирофорны. Поэтому даже при разгрузке они должны постоянно находиться под слоем жидкости. Иногда для этой цели применяют вкладыши из толстостенного стекла, но они не соответствуют полностью своему паэначе- кию, если вещество во время реакции испаряется.
Гидрирование в' контактной трубке. Газообразные' или легко испаряющиеся вещества можно гидрировать в газовой фазе над никелевыми или медными катализаторами на носителях. Для этого обычно используют проточную установку с вертикально расположенной контактной трубкой из тугоплавкого стекла, заполненной гранулированным или волокнистым катализатором. Можно применять трубки с наружным электрообогревоц. Внутри слоя катализатора должен находиться датчик температуры. Защитная трубка для термопары, проходящая через весь слой катализатора, позволяет передвигать термоэлемент и замерять температуру по всей высоте контактной трубки. При использовании нагревательных бань применимы U-обраэные или подобные им контактные трубки, у которых впуск и выпуск газа находятся вверху.
Катализаторы из окислов металлов тоже восстанавливают в трубках из тугоплавкого стекла, кварца или фарфора, с внутренним диаметром 3—6 ел, располагая их под небольшим наклоном (рис. 3).
Температуру внутри трубки измеряют подвижной термопарой. Передняя зона в трубке должна быть пустой, чтобы водород достигал катализатора при требуемой температуре. Реакцию контролируют по изменению цвета катализатора или по образованию воды. Если восстанавливаемый катализатор не должен соприкасаться с воздухом, то водород после охлаждения вытесняют чистым азотом или двуокисью углерода, не содержащей серы. После этого катализатор можно сразу внести в вос- стаиаиливаемую жидкость или хранить в атмосфере инертного газа или под слоем «нертной жидкости.
Каталитическое гидрирование
Выбор катализатора. Несмотря на то что применимых ко всем случаям правил для выбора подходящих катализаторов гидрирования ненасыщенных соединений разных типов не существует, в некоторых случаях оправдывается применение определенных типов катализаторов.
Для гидрирования газообразных и легколетучих олефинов в газовой фазе применяют платину, палладий и никель. Жидкие олефины, ненасыщенные спирты, цикло- олефины и их производные можно гидрировать при встряхивании с катализаторами па основе благородных металлов (в спирте, ледяной уксусной кислоте или этилацс- тате\ с никелем Ренея или в автоклаве с никелевым катализатором. Ненасыщенные кислоты можно гидрировать в виде их эфиров или нутриевых солей (низкомолекулярные кислоты) в водных пли водно-спиртовых растворах или свободными в расплаве (кислоты от Се до С22) с помощью никелевых катализаторов. Для отой же цели пригодны и катализаторы на основе благородных металлов.
_ Для гидрирования ненасыщенных боковых цепей ароматических соединений можно применять никель Ренея или платину в жидкой фазе, иля медные катализаторы в газовой фазе. Вследствие различных скоростей гидрирования олефиновых и ароматических двойных связей в большинстве случаев достигается избирательное насыщение боковой цепи.
Для избирательного насыщения одной из нескольких двойных связей можно применять палладий или никель Ренея. Платина оказывает менее избирательное, действие, по иногда можно применять и ее. После поглощения стехиометрического количества водорода гидрирование прерывают. При гидрировании ароматических колец в присутствии металлов платиновой группы в реакционной среде не должно содержаться даже следов серы. Производные бензола, как, например, бензойная кислота л фенол, а также нафталин гидрируются легче, чем бензол. Но часто для этих соединений оправдывается гидрирование на никелевом катализаторе в автоклаве.
Гидрирование по олефиновым С—С-с вязям. Для гидрирования по олефиновым двойным связям обычно не требуются особо активные катализаторы. По данным Шустера [163], скорость гидрирования уменьшается с увеличением длины цепи. Гидрирование по двойным связям на концах цепи идет быстрее, чем по двойным связям в середине цепи. В свою очередь, такие соединения реагируют быстрее, чем соединевия с двойными связями, расположенными в местах разветвлений цепи [164]. Так, например, гидрирование по этиленовой двойной связи в трифенилэтилене в присутствии катализаторов из благородных металлов протекает в десять раз медленнее, чем гидрирование по двойной связи в стироле. Тстрафенилэтплен можно гидрировать [165] только при 100° С и давлении 125 ат. Группировки R2C=CR2 и R2C=CHR обычно не гидрируются в присутствии никеля Ренея, в то время как группировка R2C—СН2 еще может быть лрогидрировапа. Таким образом, этилен гидрируется легче, если он менее замещен (правило Лебедева). Если в одной молекуле имеется несколько групп, которые могут быть восстановлены каталитически возбужденным водородом, то, как правило, гидрирование протекает в такой последовательности: гидрирование по двойной связи и восстановление питрогруппы происходит почти одновременно, затем следуют восстановление карбонильной группы, циангруппы, гидроксильной- группы, ароматической системы, связей гетероциклического ядра и очень устойчивой карбоксильной группы. цис-Соединения каталитически гидрируются легче, чем транс- соединения. В одинаковых условиях малеиновая кислота гидрируется в три раза быстрее фумаровой [166]. Из пары цис-коричпой п транс-коричпои кислот первая гидрируется в два раза быстрее [166]. Это правило сформулировано Паалем и Шидевпт- цем [166|, однако, по данным Вейганда, Вернера п Ланцендорфа [167], существует много исключений. Так, транс-дибензоидзтилены гидрируются заметно быстрее, чем. изомерные им цис-формы.
С. Schuster, Z. Elektrochem., 38, 614 (1932),
G.Vavon, D.I v a n о f f, C.,177, 453 (1923).
W.H. Z a г t ma n, H. Adkins, J. Am.Chern.Soc., 54,1668
(1932).
C.Pa al, H. Schledewitz,Ber., 60, 1224 (1927); 63, 766 (1930).
C.W e у g a n d,A. Werner,W. L a n z e nd о г f,J. prakt. Chern.,
231 (1938).* x
При каталитическом гидрировании наблюдается только цис-присоединениО водорода.
Избирательное гидрирование. При каталитическом гидрировании бензола можно получить только один продукт реакции — циклогексан, так как промежуточно образующиеся циклогексадиен и циклогексен выделить не удается из-за того, что оба эти соединения гидрируются гораздо быстрее, чем ароматическая система бензола. Гидрирование по неароматическим сопряженным двойным связям протекает совершенно иначе. По данным Рихе, Гримма и Альбрехта [168], при гидрировании бутадиена-1.3 в присутствии палладиевого катализатора наблюдается ступенчатое насыщение двойных связей. До тех пор пока не прогидрируется весь бутаг- диен, образуются только бутилены, но не бутан. Лишь После этого бутилены гидрируются до бутана. В противоположность другим реакциям присоединения при каталитическом гидрировании бутадиена-1,3 протекает преимущественно 1,2-присоединение.
Частичное гидрирование кумуленов в присутствии катализатора Линдлара [палладиевый катализатор на карбонате кальция, дезактивированный ацетатом свинца (стр. 33)] проходит избирательно с образованием цис-полиенов. После быст- ~ рого поглощения (м — 1)/2 моль водорода (п — число двойных связей) скорость гидрирования становится практически равной пулю. По Куну и Фишеру [106], из тетрафенил- бутатриена при поглощении 1 моль водорода образуется 1,1,4,4-тетрафснилбутадиен-1,Зг
йх/R Нх/R
>с=с=с-с<—>>с=сн-сн=с<
R/XRXR
1,1,4,4-Тетрафенилбутадиен-1,3. К насыщенной водородом суспензии 800 мг катализатора Линдлара в 50 мл перегнанного вад едким кали тетрагидрофурана прибавляют 500 мг тетрафеннлбутатриена и встряхивают в атмосфере водорода при 21° С. Через 15 мин поглощается 35 мл (при нормальных условиях 31,5 мл) водорода, что соответствует поглощению 1 моль водорода. При дальнейшем встряхивании в течение 1 ч поглощается только- 3 мл водорода. После фильтрации отгоняют растворитель. Остаток кристаллизуют из циклогексана и получают 420 г (84% от теоретического) продукта в виде бесцветных , ромбов; т. пл. 201° С.
Тетрафенилгексапентаен поглощает 2 моль водорода с образованием соответствующею цис-полиена;
йх./RRxZR
\3=С=С=С=С=С<>с=сн-сн=сн-сн=с<
Rz\RR/\R
Бутадиен и пентадиен удалось -прогидряровать н паровом фазе до соответствуй ющих олефинов над никелем на хромите цинка [169].
Если сопряженные двойные связи вследствие различного замещения не равнозначны, то замещепные двойные связи гидрируются с большим трудом, чем незамещенные [170]. В качестве примера можно привести гидрирование винилакриловой кислоты в пентеновую кислоту:
СП2=СНСН=СНСООН —► сн3сн2сн=снсоон
Пентеновая кислота. В аппарате для гидрирования (см. рис. 2) раство- ряют 29,5 а винилакриловой кислоты в 100 мл очищенного метилового спирта. Добавляют 0,25 г катализатора Адамса и при встряхивании пропускают водород. После поглощения 1 моль водорода (0,602 г), на что требуется 20 мин, гидрирование прекращают, натализатор отфильтровывают и продукт отделяют перегонкой. Пентеновая нислота перегоняется при 93е С (15 мм pm. cm.).
A. Rieche, A. Grimm, И. Albrecht, Brennstoff-Chem., 42. 177 (1961).
G. N a t t a, R. Rigamont i, P. Tono, Chimie Ind. (Milano), 29. 235 (1947).
I, E. Musk a I, B. Knapp, Ber„ 64, 779 (1931).
Аналогично протекает гидрирование уис-фенилбутадиена в уис-фонилбути- леп [170]:
СвПз-СН „ с6нБ-снии
СН2=СН-СН СНз-СН8-СН
Гидрирование изомерного транс-соединения приводит к соответствующему транс-фепилбутилену.
Получение уис- или транс-фенвлбутиленов. В аппарат для гидрирования помещают раствор 17,2 г соответствующего изомера фснилбутадиеиа в 100 -мл ледяной уксусной кислоты и добавляют 0,15 г катализатора Адамса. После поглощения при встряхивании 1 моль водорода катализатор отфильтровывают и продукт реакции перегоняют. цнс-Фепилбутилеп отгоняется при ТЗ— 74,5° С (12 мм рт. ст.), тпранс-изомер — при 76—78° С (12 мм рт. ст.). Выход почти количественный.
При гидрировании цитраля
/О (СН3)2С=СН-(СП3)2—С(СНз)=СН-С^ \ц
на катализаторе из окиси платины и платиновой черни в первую очередь гидрирование происходит по соседней с альдегидной группой С=С-связи, затем гидрируется ■альдегидная группа и только после этого происходит гидрирование другой С=С-связи. Но если применять этот катализатор с добавками сульфата железа (II) и ацетата цинка, то сначала гидрируется альдегидная группа и после поглощения 1 моль водорода получается главным образом гераниол
(СН3)8С=СН—(СН8)г-С(СНз)=СН-СНаОН
После поглощения еще 1 моль водорода образуется цитронеллол
(СН3)3С=СН-(СН2)8-СН(СНз)-СНа-СН2ОН
Дальнейшее гидрирование приводит к тетрагидрогераниолу [171].
Аналогичным образом из коричного альдегида в присутствии платиновой черни с добавкой 0,01—0,02 жлолъ хлорида железа (II) был получен коричный спирт [172]. При дальнейшем гидрировании образуется фенилпропиловый спирт. Но если добавить к катализатору сульфат железа (II) и ацетат цинка, то после поглощения 1 моль водорода гидрирование прекращается и получается коричный спирт, практически не содержащий альдегида.
Аналогичное явление наблюдал Адамс с corp. [173] при гидрировании а-фурил- акролсина на платиновом катализаторе. В присутствии сульфата железа (II) и ацетата цинка при гидрировании сначала сохраняется двойная связь и получается фурилаллиловый спирт, который затем поглощает еще 1 моль водорода и переходит в фурпл-и-пропиловый спирт. В присутствии только сульфата железа (II) восстанавливается главным образом фурановое кольцо и получается тетрагидрофурилйллиловыи спирт, который затем восстананливается до тетрагидрофурил-н-пропилового спирта. В присутствии ацетата ципка фурилаллиловып спирт далее не гидрируется.
При гидрировании ненасыщенных кислот обычно предпочтительно насыщается двойная связь. Так, кротоновая кислота гидрируется в присутствии катализатора Адамса с образованием масляной кислоты [174]. Аналогично ундеценовая кислота гидрируется в присутствии окиси платины до ундекановой [175]. Сорбиновая кислота гидрируется в присутствии никеля Ренея или, лучше, палладия при комнатной температуре и нормальном давлении с образованием а-гсксеновой кислоты, которая содер-
R. Adams, В. S. Garvey, J. Am. Chern. Soc., 48, 477 (1926).
W, F. T u 1 e y, R. Adams, J. Am. Chem. Soc., 47, 3061 (1925).
R. H. Bray, R. Adams, J. Am. Chem. Soc., 49, 2101 (1927).,
E. B. Max ted, V. Stone, J. Chem. Soc., 1934, 26.
{175] J. W. Kern, R. L. Shriner,. R. Adams, J. Am. Chem. Soc., 47, 1147 (1923).
жит некоторое количество р-геиссновой, сорбиновой и капроновой кислот [176]. Как и в случае випплакриловой кислоты (стр. 45), в молекуле сорбиновой кислоты двойная связь, смежная с карбоксильной группой, гидрируется более медленно. Войцик и Адкинс [177] восстанавливали в присутствии никеля Ренея (10—15% от веса эфира) при комнатной температуре н 100—200 ат эфиры ес-алкилиден-р-кетокислот, которые они синтезировали из альдегидов и этилового эфира ацетоуксусной кислоты' или диэтилового эфира малоновой кислоты (отщепление воды), и получали эфиры а-алкил-р-котокислот с выходами выше 90%; в качестве растворителя они использовали эфир. Хорнинг с сотр. [178] применил палладий на угле Для гидрирования этц- леновой двойной связи в этиловом эфире а-ацетил-р-(2,3-диметоксифенил)-акриловой кислоты, который получали из 2,3-диметоксибензальдегида в ацетоуксусного эфира с отщеплением воды.
Если в качестве катализатора гидрирования использовать платину или палладий, то можно прогидрировать и сами кислоты. При употреблении никеля целесообразнее гидрировать эфиры. Аллен с сотр. [179] гидрировал соли некоторых ненасыщенных кислот при высоких давлениях.
Янтарная кислота. В автоклав емкостью 325 мл помещают 100 мл водного раствора натриевой соли малеиновой кислоты, которая была получена растворением 58 г малеиновой кислоты в 100 мл раствора едкого натра, содержащего* на 5 г больше щелочи, чем это нужно для нейтрализации. Прибавляют 5—8 a никеля Ренея [180], затем подают водород до начального давления 170 ат и гидрируют при 100° С, поддерживая эту температуру до окончания гидрирования. Давление в процессе реакции начинает заметно падать. Примерно через 26 мин падение давления прекращается, после чего отфильтровывают катализатор (осторожно, катализатор пирофорен!). Реакционную массу нейтрализуют и удаляют в вакууме воду. Янтарную кислоту экстрагируют абсолютным спиртом и отгоняют спирт в вакууме. Выход янтарной кислоты 57 г (98% от теоретического). После перекристаллизации из воды кислота плавится при 184—185° С.
В описанных до сих пор процессах гидрирования ненасыщенных кислот или’ их эфиров карбоксильная группа не восстанавливалась. Зауеру и Адкинсу [157] удалось осуществить гидрирование эфиров ненасыщенных кислот до ненасыщенных спиртов па ципкхромптном катализаторе из окиси циика и окиси хрома. Ненасыщенные спирты можно затем прогидрировать в обычных для соответствующих олефинов условиях, например в присутствии платины или палладия в аппарате для встряхивания, до насыщенных спиртов. При более высоких температурах в результате отщепления воды из этпх спиртов могут образоваться соответствующие углеводороды.
Гидрирование ароматических соединений. Хотя для гидрирования ароматических систем требуются более жесткие условия чем для гидрирования по олефиновым С=С-связям, трудности проведения таких процессов раньше' переоценивали. Во всяком случае, ароматические системы гидрируются после всех других ненасыщенных центров, за исключением гидроксильных и карбоксильных групп. Применяя современные катализаторы, например окись платины, реакцию гидрирования можно провести уже при комнатной температуре.
Циклогексан [181]. Гидрируют 15,6 г бензола в ледяной уксусной кислоте при комнатной температуре и давлении водорода 2—3 ат в течение 2 w над 0,2 а окиси платины. Выход циклогексана количественный. -
Е. И. Farmer, L. A, Hughes, J. Chern. Soc., 1934, 1929.
В. Wojcik, Н. Adkins, J. Аш. Chern. Soc., 56, 2424 (1934).
E. C. Horning, J. Koo, M. S. Fish, G. N. Walker, Org. Synth., 31, 56 (1951).
В. B. Allen, B. W. Wyatt П. R. Henze, J. Аш. Chern. Soc., 61, 843 (1939).
W. Covert, H. Adkins, J. Am. Chem. Soc., 54, 4116 (1932).
R. Adams, J. R. Marshall, J. Am. Chem. Soc., 50, 1970 (1928).
Только совершенно не содержащие серы ароматические соединения гидрируются в присутствии металлов платиновой группы при низких температурах. Виль- штеттер и Хатт [182] количественно прогидрировали при комиатпоц температуре и нормальном давлении 12 раз перекристаллизованный из уксусной кислоты нафталин в декалин. При гидрировании нафталина над никелевым катализатором при температуре около 200° С Шретер [163] получил при 40 ат декалии, а при 15 ат — тетралин.
Нафталин, так же как бензойная кислота, фенол и другие производные бензола, гидрируется легче, чем бензол.
Тетралин. Используют нафталин, не содержащий сернистых примесей, отравляющих катализатор. Успешным способом очистки оказалось многократное сплавление нафталина с натрием и последующая вакуумная перогонка. В автоклаве с мешалкой емкостью 4 л сплавляют 512 г нафталина с 15—20 г подходящего соединения никеля (основной карбонат, окись), закрывают автоклав и подают чистый водород до избыточного давления 12—15 ат, проверяют герметичность автоклава и при’ перемешивании повышают температуру до 180—200° С. Давление сначала повышается, а затем падает (на 1 ат за 45—60 сек). Когда давление снизится до 5—8 ат, вновь подают водород до тех пор, пока не поглотится необходимое количество водорода, равное 178 л. Этот момепт распознают также по уменьшению скорости поглощения водорода. К концу ■реакции прекращают подачу водорода и продолжают процесс до почти полного поглощения водорода. Опыт продолжается 1 ч или несколько больше. Образовавшийся тетралип можно отогнать из автоклава в вакууме и, используя тот же катализатор, прогидриро- вать следующую порцию нафталина. Шретер проводил до 25 гидрирований, не Открывая автоклава. Новые порции расплавленного нафталина впускали в автоклав, не изменяя разрежения.
9,10-Дигидрофенантрен [184]. Смешивают 40 г фенантрена со 100 мд отилового спирта и гидрируют водородом при давлении 150—200 ат и температуре 150° С в присутствии меднохромового катализатора. Реакция продолжается около 3 ч. После гидрирования реакционную массу разгоняют на колонке Вид- мера, собирая фракцию, отгоняющуюся при 176—178° С (20 мм рт. ст.). Выход дпгидрофенантрена 87% от теоретического. После перекристаллизации из метилового спирта получают дигидрофенантрен, плавящийся при 33,8—34,4° С. Дальнейшее гидрирование дигидрофенаптрепа протекает только при температурах на 50—70° С выше температуры гидрирования фенантрена. Поэтому для исчерпывающего гидрирования фенантрена лучше применять никелевые контактные катализаторы.
Примером гидрирования ароматического соединения в присутствии окисп платины может служить получение гекса гидро-л-амипобензойной кислоты [185]. Преимуществом этого процесса является возможность ведения его в водной суспензии гидрируемого вещества без органических растворителей.
Гексагидро-л-аминобензойная кислота. В реакционном сосуде для гидрирования при встряхивании суспендируют 10 г дважды перекристаллизованной из воды п-аминобенэойной кислоты в 800 лм воды и прибавляют 0,5 а свежеприготовленной окиси платины. Гидрирование продолжается 14,5 ч; количество поглощенного водорода несколько превышает расчетное. Коцец реакции лучше всего распознается по осаждению катализатора в виде хлопьев. После окончания гидрирования катализатор отфильтровывают, фильтрат упаривают досуха и перекристаллизовывают коричневый кристаллический осадок из небольшого количества воды с добавлением активного угля. Для полноты осаждения кристаллов добавляют метиловой спирт. Выход составляет 6—7 а (60—70% от тео-
[1821 R Will statter, D. Hatt, Вег., 45, 1471 (1912).
G. Schroeter, Ann., 426, 1 (1922); L. P a 1 f г а у, C. r., 206, 1976 (1938); M. Pier, Z. Elektrochem., 53, 297 (1949).
[1841 J. R. Durland, H. Adkins, J. Am. Chern. Soc., 59 135 (193 7);
A. Burger, E^Mosettig, J. Am. Chern. Soc., 58, 1857 (1936).
[185] Dr. R. Gabler, частное сообщение.
ретического). Бесцветные кристаллы гексагидро-л-аминобензойной кислоты содержат 0,5 молъ кристаллизационной воды и плавятся в запаянной трубке при 275—280° С. По литературным данным температура плавления кислоты может лежать в пределах от 260 до 330° С.
Можно исходить также из пптросоедпненпй и гидрировать их в водной среде до соответствующих аминокислот в одну стадию.
Гексагидробензойная кислота [186]. Гидрируют смесь 50 г бензоата Натрия в 75 ял воды в присутствии 7 а окиси никеля при начальном давлении водорода 92 ат и температуре 300° С. Получается гексагидробензойная кислота (т. кип. 235—238° С) с выходом 40% от теоретического и 9 а циклогексана.
При гидрировании ароматических оксикислот чаще всего происходит декарбоксилирование. Соли могут быть только частично насыщены без декарбоксилирования. Ипатьев и Разуваев [187] получили 40 г циклогексапола при гидрировании 65 г метилового эфира салициловой кислоты в 65 г метилового спирта в присутствии окиси никеля. *
Гидрирование фенола также приводит к циклогексанолу. Гидрирование можно проводить в газовой фазе [188] или под давлением в присутствии никелевого катализатора [189].’ .
Из резорцина под действием никеля Ренея или никелевого катализатора на окиси кремния при 509 С иод давлением в течение 10—12 ч получается дигидрорезор- цип с выходом 85—95% от теоретического [190]. Греве, Нольте и Ротцолль [191]. использовали для гидрирования резорцина обработанный щелочами нииелъ Ренея. Упрощенный способ получения дигидрорезорципа [192] заключается в гидрировании, резорцина в присутствии свежеактивированного никеля Ренея при атмосферном давлении и температуре 50° С; реакция продолжалась 24 ч, выход дигидрорезорцииа составил 98% от теоретического. •
При гидрировании 3,5-дпоксибензойпой кислоты в присутствии никеля Ренея W-1 получается цнклогександион-3.5-карбоповая кислота [193]. Гидрирование 3-этилфенола над никелем Ренея приводит к 3-этилциклогексанолу [194].
р-Нафтол можно гидрировать избирательно, насыщая фенольное или бензольное кольцо. При ведении процесса с катализатором никелем Ренея W-4 при 65*0 в присутствии едкого натра в течение 1,5 ч происходит насыщение фенольного кольца,, и с выходом 65% от теоретического получается 1,2,3,4-тетрагидронафтол-2. Без едкого натра за 2 ч насыщается бензольное кольцо [195], и с выходом 87% от теоретического получается 5,6,7,8-тетрагидронафтол-2. Гидрирование 6-нафтолов в присутствие хромита меди [19б] приводит к 1,2,3,4-тетрагидронафтолам. Хромит меди применим также для гидрирования фенолов, крезолов или тимолов под давлением и при более высоких температурах [197]. 1 , .
Для гидрирования первичных ароматических аминов до первичных насыщенных аминов рекомендуются окисные катализаторы [198], например окись кобальта или
[186]
1187]
[188
[189;
[190'
[19Г
[192
И9з:
1194]
1195] [196] 1197] [198]
W. I р a t i с w, G. Rasuwajew, Вег., 59, 2028 (1926); 59, 306
(1926).х ' Л
W. I р a t i е w, G. Rasuwajew, Вет., 59, 2031 (1926).
Р. Sabatier, J. В. Senderens, С. г., 137. 1025 (1903)..
А. В г о с h е t, Bull. Soc. chim. France [4], 31, 1270 (1922).
R. B. Thompson, Org. Synth., 27, 21 (1947).
R. G г e w e, E. N о 1 t e, R. H. R о t z о 11, Chem. Ber., 89, 600 (1956).
H. S t e t t e r, VV. D t e r t c h s, Chem. Ber,, 85, 61 (1952).
E. E. van Tamelen, G. T. H i 1 d a h 1, J. Am. Chem. Soc., 78, 4405
(1956).’
С. V. Banks, D. T. Hocker, J. J. Richard, J. Org. Chem., 21, 547 (1956).
H. Adkins, G. К r s e k, J. Am. Chem. Soc., 70, 412 (1949).
B. G. McKusick, J. Am. Chem. Soc., 70, 2196 (1948).
W. R. Erode, R. W. van Dolan, Ind. Eng. Chem., 39, 1157 (1947).
Герм. пат. 528465 (1931); С., 1931, II, 1735.
4 Заказ 1835.
никеля. В этих условиях вторичные и третичные амины и продукты дезаминирования не образуются. Вторичные и третичные ароматические амины можно гидрировать с помощью пякеля Ренея. При гидрировании первичных ненасыщенных аминов в присутствии металлов платиновой группы с добавлением концентрированной соляной кислоты получаются преимущественно первичные ямины.
Цнклогексиламин [199]. Получают гидрированием анилина в присутствии катализатора коллоидной платины в смеси уксусной и соляной кислот. Для приготовления катализатора прибавляют к смеси 30 лм 10%-ного раствора плятинпулористоводоро/щой кислоты и 75 лм 2%-ного раствора гуммиарабика, 15 лм коллоидного раствора платины, который получают восстановлением коллоидной гидроокиси двухвалентной платины (этот раствор является затравкой И содержит 0,03 а платины в 1 ял). При встряхивании смеси в течение 0,5 ч в водороде под давлением 1 ат образуется коллоидный раствор, содержащий ■ 1,5 з платины.
К коллоидному раствору платины прибавляют раствор 8,37 е анилина в 110 лм ледяной уксусной кислоты, затем 10 лм 36% -ной соляной кислоты. Эвакуируют прибор для гидрирования и присоединяют его к источнику водорода. Через 2,5 ч поглощается рассчитанное количестве водорода. Бблыпую часть уксусной кислоты отгоняют в ванууме, остаток подщелачивают раствором едкого натра, продукт гидрирования перегоняют с водяным паром, экстрагируют эфиром, сушат, отгоняют эфир и перегоняют. Выход циклогексиламина 8 г; т. кип.-135° С.
В качестве катализатора гидрирования аминов в ядро рекомендована также двуокись рутения [200].
Гидрирование гетероциклических соединений. Каталитическое гидрирование фурана можно проводить по методу Сабатье в присутствии никеля при 170s С; для гидрирования при 50° С пригоден никель Ренея [201]. Используя в качестве катализатора окись палладия, Старр и Хиксон [202] прогидрировали без разбавителя фуран (120 г) при избыточном давлении 7 am. Процесс длился 20 ч, выход тетрагидрофурана 96%.
В молекуле фурфурола альдегидная группа гидрируется легче, чем кольцо. В начестве катализаторов гидрирования фурфурола до фурфурилового спирта рекомендованы медь на окиси хрома [203] или медь на хромите бария [204]. При дальнейшем гидрировании получается тетрагидрофурфуриловый спирт, который может быть получен непосредственно из фурфурола при комнатной температуре в присутствии платины и хлорида железа (И). Более жестние условия гидрирования приводят к разрыву кольца и образованию пеитандиолов.
Гидрирование пиррола очень затруднено. Из катализаторов можно рекомендовать платину в ледяной уксусной кислоте [205], родий или палладий на асбесте [206], окись платины [207].
Пирролидин [207]. В 60 мл ледяной уксусной кислоты растворяли 18 з дважды перегнанного над натрием пиррола н гидрировали в присутствии
A. S k 11 a, W. В е г е n d t, Вег., 52, 1519 (1919).
L. 'С. Behr, J. Е. Kerby et al., J. Am. Chern. Soc., 68 1296 (1946);. A. E. Barkdoll, D. C. England et al., J. Am. Chern. Soc., 75, 1156 (1953).
J. B. Cl о k e, C. Ayers, J. Am. Chern. Soc., 56, 2144 (1934).
D. Starr, R. Hixon, J. Am. Chern. Soc., 56, 1595 (1934); Org. Synth., 16, 78 (1934).
H. D. Brown, R. M. Hixon, Ind. Eng. Chern., 41, 1382 (1949).
R. S c h r.6 t e г, частное сообщенйе, см. Houben-Weyl, Bd. 4, Г. 2, Stuttgart, 1955, S. 307; W. A. Lazier, H. R. Arnold, Org. Synth., 19, 31 (1939).
M. De long, J. P. W i h a u t, Rec. trav. chiro., 49, 237 (1930).
N. D. Zelinsky, J. K. J u г jew, Ber., 64, 101 (1931).
L. H. Andrews, S. M. M с E 1 v a i n, J. Am. Chem. Soc., 51, 889 (1929)..
0,5 г окиси платины. Поглощение водорода протекало очень медленно и време нами совсем прекращалось. Но встряхиванием реакционной массы с кислородо» удавалось активировать катализатор. Через 45 ч прибавляли 0,3 г свежей okhci платины. За 96—100 ч поглотилось теоретическое количество водорода. Посл< осаждения платины декантировали темноокрашенный^раствор, нейтрализовал! уксусную кислоту концентрированным раствором едкого натра (во избежание потерь легколетучего пирролидина эту операцию проводили с обратным холо дильником), добавляли избыток едкого натра и отгоняли амин из щелочного рас твора с водяным паром до исчезновения в дистилляте щелочной реакции п< лакмусу. Дистиллят (около 1 л) подкисляли соляной кислотой и упаривали до суха на водяной бане. Темноокрашенный вязкий остаток обрабатывали 40%-ныь раствором едкого натра и экстрагировали эфиром. После высушивания эфирноге раствора сульфатом натрия в результате перегонки получилось 12 г (63% о- теоретического) пирролидина; т. кип. 85—88° С.
Де Лонг и Вибо [205] гидрировали пиррол в ледяной уксусной кислрте применяя платиновый катализатор из двуокиси платины (PtOg), при давление водорода 1,8 ат и получили за 4 ч пирролидин с выходом около 80% от терретд веского. Можно гидрировать [208] пиррол в спирте при избыточном давление 6 ат в присутствии двуокиси платины.
Как правило, замещенные у азота пирролы восстанавливаются гораздо легче чем незамещенные. Так, N-фенилпиррол гладко восстанавливается до N-циклогедсия пирролидина [208]. Для гидрирования 1-(М)-карбэтоксипиррола применяли никел! Ренея [209].
Пиридиновое кольцо гидрируется аналогично бензольному, - но, например в хинолине или в изохиполипе пиридиновое кольцо восстанавливается раньше беа зольного. Для гидрирования этих соединении применяли платину [210], никель пре высоком давлении [211] и осмий-цериевые катализаторы [2121. ' 2-Метилпиридие удается прогидрировать в присутствии платины при 2—3 ат [213]., Производные пиридина гидрируются под давлением в присутствии никеля на силикагеле [214] Под действием никеля Ренея прн 200° С и давлении водорода 150—300 ат 2-метил пиридин гидрируется за 35—40 мин до 2-мотилпиперидина с 90%-ным выходом [215]
Каталитическое гидрирование «связанным» в одо родом. Киндлер и Пешке [216] использовали для гидрирования вместо молекуляр ного водорода легко дегидрируемый тетралин. Им удалось таким образом Д0СТИЧ1 некоторого избирательного действия; так, например, нитрил коричной кислоты ПОЧТ! количественно восстанавливался до нитрила гидрокоричной кислоты, т. е. группа циана при этом не восстанавливалась. ц-Хлоркоричная кислота гидрировалась д< п-хлоргццрокоричной боз отщепления атома хлора. Таким образом, применение тетра, липа в качестве растворителя при каталитическом гидрировании может оказать особое влияние на протекаине реакции. 1
л-Хлоргидрокоричная кислота. Раствор 5 г «-хлоркоричной кислоть в 180 лм тетралина нагревают 1,5 ч до кипения с 1 а палладиевой черни в колбе Кьельдаля с вертикальным воздушным холодильником. Боковая цепь кнслоть прн этом гидрируется полностью. Катализатор отфильтровывают, извлекаю* из фильтрата раствором соды кислые компоненты, промывают содовую вытяжку
L. С. С г a i g, R. М. Hixon, J. Am. Chern. Soc., 52, 804 (1930) .
J. L. Rainey, H. Adkins, J. Am. Chem. Soc., 61, 1105 (19 39).
A. Skit a, W. A. Meyer, Ber., 45, 3593 (1912); Chem. Ztg., 38, 605 (1914> Ber., 57, 1977 (1924); J. О v e r h о f f, J. P. W i b a u t, Rec. trav. chim. 50, 957 (1930)."
W. Ipatiew, Ber., 41, 991 (1908); J. v. Braun, A. Petzold, J. Se e m a n n, Ber., 55, 3779 (1922).
W. S. S s a d i k о w, А. К. M i c h a i 1 о w, Ber., 61, 1800 (1928).
A. Skit a, W - Brunner, Ber., 49, 1597 (1916).
H. Adkins, H. I. Cramer, J. Am. Chem. Soc., 52, 4349 (1930).
H. Adkins, L. F. К n i c k et al., J. Am. Chem. Soc., 56, 2427 (1934).
K. Kindler, W. Peschke, Ann., 497, 193 (1932).
эфиром, освобождая ее от растворенного тетралина, подкисляют соляной кислотой и экстрагируют эфиром выделившуюся «-хлоргидрокоричную кислоту. После отгонки эфира получают 4,8 г чистой га-хлоргидрокоричной кислоты; т. пл. 123° С.
Применявшийся тетралин был очищен промыванием разбавленной соляной кислотой, водой, осушкой над хлористым кальцием и перегонкой.
Присоединение водорода по С^С-связям
, Исчерпывающее гидрирование С^С-связи мало отличается от гидрирования С=С-связи. Приходится лишь учитывать такие особенности, как, например, возможность образования взрывчатых ацетиленидов тяжелых металлов, характерное для ацетиленовых соединении, и большее потребление водорода вследствие большей ненасыщенности соединений. Обычно присоединение первой грамм-молекулы водорода происходит легче, чем дальнейшее гидрирование до насыщенного соединении. Этим объясняется то, что для гидрирования С^С-связи можно почти всегда применять методы, • оппсанные в предыдущем разделе.
Однако препаративные методы перевода CsC-связи в С—С-связь несколько отличаются от методов насыщения С=С-связей. Такое неполное восстановление удается осуществить как с помощью химических реактивов, так и с помощью каталитически возбужденного водорода. В то время как по первому методу получаются чаще всего устойчивые транс-этиленовые стереоизомеры, по второму методу образуются преимущественно более богатые энергией метастабильные цис-изомеры.
Химические методы
Для частичного восстановления ацетилена и его производных нз обычных химических восстановителей чаще всего применяют щелочные металлы в жидком аммиаке и литнналюминнйгидрид или аналогичные соединения. В 1916 г. Траубе [217] удалось провести Частичное восстановление ацетилена хлоридом хрома (П); в некоторых других случаях такое восстановление осуществлялось также с помощью натрия в спиртаxt пинка в ледяной уксусной кислоте или омедненного длина (см. обзор [218]).
В то время как литийалюминийгидрид обычно ие восстанавливает изолированные тройные связи, подобные процессы удается провести с гидридом диалкилалюми- ния [219] и с диалкилбораном [220]. Образующиеся при этом этилены имеют «реконфигурацию.
а,р-Ацетилеякарбоновые кислоты и их производные, как, например, пропиоло- вая кислота [221], ацетилендикарбоновая кислота [221[ и фенилпропаргиловый альдегид [222], восстанавливаются и под действием литийалюмннийгидрида. При атом, возможно, в первую очередь восстанавливается функциональная группа. В результате образуются транс-аллиловые спирты. Как и следовало ожидать [223], изолированная тройная связь в 1-карбэтоксигексадиине-1,5 устойчива к действию литийалюминнц- • гидрида и в этом случае с хорошим выходом получается гептен-2-ин-6-ол-1:
НС=С.-СН2—СН2-С=С—СООС2Н6 — А№'> НС=С-СН2—СН2-СН=СН-СН2ОН
Частичное восстановление ацетиленовой связи под действием литнналюмнниц- гидрида облегчается при наличии по соседству оксигрупп [224—228] или сопряжения ■■
W. Т г a u b е, W. Passarg е. Вег., 49, 1692 (1916).
К. N. Campbell, В. К. Campbell, Chem. Rev., 31, 77 (1942).
Wilke, H. Muller, Chem. Ber., 89, 444 (1956); A. E. G. Miller,
J. W. Biss, L. H. Schwartzman, J. Org. Chem., 24, 627 (1959).
C. Brown, G. Z w e i f e 1, J. Am. Chem. Soc., 81, 1512 (1959).
G. E. Benedict, R. R. Russell, J. Аш. Chem. Soc., 73, 5444 (1951).
W i 11 e, F. К n о r r, Chem. Ber., 85, 841 (1952).
L. S h a w, M. C. Whiting, J. Chem. Soc., 1954, 3217.
A. Gr oh, F. G a d i ев t, Helv. chim. acta, 40, 1145 (1957); E. F. Jenny,
J. Druey, Helv. chim. acta, 42, 401 (1959).
B. Bates, E. R. H. Jones, M. C. Whiting, J. Chem. Soc., 1954,1854. W., О г о s h n i k, A. D. Mebane, J. Am. Chem. Soc., 76, 5719 (1954).
B. Ahmad, В. C. L. Weedon, J. Chem. Soc., 1953, 2125.
K. R. В h a r u eJi а, В. C. L. W e e d о n, J. Chem. Soc., 1953, 1584.
с двойными связями [225]. Сопряженные олефиновые спирты можно получать из производных ацетилена с сопряженной двойной связью и оксигруппой в соседнем положении [97, 228].
транс-Кротиловый спирт [228]. К 2 г литийалюминийгидрида в 150 мл абсолютного эфира при перемешивании в течение 0,5—1 ч прибавляют по каплям раствор 3 г бутин-2-ола-1 в 25 мл абсолютного эфира. Смесь кипятят 3 ч с обратным холодильником. После охлаждения избыточный гидрид разлагают прибавлением* 14 мл этилацетата и затем 24 жл насыщенного раствора хлорида аммония. После этого смесь фильтруют, промывают водой и сушат над сульфатом натрия с небольшим количеством карбоната калия. Остаток после -отгонки эфира перегоняют в вакууме. Получают 1,6 г траяс-кротилового спирта; т. кип. 122° С; 1,4278.
В большинстве случаев происходит 1,2-присоедивение водорода к С=С-свяаи. Но в некоторых сопряженных ениновых системах происходит и 1,4-присоединение [225, 228], причем интересно, что при этом образуются соединения с кумулированными двойными связями, например;
/^С-еС-СН^СН-СН—СНз у\уСН=С-СН-СНа—СП-СНз
Другие примеры превращения тройных связен в двойные под действием литий- алюминннгидрида можно найти в монографии Гэйлорда [87].
При действии натрием или литием в жидком аммиаке изолированные С^С-связи гидрируются [1Ь, 46], что отличает их от аналогичных связей С=С. Из диалкилацети- ленов [1Ь, 229, 230] можно таким образом с хорошими выходами получать транс- этилены, не содержащие примесей предельных соединений. Ацетилен [231] и моно- алкилацетилены [1Ь, 230, 232] восстанавливаются только на одну третье из остатка образуются ацетилениды щелочных металлов, устойчивые к действию такого восстановителя.
Это свойство можно использовать в тех случаях, когда в соединениях с двумя С=С-связями должна быть восстановлена только связь, находящаяся в середине цели. Так [233], ундекадиин-1,7 - сначала переводят действием амида натрия в жидком аммиаке в ацетиленид, а затем восстанавливают ацетиленовую группу в положении 7 и получают унцецеи-7-ян-1.
Разложением ацетиленидов в реакционной массе солями аммония, лучше всего сульфатом аммония, можно, однако, и из моноалкилацетиленов или диацетиленов получать олефины или соответственно днолефины с высокими выходами [230].
Гептадиен-1,6. (Аппаратурное оформление опыта и выделение конечного продукта см. на стр. 25.) К 1 л жидкого аммиака в трехлитровой колбе прибавляют 295 г сульфата аммония и 101 г гсптадиина-1,6. Через боковой тубус при перемешивании добавляют небольшими порциями натрин до появления устойчивой сипей окраски (около 102 г). Обычным способом выделяют неочищенный продукт с выходом 87%. После перегонки получают 64,4 а (61% от теоретического) гептадисна-1,6; т. кип. 90° С; ng 1,4142.
Парциальное восстановление по ацетиленовым связям щелочными металлами в жидиом аммиаке применимо также к этинилкарбннолам [246] и ацетиленовым соединениям с кислотными [235] или гидроксильными группами [234] в молекуле.
Однако этот метод неприменим, когда в результате реакции образуются олефины, которые взаимодействуют с натрием в жидком аммиаке. Например, из фенилацетилена
В. В. Elsner, Р. F. М. Pau 1, J. Chern. Soc., 1953, 3156.
A. L. Н е п в е, К. W. Greenlee, J. Am. Chern. Soc., 65 , 2020 (1943).
Н. Moissan, С. г., 136, 1217 (1903).
Р. Lebeau, М. Picon, С. г., 157, 137 (1913).
N. A D о b s о п, R. A. R а р h а е 1, J. Cbem. Soc., 1955, 3558.
F. Sondheimer, J. Chern. Soc., 1950, 877.
D. R. Howl on, R. H. Davis, J. Org. Chern., 16, 1405 (1951).
наряду с ацетиленидом получается только этилбензол [236]. Точно так же сопряженные диены, образующиеся из соответствующих диинов или енинов (стр. 24), восстанавливаются дальше. Для этой цели удобно восстановление проводить омедненной цинковой пылью [237]. При этом из дифенилдиацетилена в результате 1,4-присоединения на первой стадии получается дифенилбутатриен [238].
Каталитическое гидрирование
Для перевода ацетиленовых связей в этиленовые предпочтительно пользуются каталитическими методами [218, 239], поскольку в таком случае процесс идет в мягких условиях, что обеспечивает хорошие выходы. Преимущественно образующиеся при этом ^ис-этилены обычно легко перегруппировываются в более устойчивые транс- изомеры [97, 226, 240, 241].
Применение особо активных катализаторой не обязательно, так как гидрирование по С=С-связи происходит довольно легко. Но катализаторы должны ускорять главным образом избирательное гидрирование С=С-связи и не особенно затрагивать С= С-связи.
Платиновая и палладиевая чернь из-за малой их избирательности для этой цели не подходят. После поглощения рассчитанного количества водорода в продукте реакции наряду с олефином содержатся значительные количества исходного вещества и насыщенного соединения.
Применяя коллоидный палладий и, что несколько хуже, платиновые катализаторы по Адамсу (стр. 34), можно гидрировать С^С-связь с достаточной избирательностью [242]. После поглощения 1 .моль водорода полученный продукт состоит главным образом из олефина, хотя при дальнейшем воздействии водорода реакция идет до образования насыщенного соединения. Такими же избирательными свойствами обладают катализаторы типа никеля Ренея [1Ь, 235, 243, 244].
В присутствии железа Ренея [245] и специально обработанных палладиевых катализаторов, в отличие от предыдущих, скорость гидрирования заметно снижается после поглощения 1 .моль водорода. Но эти катализаторы гораздо менее активны, и процесс приходится вести при высоких температурах и давлениях, а в таких условиях может произойти изомеризация продуктов в транс-этилены. Поэтому в большинстве методов используются катализаторы из палладия, осажденного на таких носителях, как карбонат бария [246], сульфат бария [168, 247, 248], карбонат кальция [227, 234, 249] или окись алюминия [250], часто с добавками небольших количеств контактных ядов (пиридина [251], хинолина [105. 248. 252—254]). В новейшей литературе
Р. L е b е а u, М. Р i с о n, С. г., 157, 223 (1913); 175, 223 (1922).
F. Straus, Ann., 342, 190 (1905); франц, пат. 237196; С., 1939. I, 3256; С. А., 33, 6872 (1939).
V. Grignard, Tcheoufaki, С. г., 188, 1531 (1929).
G. S c,h i 11 е г, в книге Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 4, T. 2, Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 1955, S. 291.
W.D.G e 1 m e r,I.A. S о 1 о m о n s, J. Am. Chem. Soc., 75, 3430(1953)
M.G.E 111 i n g er,J. E. H о d g k i n s, J. Am. Chem. Soc., 77, 1831(1955).
P. Karrer, H. Rentschler, Helv. chim. acta, 27, 1297 (1944).
S.В an с e, H. J.Barber, A. M. W о ol m a n, J. Chem. Soc., 1943, 1.
K.N.C a m p b e 11,M. J. O’C о n n о r, J. Am. Chem. Soc., 61, 2897(1941);
M. Bourguel, Bull. Soc. chim. France [4], 45, 1067 (1929).
R. P a u 1, G. H i 11 у, В u 11. Soc. chim. France [5], 6, 218 (1939); A. F. T h о m- p s о n jr., S. B. W у a t t, J. Am. Chem. Soc., 62, 2555 (1940).
G. F. H e n n i о n, W. A. Schroeder et al., J. Org. Chem., 21, 1142 (1956). [247] С. P aal et al., Ber., 42, 3930 (1909).
D. J. C r a m, N. L. A 11 i n g e r, J. Am. Chem. Soc., 78, 2518 (1956).
[249 a) R. A. R a p h a e 1, F. S о n d h e i m e r, J. Chem. Soc., 1950, 3185; b) 1950, 120; c) 1950, 115; 1951, 2693.
I. M a r s z a k, M. Olomucki, Bull. Soc. chim. France, 1959, 182.
H. Heusser, K. Eichenberger, P. A. Plattner, Helv. chim. acta, 33, 370 (1950).
H. Inhoffen, E. Bohlmann et al., Ann., 570, 54 (1950).
W. Kimel et al., J. Org. Chem., 22, 1611 (1957); 23, 153 (1958).
R. R ii e g g, U. G 1 о о r et al., Helv. chim. acta, 42, 2616 (1959); J. W e i- c h e t, L. В a h a, V. К v i t a, Coll. Czech. Chem. Comm., 25, 1914 (1960).
Ш. ПРИСОЕДИНЕНИЕ ВОДОРОДА ПО С = О-СВЯЗЯМ
приводятся в основном данные по применению описанного Линдларом [105] палладийсвинцового катализатора на карбонате кальция [224, 241, 253—256] (его получение см. стр. 33). х
Избирательному гидрированию, по-видимому, лучше всего поддаются диалкил- [1Ъ, 168] и диарилацетилены [244], так как в этом случае дальнейшее гидрирование образующихся олефинов протекает заметно медленнее. Например, из циклодецина с 96%-ным выходом получается циклодецен [255]. Производные этилена, образующиеся из монозамещенных ацетиленов [168, 257], этинилкарбинолов [105, 242, 246, 253, 254] и других алкинолов [97, 224, 227, 249а, 253], в большинстве случаев гидрируются о неменьшей скоростью, чем исходные соединения. Тем не менее и в этом случае можно с успехом проводить частичное восстановление с помощью избирательных катализаторов при работе с тщательной отмеренным количеством водорода.
При наличии других двойных связей, как изолированных [251], так и сопряженных [226, 249а], реакция тоже может быть направлена так, что преимущественно будет восстанавливаться тройная связь. Из винилацетилена [168] над палладием на сульфате бария можно, например, получать бутадиен-1,3 с выходом 69% от теоретического. Поэтому каталитическое гидрирование широко применяется для синтезов полиенов [97, 105, 226, 242, 252, 254]. Из соединений с двумя ацетиленовыми связями получают соответственно производные диолефинов [248, 249Ь,с].
Сильно затрудняется или становится невозможным присоединение водорода при наличии большого числа арильных заместителей, как, например, в тетрафенилбу- тиндиоле или в ди-(трифенилметил)-ацетилене. Во всех других случаях, даже при наличии в молекуле аминогрупп [224, 249а, 250], каталитическое гидрирование дает хорошие результаты.
АцетиленДикарбоновые кислоты [235, 247, 249, 250] и их производные, например амиды [241, 249Ь] и эфиры [240, 246, 248], в отличие от восстановления литий- алюминийгидридом, могут быть переведены каталитическим гидрированием в производные этилена без изменения функциональной группы. Реакцию можно проводить в таких мягких условиях, что даже легко гидрируемая нитрильная группа [243] или чувствительная ацетальная группировка [149, 256] не подвергаются изменению; даже из эфиров инолов этим способом удается получать эфиры енолов [251].
2-Метилбутен-3-ол-2 [253]. К раствору 336 г 2-метилбутин-3-ола-2 (4 моль) в равном объеме петролейного эфира прибавляют 16,8 г хинолина и 30 г катализатора Линдлара. Смесь охлаждают до 10* С и встряхивают в атмосфере водорода до поглощения 4 моль водорода. Через 3—5 ч поглощение водорода заметно уменьшается. После отделения катализатора фильтрованием продукт выделяют перегонкой на насадочной колонке. Получается 323 г (94% от теоретического) 2-мётилбутен-3-ола-2; т. кип. 97—98° С; п^ 1,4141.
цис-Кротилфталимид [241]. В присутствии 1 г катализатора Линдлара и 1 мл хинолина гидрируют суспензию 20 г К-бутин-2-илфталимида в 1100 мл этилацетата при атмосферном давлении до начала уменьшения скорости поглощения водорода, на что требуется примерно 3,5 ч (поглощается около 1,03 моль водорода). Раствор фильтруют и упаривают в вакууме. После перекристаллизации остатка из 50%-ного спирта получают 19,3 г (96% от теоретического) N-^uc-кротилфталимида; т. пл. 66—66,5° С.
Под действием двуокиси азота продукт перегруппировывается в транс- изомер. Гидразинолизом из него можно получить ^пс-кротиламин с 67%-ным выходом.
Присоединение водорода по С=0-связям
Восстановление неблагородными металлами
В большинстве случаев алифатические альдегиды довольно гладко восстанавливаются неблагородными металлами до первичных спиртов. Для этих целей можно применять порошкообразный цинк или железо в ледяной уксусной кислоте; правда,
V. Prelog, К. Schenker, Н. Н. Gunthard, Helv. chim. acta, 35, 1598 (1952).
A. S. В a i 1 e у, V. G. К e n d a 11 et al., J. Chern. Soc., 1957, 3627.
M. Bouguel, Bull. Soc. chim. France [4], 51, 253 (1932).
•при атом в результате вторичной реакции часто образуются ацетаты полученных спиртов. Проведено исследование действия различных металлов в сочетании с уксусной кислотой при восстановлении коричного альдегида [258]. Установлено, что при применении железа замедляется побочная реакция образования гликоля и защищается этиленовая связь. Другие исследователи [259] разработали подробную пропись полу- •челия «-гептилового спирта, используя результаты работы [258].
2-(а-Нафтил)-пропанол-1 [260]. Смесь 83,5 г 2-(а-иафтил)-пропионового альдегида, 300 мл ледяной уксусной кислоты, 300 мл воды и 200 г порошка железа нагревают 7 ч на паровой бане. Горячий раствор фильтруют, осадок на фильтре промывают водой и эфиром. Фильтрат и промывные воды разбавляют водой, и продукты восстановления экстрагируют эфиром. Остающееся после отгонки эфира масло кипятят с раствором 15 г едкого натра в 30 мл воды и 50 .ы спирта для разложения образовавшегося ацетата. 2-(а-Иафтил)-пропанол-1 промывают, сушат его эфирныи раствор и перегоняют. Получают 66,3 г (78,5% от теоретического) желтоватого вязкого масла; т. кип. 144—147° С (3 мм рт. ст.).
Для восстановления альдегидов применяется часто амальгама алюминия. Амальгаму натрия из-за щелочных свойств употреблять не рекомендуется.
Ароматические альдегиды более склонны к образованию гликолей при восстановлении, чем алифатические:
2АгСНО —> Дг-СН—СН-АгI IОН он
Можно подобрать такие условия проведения реакции, при которых будут получаться почти исключительно гидробензоины; п некоторых случаях они являются единственным продуктом реакции [261]. Ароматические спирты удобнее получать диспропорционированием по реакции Канниццаро (см. стр. 312), чем восстановлением.
Для восстановления котонов до вторичных спиртов обычно рекомендуется применять щелочные восстановители, поскольку в кислой среде образуются преимущественно пинаконы. Часто применяют патрин в спирте или натрий во влажном эфире или бензоле, амальгаму натрия, цинковую выль в растворе едкого натра и аналогичные восстановители. Гептанол-2 получается, например, с хорошим выходом при добавлении натрия к водно-спиртовому раствору метил-н-амилкетона [262]. Кетоны часто восстанавливают натрием в водпо-эфирных суспензиях. Ненасыщенные кетоны при этом частично гидрируются также по двойной связи.
З-Метилгептанол-2 [263]. Раствор 6 4 г З-метйлгептанона-2 в 300 мл эфира приливают к суспензии 100 г бикарбоната натрия в 300 мл воды. К полученной смеси при охлаждении добавляют небольшими порциями 40 г натрия, сильно встряхивая реакционную массу перед добавлением каждой новой порции. Эфирныи раствор отделяют, и после его осушки отгоняют растворитель. Остаток перегоняют в вакууме. Выход З-метилгептанола-2 составляет 50 г (77% от теоретического); т. кип. 172—173° С.
Фогель [264] встряхивал эфирный раствор спиро [3, 4]октанона-5 с насыщенным раствором карбоната калия и получил в результате прибавления метал-
A. J. II i 1 I, Е. II. N a s о n, J. Аш. Chern. Soc., 46, 2236 (1924).
И. Т. Cl ark е, В. Е. D г eger, Org. Synth., 6, 52 (1926).
L. F. F i e s e г, L. M. J о s h e 1, A. M. Seligman, J. Am. Chern.
Soc., 61, 2137 (1939).
S. Dani low, Ber., 60, 2393 (1927).
F. C. Whitmore, T. Otterbacher, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 317.
S. G. P о w e 11, J. Am. Chern. Soc., 46, 2514 (1924); S. G. Powell.
F. Hagemann, J. Am. Chern. Soc., 66, 372 (1944).
E. Vogel, Ghent. Ber., 85, 25 (1952).
лического натрия соответствующий спирановый спирт — спиро [3, 4]октанол-4 с выходом 79% от теоретического:
н/\оп
Восстановление кетонов амальгамой натрия более подробно исследовано Бах- манном [26of. Флуоренон, бензофенон и его замещенные почти количественно восстанавливаются 2%-ной амальгамой натрия до соответствующих карбинолов. При этом было доказано, что в качестве промежуточных продуктов образуются металлке- тилы. Подробные данные о восстановлении амальгамой натрия ксантона см. [266] и тиоксантона см. [267}.
Взаимодействие спиртовых растворов кетонов с цинком и раствором едкого натра или с цинком и концентрированным раствором аммиака тоже дает хорошие результаты [268]. Лучшие выходы при меньшей продолжительности реакции получают при восстановлении флуоренон-2-карбоновой кислоты цинком и раствором едкого кали с добавкой небольшого количества сульфата меди [269]. При восстановлении флуоренон-1-карбоновой кислоты магнием в метиловом спирте выход резко понижается [270], хотя Цехмейстер и Ром [271] восстанавливали по этой, методике бензофенон и 1,3-дифенилацетоп и получали отличные выходы.
Реакция Меервейна — Понидорфа — Верлся
Одним из самых мягких способов восстановления, который в то же время оказывает специфическое действие на группу С=-О, является реакции Меервейна — Пон- ндорфа — Берлея [272а, Ь]. Независимо друг от друга в 1925 г. Меервейн и Шмидт [273р и Верлей [274.] открыли, что альдегиды и некоторые кетоны восстанавливаются алко- голятом алюмннпя в присутствии спирта до первичных спиртов. Почти одновременно- этот метод восстановления открыл и Понндорф [275]. Он уже употреблял в некоторых случаях вместо этилата алюминия изопропилат алюминия, преимущества которого и возможность применения для восстановления кетонов обнаружили позже и другие- исследователи [276, 277].
В-С-В'(П)+СНз-СНОИв-СН-В'(Н) + СНэ-С-0
О. СНаОНСНа
Взаимодействие альдегидов п кетонов с изопропилатом алюминия представляет собой обратимую реакцию, которая постоянным удалением из среды одного из продуктов реакции, например ацетона, может быть полностью смещена в одну сторону. Вместо пзопропилата алюминия можно с успехом применять другие алюминиевые
W. Е. Bachmann, J. Am. Chem. Soc., 55, 770 (1933).
A.F.Holleman, Org. Synth.,7, 88 (1927).
П.F.Oehlschlaeger, I. R.Mac Gregor,J.Am. Chern.Soc., 72,.
5332 (1950).
H.R.Frank, D. C. Tarbell, J.Am. Chem. Soc.,70, 1276 (1948).
F.E.Ray, J. И. W e i s b n r g e r, J. Org. Chem., 13,655 (1948).
J. Forrest, S. H, Tucker J. Chem. Soc., 1948, 1137.
L. Zech meistgr, P. Rom, Ann., 468, 117 (1929).
[272]a) A. L. W i 1 d s, Organic Reactions, 2, 178 (1944); b) Th. В с г s i n, в книге- W. Foerst, Ixeiiere Methoden der praparativen organischen Chemie 3 Aufl., Bd. 1, Weinheim, VerJag Chemie, 1949, S. 1.37.
H. M e e r w e i n, R. Schmidt, Ann., 444, 221 (1925).
A. V e r 1 e y, Bull. Soc. chim. France [4], 537, 8 71 (1925); 41, 788 (1927).
[275/ W. Ponndorf, Angew. Chem., 39, 138 (1926).
[276J W. G. Y oung, W. H. В art ung, F. S, Crossley, J. Am. Chem. Soc., 58, 100 (1936).
1277] IT. Lund, Ber., 70, 1520 (1937).
алкоголяты вторичных спиртов. Реакция, обратная этой, известна как окисление по методу Оппенауера (стр. 304).
Изопропилат алюминия является пе только катализатором, но и восстановителем [278]. Опыты с алкоголятами алюминия, полученными из спиртов с дейтерированными атомами углерода [279], показали, что перенос водорода па карбонильную группу происходит непосредственно от алкоголята без участия растворителя. Таким образом, реакцию можно проводить с расплавленным изопропилатом алюминия и без изопропилового спирта или в растворе толуола, или в растворах других углеводородов.
В отличие от других способов при таком способе восстановления не затрагиваются С=С-связи, находящиеся в а,p-положении к карбонильной группе. Кроме того, сохраняются сложноэфирные и нитрогруппы и подвижный галоген. Преимуществом этого метода являются также хорошие выходы спиртов.
В качестве побочной реакции при восстановлении алгдегидов возможна реакция Тищенко (стр. 312); при восстановлении алифатических альдегидов она подавляется введением избытка изопропилата алюминия. Кроме того, альдегид способен вступать в реакцию альдольной конденсации сам с собой пли с образовавшимся ацетоном (стр. 712). Ио эти побочные реакции встречаются редко и никоим образом не снижают достоинств описанного способа восстановления.
Алкоголяты алюминия получают растворением в соответствующем спирте алюминия, активированного с поверхности хлоридом ртути (II) или иодом.
Изопропилат алюминия [272а]. В круглодонную колбу емкостью 1000 мл, загружают 300 мл безводного изопропилового спирта, 0,5 г хлорида ртути (II) и 27 » (1 моль) алюминиевой проволоки или фольги, которую тщательно очищают наждачной бумагой и затем протирают. Колбу соединяют с обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и нагревают на водяной бане до кипения. После начала кипения через холодильник приливают 2 мл четыреххлористого углерода. Смесь окрашивается в коричневый цвет и через несколько минут начинается бурное 'выделение водорода. Нагревание прекращают и регулируют скорость реакции, охлаждая колбу ледяной водой. Когда реакция замедлится, нагревание продолжают до тех пор, пока не растворится весь алюминий (6—12 ч). Горячий раствор переливают в колбу для перегонки и после отгонки при небольшом разрежении изопропилового спирта отгоняют изопропилат алюминия (температура масляной бани 180—190° С). Он отгоняется в виде бесцветной вязкой жидкости; т. кип. 130—140° С (7 ММ рт. ст.) и 140—150° С (12 мм рт. ст.).
Изопропилат алюминия можно хранить в чистом виде й в виде раствора в изопропиловом спирте в склянке с притертой запарафиненной пробкой. Во многих случаях перегонка реактива не обязательна; подученный после растворения алюминия темноокрашенный раствор может быть непосредственно использован в реакции.
Подробное описание методов получения этилата и бутилата алюминия см. [280, 281].
Некоторые альдегиды, кан, например, фурфурол [273], восстанавливаются уже на холоду; но чаще приходится работать при повышенной температуре, что н позволяет удалять обычно легколетучее карбонильное соединение перегонкой.
Кротиловый спирт [272а, 275]. К раствору изопропилата алюминия, приготовленному обычным путем из 47 г (1,74 люль) алюминия и 500 мл изопропилового спирта, приливают 210 г (3 моль) кротонового альдегида и 1 л безводного изопропилового спирта. Реакцию проводят в круглодонной колбе емкостью 2 л, снабженной колонкой Вигре, которая соединена с нисходящим холодильником. Реакционную смесь нагревают на масляной бане (температура бани 110° С), причем образующийся ацетон медленно отгоняется при 60—70° С.
L. Jack mann, J. Mills, Nature (London), 164 , 789 (1949).
Е. D. W i 11 i a m s, К. А. К г i е g е г, A. R D а у, J. Am. Chern. Soc., 75,
2404 (1953).
[2801 W. Chalmers; Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 598.
W. Wayne, H. Adkins, Org. Synth., 21, 8 (1941).
После того как в дистилляте по реакции с 2,4-динитрофеиилгидразином больщ не обнаруживается ацетон (через 8—9 ч), оставшийся изопропиловый спир отгоняют в вакууме. Остаток охлаждают до 40° С и гидролизуют, желательн при охлаждении, прибавлением 900 мл холодного 6 и. раствора серной кислот] (из 145 лея концентрированной серной кислоты и 790 мл воды). Маслянистый ело отделяют, промывают водой и перегоняют при 80—70° С, постепенно понижа давление с 275 до 65 мм рт. ст. Вторую порцию кротилового спирта получаю при перегонке водной фазы н насыщении дистиллята карбонатом калия. Неочт щенныи кротиловый спирт после осушки над карбонатом калия перегоняют с к с ловкой. Выход 130 г (60% от теоретического); т. кии. 117—122° С.
При длительном процессе восстановления альдегида или когда в результат реакции образуются неустойчивые па воздухе продукты, через реакционную масс пропускают азот или водород. Обычно рекомендуется применять небольшой избыто алкоголята алюминия; с недостаточным количеством алкоголята оптимальные выход получаются только при восстановлении ароматических альдегидов.
Пиперониловый епирт [282]. В 500 мл абсолютного изопропиловог спирта, полученного кипячением спирта в течение 4 ч с окисью кальция, neperoi кой, кипячением с изопропилатом алюминия п повторной перегонкой растворяй 50 а пипероналя, добавляют 10 г лзопропилата алюминия и нагревают на маелл пой бане при 95° С в колбе с колонкой Видмера п нисходящим холодильников Через 4 ч, в течение которых при 77—81° С отгоняется 200 мл дистиллята, в Д1 стилляте уже не удается обнаружить ацетона по реакции с раствором 2,4-динз трофепилгидразина в 1 н. растворе соляной кислоты. К остатку прибавляют воД^ доводят до слабокислой реакции соляной кислотой, продукт реакции экстрап руют эфиром, сушат и остаток после отгонки эфира перегоняют в вакуум- Выход пиперонилового спирта 45 г; т. кип. 151°С (13 мм рт. ст.). Продух застывает с образованием кристаллов; т. пл. 51° 6.
Подробное описание восстановления хлораля до трихлорэтилового спирта св [280].
Восстановление кетопов до вторичных спиртов ио методу Меервейна — Пон] дорфа — Берлея протекает аналогично восстановлению альдегидов, но скоросг подобных реакций меньше. Метод Меервейна — Понндорфа — Верлея непрюеенв для восстановления кетонов с сильно выраженной склонностью к еяоляэации, наира мер, для восстановления эфиров р-кетокислот, р-дикетонов, так как в этом случе образуются еноляты алюминия, которые не восстанавливаются. Такие кетоны с болз шим успехом восстанавливаются каталитическими методами или при помощи борги; Рида патрия или калия.
Для гидрирования пизкокипящих кетонов можно пользоваться методико! приведенной для восстановления кротонового альдегида (стр. 58).
Бензгидрол [272а]. Метод типичен для восстановления ароматически кетопов. В круглодонной колбе емкостью 200 мл смешивают 18,2 г (0,1 мол бензофенона с раствором 20 г (0,1 лоль) ваопропилата алюминия в 100 мл cyxoi изопропилового спирта. Колбу соединяют с коротким обратным холодильников не подключая воду. Можно применять также обратный холодильник с кипа щим метиловым спиртом в рубашке или насадку для фракционирования г: Хану [283]. Верхний конец обратного холодильника соединяют с неболыта охлаждаемым водой нисходящим холодильпиком. Раствор нагревают на водянс бапе так, чтобы в одну минуту отгонялось 5—10 капель дистиллята (для труде восстанавливающихся кетонов 1 — 4 капли в 1 мин). Через 30—60 мин в дистих ляте уже не обнаруживается ацетон. Если отгоняется более 50 или 60 мл из« пропилового спирта, то в реакционную массу для сохранения объема добавляй 20 мл сухого4изопропилового спирта. Через обратный холодильник пускаю воду, нагревают реакционную смесь 5 мин до бурного кипения, затем опяд
С. S с h б р f, W. S а 1 z е г, Ann., 544, 14 (1940).
A. Hahn, Вег., 43, 419 (1910).
отключают воду и испытывают первые капли погона на присутствие ацетона. При положительной пробе на ацетон отгонку продолжают до его удаления.
После отрицательной пробы па ацетон большую часть изопропилового спирта отгоняют при слегка пониженном давлении. По охлаждении остаток гидролизуют разбавленной соляной кислотой (35 мл концентрированной соляной кислоты в 175 мл воды), достигая полноты гидролиза энергичным встряхиванием суспензии. Кристаллический бензгидрол отфильтровывают, промывают холодной разбавленной кислотой, затем водой и сушат. Выход неочищенного продукта 18,4 г. Для очистки продукт растворяют в 50 мл горячего петролей- ного эфира (т. кип. 60—70° С). Если получается мутный раствор, то добавляют 20 мл бензола и фильтруют горячий раствор. Бензгидрол кристаллизуется при охлаждении в виде бесцветных игл. Выход 18,2 а (99% от теоретического); т. пл. 67—69° С.
Легко восстанавливаются и циклические кетоны, например а-декалоп [277] и тетралоны. 2,3-Дифенилтетралон-/ был восстановлен изопропилагом алюминия [284] в соответствующее оксисоединение с выходом 93%:
ОН ОН
। $ ।
фурановое [273] и тиофеновое [285] кольца в условиях реакции Меервейна — Понндорфа — Берлея не изменяются. Аналогично можно получить 4-метил-5- (а-оксиэтнл)-тиазол с 71%-ным выходом из соответствующего ацетилтиазола [286]:
Н3С—йN НзС^N
I JI — I )сцсо/х/ сн3сн/\/
он
Изопропилат алюминия восстанавливает и другие серусодержащие соединения,' как, например, кетосульфоны и кетотиоэфиры. Таким способом [287] с хорошими выходами были получены 1-(п.-метилсульфонилфенил)-этанол и 1-(п-метилмеркапто- фенил)-этанол:
СНз8Оа—^ ^—СОСНз —>- CH3S02—/^>-СНСН3
(СН38--)(CHaS—)ОН
Установлено [288], что удаление ацетона во многих случаях необязательно и что при восстановлении бензофенона и бензосуберона в присутствии избытка изо- пропилата алюминия получаются более чистые продукты.
Модификация этой реакции [289] заключается в том, что карбонильное соединение медленно вводят во время реакции, благодаря чему его концентрация всегда поддерживается на низком уровне и уменьшается вероятность протекания побочных реакций (стр. 58). Таким способом можно, например, осуществить восстановление бенз- илидепацетона с 96%-ным выходом, в то время как при обычном методе он восстанавливается с трудом.
Как впоследствии было показано [290], скорость реакции Меервейна — Понндорфа — Верлея повышается при работе со смесью изопропилата алюминия (65—
284285284285286286287287288289288289290290Н. М. Crawford, Н. В. Nelson, J. Am. Chern. Soc., 68, 134, (1946).Е. Campaign е, J. L. Diedrich, J. Am. Chem. Soc., 70, 391 (1948).P. Baumgarten, A. D и rn о w et al., Ber., 75, 142 (1942).G. В. В a c n m a n n, C. L. Carlson, J. Am. Chern. Soc., 73, 2857 (1951).W. L. T r u e 11, W. N. Moulton, J. Am. Chern. Soc., 73, 5913 (1951).A. K. Macbeth, J. A. Mills, J. Chem. Soc., 1949, 2646.G. Gal, G. Tokar, I. S i m о n у i, Magyar Kemiai Folyoirat [Ung. Z. Chem.], 61, 286 (1955k C., 1957, 1150; G. Gal, I. Si mon vi, G. Tokar, Acta Chim. Hungar., 8, 163 (1955); C., 1957, 2436.Н. М. Crawford, Н. В. Nelson, J. Am. Chern. Soc., 68, 134, (1946).Е. Campaign е, J. L. Diedrich, J. Am. Chem. Soc., 70, 391 (1948).P. Baumgarten, A. D и rn о w et al., Ber., 75, 142 (1942).G. В. В a c n m a n n, C. L. Carlson, J. Am. Chern. Soc., 73, 2857 (1951).W. L. T r u e 11, W. N. Moulton, J. Am. Chern. Soc., 73, 5913 (1951).A. K. Macbeth, J. A. Mills, J. Chem. Soc., 1949, 2646.G. Gal, G. Tokar, I. S i m о n у i, Magyar Kemiai Folyoirat [Ung. Z. Chem.], 61, 286 (1955k C., 1957, 1150; G. Gal, I. Si mon vi, G. Tokar, Acta Chim. Hungar., 8, 163 (1955); C., 1957, 2436.
284
285
284
285
286
286
287
287
288
289
288
289
290
290
Н. М. Crawford, Н. В. Nelson, J. Am. Chern. Soc., 68, 134, (1946).
Е. Campaign е, J. L. Diedrich, J. Am. Chem. Soc., 70, 391 (1948).
P. Baumgarten, A. D и rn о w et al., Ber., 75, 142 (1942).
G. В. В a c n m a n n, C. L. Carlson, J. Am. Chern. Soc., 73, 2857 (1951).
W. L. T r u e 11, W. N. Moulton, J. Am. Chern. Soc., 73, 5913 (1951).
A. K. Macbeth, J. A. Mills, J. Chem. Soc., 1949, 2646.
G. Gal, G. Tokar, I. S i m о n у i, Magyar Kemiai Folyoirat [Ung. Z. Chem.], 61, 286 (1955k C., 1957, 1150; G. Gal, I. Si mon vi, G. Tokar, Acta Chim. Hungar., 8, 163 (1955); C., 1957, 2436.
Н. М. Crawford, Н. В. Nelson, J. Am. Chern. Soc., 68, 134, (1946).
Е. Campaign е, J. L. Diedrich, J. Am. Chem. Soc., 70, 391 (1948).
P. Baumgarten, A. D и rn о w et al., Ber., 75, 142 (1942).
G. В. В a c n m a n n, C. L. Carlson, J. Am. Chern. Soc., 73, 2857 (1951).
W. L. T r u e 11, W. N. Moulton, J. Am. Chern. Soc., 73, 5913 (1951).
A. K. Macbeth, J. A. Mills, J. Chem. Soc., 1949, 2646.
G. Gal, G. Tokar, I. S i m о n у i, Magyar Kemiai Folyoirat [Ung. Z. Chem.], 61, 286 (1955k C., 1957, 1150; G. Gal, I. Si mon vi, G. Tokar, Acta Chim. Hungar., 8, 163 (1955); C., 1957, 2436.
80%) и хлоризопропилата алюминия (35—20%). Такой модифицированный способ проведения синтеза полностью оправдал себя при получении бромгидрипов из а-бром- кетоиов.
Восстановление алюмогндридом лития [87, 291]
Алюмогидрид лития, впервые полученный в 1947 г. Фанхолтом, Бондом и Шлезингером [292], оказался хорошим восстановителем и очень быстро получил широкое применение в препаративной органической химии. Исследования Нистрома и Брауна 1293] показали, что он очень быстро и гладко восстанавливает большое число функциональных групп, причем в большинстве случаев кратные С—С-связи не изменяются.
Растворенный в эфире алюмогидрид лития готовят в лаборатории взаимодействием гидрида лития с галогенидом алюминия в эфире при 20° С:
4LiH + AlXs —► LiAlH4+3LiX гдеХ—Cl, Вт.
Сначала для этой цели применяли хлорид алюминия, который затем заменили бромидом, гораздо более удобным в работе [294J. В отсутствие веществ, с которыми может реагировать алюмогидрид лития (на него влияет также воздух и двуокись углерода), он не разлагается до 100° С. Выше 120° С разложение идет по следующей схеме:
LiAlH —> LiH + Al + l,5Ha
Алюмогидрид лития выпускается промышленностью в виде зернистой твердой массы н хранится в запаянных жестяных банках. Поэтому его получение здесь не описывается.
Растворение алюмогидрида лития в эфире часто протекает с большим трудом. Перед растворением его растирают до тончайшего порошка в ступке в атмосфере азота при полном отсутствии влаги, избегая местных перегревов, которые могут- привести к сильным взрывам.
Удобнее всего растворять алюмогидрид лития в эфире в колбе с мешалкой и обратным холодильником, защищенным трубкой с натронной известью. Прн интенсивном перемешивании поддерживают слабое кипение раствора от нескольких часов до двух суток, в зависимости от качества препарата. При растворении технического продукта остается серый нерастворимый остаток. Поэтому при использовании препарата для восстановления вводят 5—10%-пый избыток гидрида и проводят процесс в том же реакционном сосуде.
Для приготовления запаса раствора алюмогидрида лития через 1—2 дйя раствор декантируют при помощи сифона, причем жидкость передавливают азотом. Раствор можно также фильтровать в атмосфере азота. Осадой на фильтре и все остатки алюмогидрида лития разлагают, заливая его диоксаном и прибавляя влажный диоксан или метиловый спирт. Только после разложения всего активного гидрида аппаратуру промывают разбавленной соляной кислотой.
В некоторых случаях необязательно дожидаться полного» растворения алюмогидрида лития в эфире; для восстановления можно непосредственно применять образующуюся суспензию*.
Наиболее удобно готовить раствор алюмогидрида лития из выпускаемых промышленностью ампул, в которых раздельно запаяны отмеренные количества гидрида лития н бромида алюминия. Ампулы вскрывают под слоем эфира и смешивают полученные растворы. Таким образом избегают трудоемкого растворения твердого алюмогпдрида лития и получают раствор с известным содержанием гидрида.
При восстановлении в качестве растворителя часто применяют дпэтиловып эфир, тетрагидрофурап и реже дибутиловый эфир, диэтиловый эфир диэтиленгликоля (диэтилкарбитол) и дибутиловый эфир диэтиленгликоля (дибутилкарбитол) [295]. Хорошим растворителем является N-этилморфолин, но его трудно получить в чистом виде [296/. Для приготовления растворов гидрида в других растворителях растворитель прибавляют к эфирному раствору гидрида, затем отгоняют эфир. Все применяющиеся растворители должны быть тщательно очищены [297].
При «нормальном» способе работы к раствору алюмогидрида лития в соответствующем растворителе прибавляют но каплям восстанавливаемое карбонильное соединенно. Для гидрирования трудно восстанавливающихся веществ и соединений, которые подвергают частичному восстановлению, применяют обратный порядок («инвертный метод»), т. е. раствор или суспензию алюмогидрида лития прибавляют по каплямк раствору карбонильного соединения.
Избыточное количество алюмогидрида лития можно разложить влажным эфиром или осторожным прибавлением воды или раствора соды. Для разложения больших количеств алюмогидрида лития применяют вещества, разлагающие гидрид без выделения водорода. Таким веществом является, например, этилацстэт, поскольку продукт его восстановления — спирт — обычно не мешает дальнейшему выделению продукта реакции .
Восстановление карбонильной группы алюмогидридом лития, протекающее по общему уравнению
4R^C=O + LiAlH4 —* [R ЪСНО-I AlLi — ^4R\h-0H R'zLr'z j4R'z
выгодно отличается от восстановления но Мссрвейну— Поппдорфу — Ворлею меньшей продолжительностью взаимодействия и отсутствием побочных реакций. Выходы ирн этом не уступают таковым при восстановлении алкоголятамп алюминия.
Гептиловый спирт [293]. В трехгорлую колбу емкостью 2 л с мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой и хлоркальциевой трубкой, вносят раствор 19 г (0,5 .ноль) алюмогидрида лития в 600 мл эфира. При перемешивании добавляют 200 г (1,75 моль) м-гептаналя с такой скоростью, чтобы поддерживать кипение реакционной массы. Через 10 мин при перемешивании и сильном охлаждении осторожно вводят по каплям воду для разложения избытка гидрида. Реакционную массу выливают затем в 200 мл ледяной воды и добавляют 1 л 10%-ной серной кислоты. После отделения эфирного слоя водный раствор еще дважды экстрагируют порциями эфира по 100 мл. После высушивания эфирных экстрактов и отгонки эфира содержащийся в остатке л-гентиловый спирт ректифицируют с помощью колонки. Выход спирта 86%; т. кип. 175—175,5° С (750 л,и pm. cm.).
Аминоальдсгиды также могут быть восстановлены алюмогидридом лития. Описано ]298], например, восстановление 2,2-дпметил-3-мстиламинопро1Шонового
альдегида избытком алюмогпдрида лития. Соответствующий!! спирт получен с 72%-ны выходом:
СНзСНз
СНз—NH—СН2—С—CHO —СН3—NH—СН2—С—СН2ОН II
СНзСНз
По реакции Меервейпа — Понндорфа ■— Верлея выход составляет лишь 27% Реакция восстановления ароматических альдегидов протекает гладко. ФепОлал! дегиды тоже могут быть восстановлены, хотя часто с плохими выходами. Примеро гладко протекающей реакции может служить получение .м-оксвбензилового спирт [299] по обычному методу. Попытки восстановить ванилин и вератровый альдега по увенчались успехом [300].
В случае очень реакционноспособных сопряженных систем иногда восстану вливается и двойная связь. При восстановлении коричного альдегида в обычных угле впях образуется сразу гидрокоричный спирт. Если же восстановление проводить пр —10° С, прибавляя раствор гидрида к раствору альдегида, то с хорошим выход» получается коричный спирт [301].
Если карбонильная группа в боковой цепи не сопряжена с ароматическим колг цом, то двойные связи многократно сопряженпой системы не восстанавливаются Этот факт пспользовался при получении витамина Л из соответствующего альдегид [302].
Н3С СПз
/сп=сн-с=сц-сн=си-с=сп—сн2он
\/\сН3\/\сН3СНзСНз
\/\сН3
\/\сН3
витамин А
Гидрирование алюмогидридом лития нашло широкое применение в химии кара тпноидов [87].
Этот метод может быть использован также для восстановления гетероцикличе ских альдегидов. Например, 2-оксиметилпиррол получен [303] по «инвертному методу из 2-пирролальдегида с 59%-ным выходом, в то время как пирролальдегидт с большим числом заместителей восстанавливаются с трудом или совсем не восстана вливаются [304].
Восстановление кетонов алюмогидридом лития проводится таким же способом как и восстановление альдегидов; можно привести большое число примеров использова ния этого реагепта для восстановления кетонов. Из галопдзамещенных кетонов полу чаются галоидгидрины. С хорошим выходом протекает восстановление 1,3-дихлораце тона алюмогидридом лития; при восстановлении алкоголятами алюминия [305 1,3-дихлоргидрин получается лишь с выходом 20—25%. С хорошими выходами вое стапавливаются также до соответствующих карбинолов стерически затрудненны, кетопы, как, например, 1,1-дифенилацетон [306]. Из димезитилкетона получают димы зитилкарбипол [307];’выход 93%.
М. А. К ari ш, J. Indian Cham. Son., 37, 244 (I960).
Е. Larsson, Trans-Chalmers Univ. Techno]. Gothenburg, № 94, 15 (1950) C. A., 45, 1494 (1951).
F. A. 11 ochstein, W. G. Brown,!. Am. Chern. Soc., 70, 3484 (1948)
N. L. W e n d 1 e r, C. Rosenblum, M. T i s h ] e r, J. Am. Chern. Soc.
234 (1950); J. F. А г e n s, D. A. v. D о r p, Rec. trav. chim., 88, 604 (1949>
R. M. Silverstein, E. E, Ryskiewicz, S. W. Chaikin, J. Am Cbem. Soc., 76 4485 (1954).
A. T r e i b s, n. S c h e r e r, Ann., 577, 139 (1952); A. T r e i b s, H. D ena Scherer, Ann., 589, 188 (1954).
H. Schlenk, B, L a ni p, J. Am. Cbem. Soc., 73, 5493 (1951),
S. W i ri.« t e i и, В. К, M о rseet al., J. Am. Chern. Soc., 74, 1113 (1952).
M. S. N c w m a n, N. C. D e n o, J. Am, Chern. Soc., 73, 3644 (1951)
Плохо растворимые в эфире пли трудно восстанавливающиеся вещества гид рируют п аппарате Сокслета; правда, способ применим только для небольших загрузок *. При таком аппаратурном оформлении 1,8-дпбензонлнафталип восстанавливается с 96%-иым выходом в соответствующий карбинол [308]:
^-Д-со-СцНг, LIAIH1 <^>-сп(ОН)-с,н5
<^_ ^-CO'-CgH,<^ ^-CH(OH)-C„HS
Кетопроизводные конденсированных циклических систем восстанавливаются обычно с хорошими выходами. Из 9-ацетилантрацсна [309] соответствующий карбинол получается с 80%-ным выходом.
При восстановлении различных ароматических кетонов с аминогруппой в орто- или пара-положении к кетогрупне в присутствии избытка алюмогидрида лития наряду с соответствующими карбинолами образуются также и метиленовые соединения [310| по следующей схеме:
Чем больше избыточное количество алюмогидрида лития взято для реакции, тем выше выход д-амннодпфенилметана.
Аналогичная реакция протекала при восстановлении гетероциклических кето- производных. Так, из 2-ацетплпиррола при обычном способе проведения реакции образуется смесь небольших количеств пнрролметплкарбипола it 2-этилпиррола. Прп обратном порядке введения реагентов [311], т. е. при добавлении алюмогидрида лития к карбонильному соединению, получается только карбинол; выход 80%.
При восстановлении 2-ацетилтпофена алюмогпдридом лития образуется 1-(2- тпенил)-этиловый спирт, в то время как прп каталитическом гидрировании восстанавливается и тиофеновое кольцо [312].
Асимметрический центр, находящийся рядом с карбонильной группой, при восстановлении не изменяется. Так, из (—)-ыентона получается смесь ментолов [(71% (—)-ментола и 29% неоментола (г/ис-)], при окислении которых снова образуется (— )-мептоп [313]:
[308][308][309 [310 [311 [312 [313'[309 [310 [311 [312 [313'
[308]
[308]
[309 [310 [311 [312 [313'
[309 [310 [311 [312 [313'
Так как при восстановлении кетогруппы возможно возникает асимметрический атом углерода или новые циклические цис-транс-изомеры, то встает вопрос о стереоспецифичности подобного метода восстановления. Хотя, в большинстве случаев образуется смесь обоих эпимеров или цис-транс-изомеров, известны примеры, когда один из изомеров получается в большом количестве или даже с количественным выходом. Если восстановлению подвергаются стерически незатрудненные кетоны, в основном
Восстановление таких соединении может быть часто успешно проведено обычным способом при использовании в качестве растворителя тотрагидрофурана. — Прим. ред.
R. L. Letsinger, Р. Т. Lansbury, J. Am. Chern. Soc., 81, 935 (19o9).
E. L. May, E. Mosettig, J. Am. Chern. Soc., 73, 1301 (1951)
L. H. Conover, D. S. Tarbell, J. Am. Chem. Soc., 72, 3586 (1950).
W. Her z, Ch. F, Courtney, J. Am. Chem. Soc., 76, 576 (1954).
T. L. Cairns, В. C. Me Kusick, J. Org Chem., 15, 790 (1930).
D. S. N о у c e, D. R D e n n e y, J. Am. Chem. Soc., 72, 5743 (1950).
образуется более стабильны» изомер, а при значительных стерических затруднениях водород присоединяется преимущественно с более доступной стороны молекулы. Так, при восстановлении камфоры с 9-4%-ным выходом образуется смесь борнеола (10%) и изоборнеола (90%), т. е. преобладает щ/.с-изомер [313].
Стереохимия восстановлений литийалюминийгидридом, роль которой особенно велика в области стероидов, но может рассматриваться здесь более подробно; эти вопросы освещены в обзорных статьях (87, 291].
Восстановление хинонов протекает аналогично восстановлению кетоиов. В то время как из о-бензохинона с хорошим выходом образуется пирокатехин, из 1,2-наф- тохцнона получается смесь 1,2-диоксипафталпиа и транс-1,2-диокси-1,2-дигидронафта- лина [314]. Из 1,4-пафтохинона наряду с 1,4-диокси-1.2.3,4-тетрагидронафталином образуется также 4-окси-1-кето-1,2,3,4-тстрагидронафталин [315].
Восстановление комплексными боргидридами
В последнее время наряду с алюмогидридом лития большое значение в качестве новых восстановителей в препаративной органической химии приобрели различные комплексные боргидриды [316, 317]. Среди них главное место занимают боргидриды щелочных и щелочноземельных металлов, цинка и алюминия, триметоксмборгидрид натрия, а также диборан [317]. Восстановительные свойства слабее всего выражены у соединений чисто ионного характера, например у боргидридов щелочных металлов, промежуточное положение занимают боргидриды щелочноземельных металлов, сильнее всего восстановительные свойства выражены у боргидрпда алюминия — соединения с ковалентными связями.
В настоящее время известно большое число методов получения комплексных боргидридов. Боргидриды щелочных металлов и триметоксиборгидрнд натрия выпускаются промышленностью; синтез других соединений описал в литературных обзорах [87, 316-318].
Восстановление комплексными боргидридами во многих отношениях аналогично восстановлению алюмогидридом лития, но имеет значительные преимущества. Ввиду высокой стабильности боргидридов натрия и калия восстановление можно проводить в водной и и спиртовой среде. Кроме того, при их употреблении почти не протекает побочных реакций. Боргидриды щелочноземельных металлов, трпметоксиборгидрид натрия и ооргидрид лития применяются в эфирных растворах пли в растворе тетра- гпдрофурана. Боргпдрид натрия нерастворим в эфире вследствие незначительной склонности иона натрия к сольватации, но он растворим в тетрагидрофуране, диоксане и диметиловом эфире диэтиленглнколя (диглиме). Пока еще редко применяемый при восстановлениях димстилформамид является исключительно подходящим растворителем для боргидрпда натрия. Восстанавливаемое вещество п боргидрид обычно вводят в реакцию в виде растворов в различных растворителях .
Для восстановления комплексными гидридами бора, как приняло, нет необходимости в исключении доступа влаги и кислорода воздуха. В отличие от алюмогид рида лития исходные растворы готовить не нужно, так как комплексные гидриды бора выпускаются в виде хорошо растворимых мелкокристаллических веществ. В большинстве случаев восстанавливаемое соединение добавляют к гидриду, по применяют также- и обратный способ, при котором к веществу небольшими порциями прибавляется восстановитель. При восстановлении неустойчивых в щелочной среде соединений, напри- мер альдегидов, следует пользоваться обычным способом смешения реагентов, так как при этом действию щелочного раствора подвергается лишь незначительная часть исходного материала. Обычно вводят избыток восстановителя, который после окончания реакции разлагают небольшим количеством муравьиной кислоты, разбавленной
минеральной кислоты пли ацстопа [319]. Несмотря па то что с комплексными боргидридами проще работать, чем с алюмогидридом лития, следует все же соблюдать некоторые меры предосторожности. Разложение избытка гидрида бора концентрированными кислотами может привести к бурной реакции с выделением взрывчатых диборанов. Применение уксусной кислоты для разложения избытка гидрида, особенно после восстановления алифатических альдегидов и кетонов, не рекомендуется, так как при этом наряду с продуктами реакции могут легко образоваться эфиры борной кислоты.
Тщательно изучалось [320] восстановление алифатических и ароматических альдегидов боргидридом натрия. Обычно уже при комнатной температуре в результате исключительно гладко протекающей реакции образуются с хорошими выходами соответствующие карбинолы:
4RCHO + NaBH4 —> NaB(0CH2R)4 —-—> 4RCH2OH
Боргидрид натрия является специфическим восстановителем карбонильных групп и в большинстве случаев не восстанавливает двойных связей ненасыщенных альдегидов. Точно так же питрогруппы, сложноэфирные, лактонные, лактамные, амидные и эпоксигруппы восстанавливаются лишь в исключительных случаях. Таким образом, боргидрид натрия представляет собой ценность как избирательный восстановитель. Характерным примером является избирательное восстановление а-бромакро- леина с гетероциклическим заместителем [321]:
i i уг и»™.,|| j вг
o2n z ,/' cii-ci0,'.'/ ,/ cu=c
CHOCH2OH
В этой реакции бром, нитрогруппа и двойная связь остаются незатронутыми. Благодаря хорошей растворимости в воде и метиловом спирте боргидрид натрия часто находит применение для восстановления сахаров. При этом гликозидные связи не затрагиваются. Дезоксисахара обладают большей реакционной способностью, чем соответствуюттге нормальные углеводы [322J. Часто при восстановлении углеводов образуются комплексные соединения с борной кислотой, что затрудняет кристаллизацию получаемых многоатомных спиртов. Такое осложнение можно преодолеть последующим ацетилированием, при этом с хорошим выходом получают полностью ацетилированные, хорошо кристаллизующиеся углеводы [323].,
Восстановление D-глюкозы, D-маннозы, D-галактозы, Ь-арабинозы, D-ксилозы и D-фруктозы. К раствору 1 г моносахарида в 20 лм воды прибавляют раствор 0,1—0,15 г боргидрида натрия в 10 лм воды. Реакционную смесь, приобретающую слабощелочную реакцию, выдерживают при 20—25° С до тех пор, пока подкисленная уксусной кислотой капля не даст отрицательную реакцию с фелинговой жидкостью, или до постоянного значения удельного вращения. Реакция заканчивается через 1 — 2 ч. Реакционную массу подкисляют уксусной кислотой для разложения избытка боргидрида натрия и упаривают в вакууме досуха. Сухой остаток встряхивают с 15 ял уксусного ангидрида, содержащего 1 ял концентрированной серной кислоты, до растворения большей части твердого продукта реакции и нагревают в течение 10 яин при 50—60° С. После охлаждения 'реакционную массу выливают при перемешивании в 50 jm воды со льдом. Хорошо кристаллизующийся ацетат отфильтровывают, промывают водой, сушат и перекристаллизовывают обычным способом. Выходы составляют от 75 до 87% от теоретического.
[319
[320
[321
[322
[323
D. J. С г a m, М. J. Н a t с h, J. Am. Chern. Soc., 75, 38 (1953).
S. W. С h a i k i n, W. G. Brown, J. Am. Chern. Soc., 71, 122 (1949).
G. Carrara, R. Ettorre et al., J. Am. Chern. Soc., 78, 4391 (1954).
J. B. L e e, Chern. Ind., 1959, 1455.
M. Abdel-Akher, J. K. Hamilton, F. Smith, J. Аш. Chern. Soc., 73, 4691 (1951). .
Аналогично протекает селективное восстановление альдегидных групп сердечных гликозидов и агликонов. Так были восстановлены [324] конваллотоксин, стро- фантидип и аналогичные соединения.
Боргидрид калия действует совершенно так же, как боргидрид натрия, но для восстановления альдегидоп применяется реже. Более сильным восстанавливающим' деиствием обладает трнметоксиборгидрид натрия; боргидрид лития менее специфичен, чем боргидрид натрия. Браун и Мид [325] использовали трнметоксиборгидрид натри» для восстановления коричного альдегида.
Коричный спирт [317]. К суспензия 40 г трнметокспборгцдрида ватрия- в 100 мл эфира прибавляют 21,7 г (0,165 моль) свежеперегнаиного коричного альдегида; при этом реакционная масса разогревается до кипения. После нагревания в течение 4 ч с обратным холодильником реакционный сосуд охлаждают и прибавляют разбавленную серную кислоту до прекращения выделения водорода. Эфирный раствор сушат над сульфатом натрия и отгоняют растворитель. При фракционированной разгонке получают 17,5 г (80% от теоретического) коричного спирта; т. кип. 134—135° С (13 ,n.u pm. cm.).
Моноциапборгидрид лития восстанавливает альдегиды при нагревании в диок- сапе, например пиренальдегид (выход 85%), но не восстанавливает ароматических и алифатических кетонов [326]. Из боргидридов щелочноземельных металлов следует- упомянуть лишь трнметоксиборгидрид кальция, получаемый взаимодействием гидрида кальция с триметилборатом. Препаративное применение этого вещества для восстановления карбонильных соединений исследовано Хессе и Егером [327].
В сравнении с альдегидами большинство кетонов восстанавливается комплексными боргидридами довольно медленно. На основании различия в скоростях реакции разработаны методы разделения альдегидов и кетонов [328]. Имеется ряд примеров восстановления алифатических, алициклических, ароматических и гетероциклических кетонов комплексными боргидридами, применение которых вместо алюмогидрида лития особенно показано в тех случаях, когда в молекуле имеются одновременно другие функциональные группы, как, например, амидная, карбоксильная, эпоксидная, сложноэфирная, нитрильная, а также нитро- или меркаптогрунпы.
5-Нитропентанол-2 [329]. Раствор 2,8 8 (0,075 моль) боргидрида натрия' в 50 мл воды, к которому добавлена капля концентрированного раствора едкого натра, в течение 1 ч при медленном перемешивании прибавляют по каплям к смеси 19,7 г (0,15 моль) 5-ннтропевтанона-2 и 50 мл метилового спирта. Температуру смеси на уровне 20 — 25° С поддерживают охлаждением, а pH 3—4 регулируют постоянным добавлением 3 и. раствора серной кислоты (контролируют- pH-метром). Во время добавления боргидрида натрия выделяется водород и образуется белое твердое вещество. После прибавления всего боргидрида смесь, оставляют на 5 мин и разлагают избыток боргидрида натрия, добавляя 1 мл концентрированной серной кислоты. После разбавления реакционной массы водой до 350 мл и нейтрализации концентрированным раствором едкого натра гомогенный раствор экстрагируют эфиром. Объединенные эфирные вытяжки промывают трижды насыщенным раствором бисульфита натрия (порциями во- 150 мл в течение 5 мин) и насыщенным раствором хлорида натрия, затем фильтруют через безводный сульфат натрия. После этого добавляют бензол и отгоняют растворители. Вносят несколько кристаллов борной кислоты п перегоняют в вакууме полученный 5-интропентакол-2, представляющий собой бесцветную- жидкость; т. кип. 101 — 102,5° С (2 ял pm. cm.); выход 11,3 г (86,6% от теоретического).
A. Hunger, Т Reichgtein Chern. Вег., 85, 635 (1952); Hclv. chim. acta, 35, 1073 (1952).
H. С. В r own, E. J. Me ad J. Am. Chern. Soc., 75, 6263 (1953).
G. Drefah], E. Kei], J. prakl.. Chern. [4], 6, 80 (1958).
G. Hesse, H. Jager, Chern. Ber., 92, 2022 [1959].
J. P. Critchley, J. Friend, T. Swain, Chern, a. Ind., 1958, 596.
H. Shechter, 15. E. Ley, L. Zeldin, J. Am. Chom. Soc., 74f_ 3668 (1952).
5*
iik*.
Типичным примером избирательного восстановления является взаимодействие 1-(2'-хлор-6'-нптробензил)-2,3-диоксопирролидина с боргидридом натрия, при котором восстанавливается только одна кетогруииа [330]:
Cl CI
w xNO2O II AZ\N020 I
0 on
При восстановлении циклических котопов триметоксиборгидрид натрия оказывает более стереоспецифическое действие, чем боргидрид натрия. Восстановление 2- п 4-метилциклогексанонов протекает с образованием трамс-изомеров [331] с выходами соответственно 99 и 88%.
Алифатические, алициклические и ароматические дикетопы обычно гладко восстанавливаются до диолов эквивалентным количеством комплексных боргидридов. С успехом проведено также восстановление хинонов боргидридом натрия или тримет- оксиборгндридом натрия в различных растворителях.
Каталитическое гидрирование
Карбонильная группа в альдегидах и кетонах гидрируется в присутствии катализаторов уже в мягких условиях. Выходы в большинстве случаев практически количественные.
Карозерс и Адамс [332] исследовали каталитическое гидрирование альдегидов в присутствии катализаторов на основе окиси платины и нашли, что добавка солей железа ускоряет гидрирование.
«-Метоксибензиловый спирт [333]. В аппарат для гидрирования по Адамсу (см. стр. 42) загружают 40 г я-метоксибензальдсгида, 200 ли этилового спирта, 0,2 г свежеприготовленной окиси платины по Адамсу и 2 мл 0,1 М раствора сульфата железа. Реакционный сосуд начинают встряхивать при давлении водорода 3 ат; через 10 дан поглощается рассчитанное количество водорода (0,294 моль). Катализатор может быть4.использован и для последующих гидрирований, однако скорость поглощения водорода уменьшается. После отгонки этилового спирта при пониженном давлении остающийся «-метоксибензиловый спирт перегоняют в вакууме в токе азота; т. кип. 150° С (25 мм рт. ст.); выход количественный.
В то время как ацетон в присутствии окиси платины гидрируется с хорошим выходом до изопропилового спирта, ряд кетонов, как, например, мстилизоиропилке- тон, метил-н-амилкетоп и 2-метилгептанон-З, в этих условиях не восстанавливаются [334].
Гидрирование карбонильных соединений в присутствии никеля Репея [335] систематически исследовали Делепйн и Оро [127]. По данным этих авторов скорость поглощения водорода различными соединениями колеблется в широких пределах. При добавлении к карбонильным соединениям небольших количеств щелочи скорость поглощепияводорода возрастает в два, три, а в некоторых случаях даже в десять раз. При использовании никеля Ренея, активированного благородными металлами (платина, палладий), добавка щелочи Ьказывает еще более сильное действие. Хорошие
Р. L Southwick, S. К. Cremer, J. Org. Chern., 24, 753 (1959).
W. G. Doube n, G. J. У onken, D. S. N о у c e, J. Am. Chern. Soc., 78, 2579 (1956).
W. H. Carothers, R. Adams, J. Am. Chem. Soc., 46, 1675 (1924).
R. B. Woodward, J. Am. Chem. Soc., 62, 1480 (1940).
,334] F. C. W h i t e ш о г e, P. А. К г u e g e r, J. Am. Chem. Soc., 55, 1531 (1933).
R. S c h г 6 t e г, в. книге W. Foerst, Neuore Methoden der praparaliven organischen Chemie, 3 Aufl., Bd. 1, 1949, S. 98,
результаты получены Делеиином и Оро несомненно потому, что они работали со свежеприготовленным никелем Ренея, который получали непосредственно перед опытом разложением эквивалентного количества сплава. При гидрировании альдегидов и углеводов следует учитывать, что применение щелочей может вызвать побочные реакции.
Оптимальное активирование никеля Ренея для восстановления карбонильной группы достигается платинированием его в присутствии триэтиламина и последующей обработкой щелочью [336J.
Основания Манниха типа R2NCH2C(CH3)8CHO гидрируются и виде гидрохлоридов в кислом растворе при pH 3—6 в присутствии никеля Ренея с большим успехом, чем в присутствии благородных металлов. При этом с хорошими выходами образуются соответствующие аминоспирты [337].
Особенно удачным катализатором является никель Ренея W-6, с которым можно работать в стеклянной аппаратуре при низких температурах и низком давле- пии. Имеется подробная пропись для получения такого катализатора (338). Активность этого катализатора при восстановлении карбонильных соединений повышается в присутствии триэтиламина [339]. С помощью никеля Ренея с добавкой триэтиламина можно нрогидрировать и эфиры кетокарбоновых кислот до эфиров оксикарбоновых кислот. Так, из диэтилового эфира ацетондикарбоновой кислоты с почти количественным выходом получают диэтиловый эфир ji-оксиглутаровой кислоты [340].
Применение кобальтового катализатора для гидрирования кетонов с длинной цепью при температурах около 200° С и давлении около 200 am описано Азингером с сотр. [342].
Каталитическое восстановление углеводов можно проводить в присутствии никеля Ренея. Однако из альдоз и кетоз соответствующие полиспирты удобнее получать простым кипячением в спирте с никелем Ренея [341].
Карбонильная группа альдегидов и кетонов гладко восстанавливается до спиртовой группы при 125—150° С и давлении около 100 ага под действием меднохромовых катализаторов.
По данным Адкинса и Коннора [153], ряд альдегидов и кетонов гидрировались в этих условиях со 100%-ным выходом. Так же гладко гидрируются кетоспирты, альде- гидоспирты и эфиры кетокислот до соответствующих гликолей пли эфиров оксикислот. Сели в соединениях имеются одновременно олефиновые двойные связи, то и они гидрируются в этих условиях.
Ароматические альдегиды и кетоны с гидроксильной группой в орто- или пара- положепии к карбонильной группе гидрируются уже при 110—130° С до углеводородов, [343].
Ряд арилметилкарбиполов был получен гидрированием соответствующих кетонов при 120—150° С в присутствии медпохромового катализатора [344]. 3,4-Дихлор- ацетофепон и 1-хлор-4-ацетилпафталин удалось прогидрировать с большим трудом, так как галогенсодержащие соединения отравляют катализатор. По данным Ипатьева и Хонзеля [345], фенилалкилкетопы восстанавливаются при 115° С также в присутствии катализатора на основе окиси меди и окиси алюминия без восстановления бензольного кбльца.
Изучалось восстановление метилциклопропилкетина до метилциклолропилкар- бинола четырьмя различными методами [346]. Ijpn действии натрия и спирта
[336] 1337} [338] [339] [340][341] [342]1343}1344][345] [346][336] 1337} [338] [339] [340][341] [342]1343}1344][345] [346]R. В. В 1 ante, D. Т. G i b s о n, J. Chern. Soc., 1954, 2487.
[336] 1337} [338] [339] [340]
[341] [342]
1343}
1344]
[345] [346]
[336] 1337} [338] [339] [340]
[341] [342]
1343}
1344]
[345] [346]
W. Wenner, 3. Org. Chern., 15,301, (1950).
H. R. В j 1 ] j с a, H. Adkins Org. Synth., 29, 24 (1949).
H. Adkins, H. R. В i I ] i c a, J. Am. Chem. Soc., 70, 3118 (1948).
S tetter O.-E, Bander, W. Neumann, Chem. Ber., 89, 1922 (1956).
J. V. Karabinos, A. T. В a 11 u n, J. Am. Chem. Soc., 75, 4501 (1953).
F. A s i n g e т If. E с k о 1 d t, Ber., 76, 579 (1943); F. As Inger, Ber., 77, 73 (1944).
Nightingale, II. D. R a df о rd, J. Org. Chem., 14, 1089 (1949).S
T. Mowry, M. R e n о 11, W. F. Huber, J. Am. Chem. Soc., 88« 1105 (1940].
N. I p a t i e f f, V. И a e n s e 1, J. Am. Chem. Soc., 64, 520 (1942).
A. S 1 a b e у, P. H Wise,!. Ain. Chem. Soc., 71, 3252 (1949).
получались незначительные выходы карбинола; применение литийалюмпнийгидрида наталкивается на трудности при больших загрузках; при каталитическом гидрировании в присутствии никеля Ренея частично раскрывается циклопропановое кольцо; в присутствии активировапного барием меднохромового катализатора при 100° С получается метилциклопропнлкарбинол с отличным выходом.
ОБРАЗОВАНИЕ С—Н-СВЯЗИ В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИИ ОБМЕНА
I. Обмен галогена на водород [547]
В ряду галогенов прямым обменом легче всего замещается на водород иод: F < Cl < Вг < I
Такая реакция протекает лучше с атомом галогена, связанным с третичным атомом углерода, хуже — соответственно с вторичным и первичным. Кроме того, обмен галогена облегчается при наличии по соседству электронодонорных заместителей, ослабляющих связь углерода с галогеном.
Наиболее часто употребляемым восстановителем является смесь неблагородного металла с кислотой (уксусной, соляной). Наряду с этим применяются и каталитические методы, как, например, гидрирование в присутствии никеля Ренея, палладия и окиси платины.
Не меньшее препаративное значение имеет восстановление через промежуточное образование магнийорганических соединений. Иногда хорошие результаты получаются при восстановлении галогенидов комплексными гидридами металлов, например литий- алюминиигидридом и три-трет-бутоксилитийалюминийгидридом.
Существует ряд методов восстановления хлорангидридов кислот до соответствующих альдегидов; из них наиболее широко применяются методы Розенмунда — Зайцева к Рейссерта.
Обмен галогенов у простых С—С-связей
Прямой обмен
Для прямого обмена галогена на водород можно использовать большинство восстанавливающих систем из неблагородного металла и кислоты. Наиболее широко применяется цинковая пыль в сочетании с соляной кислотой или со смесью уксусной и соляной кислот. Обычно восстановление проводят при температуре кипения. Обмен галогена в неустойчивых соединениях протекает в течение нескольких часов при комнатной температуре [348].
Цинковой пылью и уксусной кислотой можно восстанавливать с хорошими выходами галогопомотилкетоны до метилкетонов без изменения кетогруппы [349]. Замену галогена в чувствительных к действию кислот соединениях можно проводить и не применяя кислот, для чего такие соединения, как, например, галогеностероиды, нагревают с цинковой пылью в спирте [350]. Замещенные оенаилгалогениды восстанавливаются до углеводородов цинковой пылью даже в 10%-ном растворе едкого натра [351]. Для обмена галогена можно применять также системы: натрий в спирте [352]; хлорид олова (II) в соляной кислоте [3531; железо в соляной кислоте [354];
[347][348][349][350][351][352][353][354][347][348][349][350][351][352][353][354]R. Stroh, в книге II ouben-Weyl — Muller, Methoden der orga- nischen Chemie, Bd. 5/4, 4 AufL, 1960, S. 761.
[347]
[348]
[349]
[350]
[351]
[352]
[353]
[354]
[347]
[348]
[349]
[350]
[351]
[352]
[353]
[354]
W. B. Whalley, J. Chern. Soc., 1951, 3229.,
S c h n i d e r, H. J. Bourquin, A. Grupner, Helv. chim. acta, 28, 510 (1945).
. II. I n h о f f e n, G. Rolling, I. Nebel, Chern. Ber., 84, 361 (1951). R. C. Fuson, J. J, Denton, J. W. Kneisery, J. Am. Chern. Soc., 63, 2652 (1941).
H. F. B. Hirschmann, M. A. Dans, J. Biol. Chern., 178, 751 (1949).
R. E. Lutz et al,. J. Am. Chern. Soc., 68, 1813 (1946k
K. Matsumura, J. Am. Chern. Soc., 52 , 4433 (1930).
иодид калия, кислоту и ацетон [355, 356]; амальгаму натрия; амальгаму алюминия [357].
Наиболее распространенный способ замены галогенов будет проиллюстрирован на примере получения м-гексадекана из цетилиодида.
н-Гексадекан [358]. В круглодонной колбе емкостью 2 л, снабженной мешалкой и барботером, насыщают сухим хлористым водородом смесь из 915 ли ледяной уксусной кислоты, 327 г цинковой пыли и 352 г цетилиодида. Затем при перемешивании нагревают на паровой бане, пропуская через каждые 5 ч хлористый водород. Через 25 ч реакционной массе дают остыть 1 отделяют верхний слой, состоящий из гексадекана. Остаток переносят в 3 л воды, отфильтровывают цинковую пыль, промывают ее 500 мл воды и 250 жл эфира, дважды экстрагируют гексадекая па объединенных водных фильтратов эфпром порциями по 500 мл каждая и растворяют в эфирных вытяжках отделенный рапее гсксадекан. Эфирный раствор дважды промывают 20%-яым раствором едкого патра, расходуя каждый раз по 250 мл щелочи. Отмывают водой щелочь, сушат над 150 г безводного сульфата натрия и после оттопки эфира фракционируют углеводород в вакууме с помощью колонки. Получают 192 г н-гексадекана (85% от теоретического); т. кип. 156—158° С (144 ял pm. cm.)', т. пл. 16—17° С.
Иногда обмен галогена на водород лучше всего протекает под действием безводного хлорида хрома (II). В случае некоторых бромкетостероидов восстановление цинковой пылью в уксусной кислоте дает неудовлетворительные результаты. Между тем при длительном взаимодействии галогенида с раствором хлорида хрома (И) в ацетоне в атмосфере двуокиси углерода и 25—30° С продукты дегалогенирования получаются большей частью с хорошим выходом [359]. а-Бромкетоны тоже могут быть восстановлены по этой методике [360].
Ценным восстановителем некоторых алифатических галогенидов и бепзилгало- генидов является гидрид лития в присутствии каталитических количеств алюмо- гидрида лития. Этот реактив применим не во всех случаях и иногда, особенно при дегалогенировании випилгалогенидов, не приводит к желаемым результатам (361 [.
Из каталитических методов следует упомянуть применение никеля Ренея и благородных металлов (палладия). При гидрировании замещеппых бепзилгалогенидов по методу Вессели и Синвела в качестве катализатора применяют 20%-пый палладий на сульфате бария в спирте в присутствии дпметиланилина [362]. Добавление оснований необходимо для связывания образующейся кислоты, которая в противном случае блокирует катализатор.
Ц связи с этим следует упомянуть побочную реакцию, наблюдающуюся при каталитическом гидрировании галогенидов. Бут и Вебер [363] нашли, что при использовании в качестве источника водорода гидразина образуются продукты конденсации, например дибензил из бензилхлорида.
Постадийный обмен галогена на водород в полигалогенидах имеет значение для синтеза галогензамещенных углеводородов типа RCHX2. Синтезировать такие соединения удобно через альдегиды, если последние легко доступны. Однако получить соединения RCHXS прямым галогенированием концевой метильной группы не всегда удается из-за трудности фиксирования реакции па промежуточной стадии. Поскольку тригалогензамещенные соединения легко доступны, во многих случаях целесообразнее
А. Н. В 1 a 11, Е. W. Т г i s t г а ш, J. Am. Chem. Soc., 74, 6273 (1952).
С. I. Bickel, R. Morris, J. Am. Chem. Soc., 73, 1786 (1951).
P. R n g g 1 i, M. Herzog, Helv. chjm. acta, 29, 95 (1946),
P. A. Levene, Org. Synth., Coll. v. 2, 320.
J. B. Conant, H. B. Cutter, J. Am. Chem. Soc., 48, 1016 (1926),
] P. L. Julian, W. С о 1 e, A. Magnani, E, W. Mey er, J, Am. Chem. Soc., 67, 1728 (1945).
] H. Гейл род, Восстановление комплексными гидридами металлов, Издаг- иплит, 1959; В. Мичович, М. Михайлович, Алюмогидрид лития и его применение в органической химии, Издатинлнт, 1957.
] F. Wessely, F. Sinwel, Mh. Chem., 81, 1055 (1950).
[363J M. Busch, W. Weber, J. prakt. Chem., 146, 1 (1936),
переводить их в дизамсщенные, обменивая лишь один галоген на водород. Одним из лучших восстановителей для этой цели является арсенит натрия.
Дибромметан [364]. В трехгорлую колбу емкостью 2 л, снабженную мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 540 г продажного 88%-ного бромоформа, содержащего спирт (^в — 2,59). В колбу добавляют сначала 10 мл раствора 230 г трехокиси мышьяка и 440 г едкого натра в 1,4 л воды (избыток щелочи). Затем умеренным нагреванием па паровой бапе вызывают реакцию, добавляют примерно в течение 1 ч остальной раствор арсенита с такой скоростью, чтобы реакционная масса умеренно кипела, и нагревают еще 4 ч на паровой бане. Продукт реакции отгоняют с водяным паром, отделяют пяжпий слой, содержащий дибромметан, и экстрагируют водный слой 100 мл эфира для извлечения суспендированных капель дибромметана. Этот экстракт объединяют с отделенным ранее дибромметаном и сушат 10 г хлористого кальция. При перегонке получают 290—300 г слегка желтоватого дибромметана. чти соответствует 88—90%-пому выходу от теоретического; т. кип. 97—100° С.
Дииодметап можно получить также из йодоформа по методу Адамса и Марвела [365].
Тригалогензамещенные гетероциклические соединения восстанавливают в соответствующие ю-дигалогеняамещенные [366] нагреванием со спиртом в 20%-ной серной кислоте или с хлоридом олова (11):
спирт: HgSQ,спирт: HgSQ,'^'/'V''XCHBr1!'^'/'V''XCHBr1!
спирт: HgSQ,
спирт: HgSQ,
'^'/'V''XCHBr1!
'^'/'V''XCHBr1!
Обмен галогена с получением промежуточных соединений
При гидролизе магнпйорганических соединений водой или гидрокенлеодержа- щими соединениями образуются углеводороды:
RMgX-[ R'OH RH + R'OMgX
Как известно, на этой реакции основан метод количественного определения гидроксильных групи по Чугаеву — Церевитипову. Кроме того, эта реакция имеет некоторое препаративное значение для получения углеводородов из соответствующих галогенидов. Так, при действии разбавленной уксусной кислоты на реактив Гриньяра из 2-иодметилдекалина получается с хорошим выходом 2-метилдекалин [367]. С хоро- шич выходом получается также циклобутан при взаимодействии раствора циклобутил- магнпйбромида в н-дибутиловом эфире с н-бутиловым спиртом в течение 30 мин при 50° С. Применение ди-и-бутилового эфира и я-бутилового спирта облегчает выделение ниэкокппящего циклобутана [368].
Эта реакция протекает не только с водой п спиртом, ио и с аммиаком, первичными и вторичными аминами; например, по данным Губепа, лучшим методом получения насыщенных углеводородов из реактивов Гриньяра является разложение его хлоридом аммония [369].
Подвижный хлор в гетероциклических соединениях может быть иногда замещен па гцдразогруццу действием гидразина. При разложении образующегося при этом
W. W. Hartman, Е. Е. D г с g е г, Org. Synth., 9, 56.
R. A d a m s, C. Marvel, Org. Synth., 1, 57.
L. K. Sharp, J. Pharm. a. Pharmacol.. 1, .395 (1949).
P. И. Левина, С. Г. Куликов, ЖОХ, 16, 117 (1946).
J. Cason, R. L. W а у, .T. Org. Chem., 14, 31 (1949).
1369] J. II ou hen, B5r., 38, ЗМ7 (1905).
производного водным раствором сульфата меди получают вещество, в котором исходный атом галогена замещен на водород [370]:
NH—NH2
I
c,H5o/^/'VC6HhO/'VX/
Альберт и Роджер [371] разработали способ замены хлора, заключающийся в получении n-толуолсульфогидразинов с последующим разложением их щелочами.
И, наконец, иод в алифатических соединениях можно обменять на водород путем взаимодействия алкилподида с тпомочевиной с последующей десульфуризацией тиуро- ниевой соли встряхиванием с никелем Ренея [372].
Обмен галогена у олефиновых С-С-связей ' и в ароматических системах
Обмен галогена на водород в галогенорганических соединениях с галогеном ори двойной или тройной связи часто удается под действием амальгамы алюминия [373], алюмогидрида лития [374], а также цинковой пыли в смеси пиридина и уксусной кислоты [375], причем кратные связи между атомами углерода по затрагиваются. Под действием амальгамы натрия в первую очередь чаще всего происходит гидрирование по двойной связи, как, например, в випилгалогепидах.
Связанный с ароматическими системами галоген довольно легко обменивается на водород только в том случае, если его реакционная способность повышена за счет электроноакцепторных заместителей в орто- пли пара-положении. Так, в 1-хлор-2,4- динитронафталипе галоген обменивается на водород уже при нагревании до 150— 200° С с порошком меди в присутствии органической, например бензойной, кислоты [376]. Обменять галоген на водород часто удается также под действием натрия в спирте [377], ацетата меди (1) в пиридине пли окиси меди (1) и уксусного ангидрида ]3<8], и особенно при каталитическом гидрировании. В качестве катализаторов можно применять палладий на животном угле или на карбонатах щелочноземельных металлов, а также окись платины (катализатор Адамса). Возможность гидрирования 2-хлорлепи- дина в присутствии никеля Ренея в спиртовом растворе со щелочью для получения лепидина показывает, что этот катализатор применим также для обмена галогена на водород [379].
Лепидин. В 120 ям спирта растворяют 20 г 2-хлорлепидина и 6,3 а едкого кали. Затем добавляют 3 г никеля Ренея и гидрируют при комнатной температуре и атмосферном давлении до поглощения 1 моль водорода. Реакция заканчивается через 16 ч. Катализатор отфильтровывают и отгоняют спирт. Остаток экстрагируют эфиром и промывают водой. После высушивания эфирного экстракта растворитель отгоняют, а лепидин очищают перегонкой; т. кип. 126Q С (40 я» pm. cm.). Выход 94% от теоретического.
] R. О. С 1 i n t о п, С. М. S u t е г, J. Am. Chern. Soc., 69, 704 (1947).
] A. Albert, R. Roger, J. Chern. Soc., 1949, 1148.
(372J E. Hardegger, R. M. Mon la von, Helv. chim. acta, 29, 1199 (1946)
] T. И. Темникова, С. А. Баскова, ЖОХ, 21, 1823 (1951).
L. F H a t c h, R. H. P e г г y, J. Am. Chem. Soc., 71, 3262 (1949).
A, R о e d i g, H. N j e d en hrii ck, Chem. Ber., 90, 682 (1957).
E. V. Brown, J. Am Chem. Soc., 76, 3167 (1954).
A. Stepanow, Ber., 39, 4056 (1906).
W. G. H. E d w a r d sL R. G. St e wart, Chem. a. Ind., 1952, 472.
S. E. К r a h 1 e r, A. Burger, J. Am. Chem. Soc., 63, 2367 (1941).
При использовании для гидрирования 2-хлорлепидина катализаторов на основе благородных металлов [380] вместо никеля Ренея время реакции значительно сокращается и составляет лишь 1,5 — 2 ч.
Обмен галогена у других связей(в хлорангидридах кислот)
Обмен галогена па водород в хлорангидридах кислот осуществляют по реакции Розенмунда — Зайцева [381—383]. Избирательным гидрированием хлорангидридов кислот в присутствии подходящего катализатора, чаще всего палладия (5%) на сульфате бария (95%), получают альдегиды. Восстановление проводят, пропуская ток водорода через кипящий раствор хлорангидрида кислоты в ксилоле или в толуоле» в котором суспендирован катализатор. При этом следует полностью исключить доступ влаги и кислорода воздуха в реакционную массу, так как в противном случае образуются ангидриды кислот.
Однако описанный метод применим лишь в том случае, если предотвращено дальнейшее гидрирование образующегося альдегида до спирта или соответственно до углеводорода. Это достигается введением описанного Розенмундом и Цетше [384] контактного яда «хннолина-S», который может быть получен из хинолина и серы. Позже Вейганд и Менцель [385] нашли, что хинолин-S, состав и строение которого, неизвестны, можно заменить тиомочевиной. Другими контактными ядами являются фенилгорчичное масло и 2-меркаптобепзтиазол. ,
Значительное влияние на выход альдегида оказывает температура реакции. Поддерживая температуру на уровне, при котором началось выделение хлористого водорода, получают альдегиды с самыми высокими выходами, тогда как при более высоких температурах выход снижается вследствие образования побочных продуктов реакции [386].
При таком способе восстановления не затрагиваются даже такие легко восстанавливаемые группы, как кетогруппа и ннтрогруппа и даже алифатически связанный галоген. Правда, гидроксильные группы надо защищать ацетилированием.
Хинолия-S. Его получают кипячением в колбе с обратным холодильником в течение 6 ч 1 а серы с 6 г хинолина и разбавлением полученного продукта 70 мл обессеренного ксилола.
Получение катализатора — палладия на сульфате бария описано Мо- зипго [387].
По другому методу хлорангидриды кислот переводят в альдегиды через соединения Рейссерта [388]. Рейссерт обнаружил, что при действии хлористого бензоила на хинолин в присутствии водного раствора цианида калия протекает реакция, аналогичная реакции Шоттена — Бауманна, и с хорошим выходом образуется 1-бензоил-
F. W. Neumann, N. В. Sommer, С. Е. К a s 1 о w, R. L. Shriner, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 519.
О. В а уe г, в книге H о uben - We у 1 - M tiller, Methoden der orga- nischen Chemie, Bd. 7, T. 1, 4 Aufl., Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 1954, S. 285.
E, M о s e t t i g, R. Mozingo, Org. Reactions, v. 4, New York, John Wiley a. Sons, 1948, p.- 362.
K. W. R о s e n m u n d, Ber., 51, 585 (1918); A. S a у t z e f f, J. prakt. Chem. [2], 6, 130 (1872).
K. W. Rosenmund, F. Zetsche, Bor., 54, 425 (1921); 56, 1481 (1923).
C. W e у g a n d, W. M e n z e 1, Ber., 76, 503 (1943).
(386J T. Boehm, G. Schumann, II. II. Hansen, Arch. d. Pharm., 271, 490 (1933).
E. Schmidt, Ber„ 52, 409 (1919); R, Mozingo, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 685.
O. Bay er, в книге H ouhen - Wey 1 — Muller, Mcthoden der organi- schen Chemie, Bd. 7, T. 1, 4 Aufl., Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 1954, S. 291.
2-циан-1,2-цигидрохинолнн, который гидролизуется кислотами, причем получается бензальдегид и хинальдиновая кислота:
^УЛ+С,,Н6-с/0 +NHS ^'''^^СООН н^УЛ+С,,Н6-с/0 +NHS ^'''^^СООН нЛ^+сл-соа gg,» A/VH
^УЛ+С,,Н6-с/0 +NHS ^'''^^СООН н
^УЛ+С,,Н6-с/0 +NHS ^'''^^СООН н
СОС,Н5
Соединение Рейссерта. Наиболее целесообразным способом его получения является взаимодействие 1 моль хлорангидрида кислоты в сухом бензоле с 1 моль безводной синильной кислоты и 2 ^ольхцноллва. Полученный аддукт (выход 65—95%) омыляют кипячением с 5—Юн. раствором серной кислоты. Расщеплеине обычно протекает с количественным выходом.
Зонн и Мюллер [389] действовали эфирным раствором тетрахлороловянной (П) кислоты на имидхлориды и получиля альдегиды ароматического ряда с хорошими выходами. Для воссстановленпя имидхлоридов алифатических кислот этот метод непригоден.
С1IR—C=N—С6Н5С1IR—C=N—С6Н5Из анилипов а,в-ненасыщенных -кислот через соответствующие имидхлориды можно аналогичным образом получать а,р-ненасыщенные альдегиды [390]. Реакция протекает через шиффово основание, которое далее гидролизуют до альдегида:
С1
I
R—C=N—С6Н5
С1
I
R—C=N—С6Н5
н
I/н
R-C=N-C6H6 —► R—Сх +II3N-C6H6^0
По более новым данным хлорянгидриды кислот восстанавливают до альдегидов также при —78g С три-трет-бутоксиалюмогидридом лития в диметиловом эфире диэтиленгликоля (диглим) [391].
При восстановлении алюмогидридом лития получается соответствующий спирт с 60 —100%-ным выходом. Из галоидангидридов алифатических а,р-ненасыщенных кислот образуются преимущественно пенасытпенньге спирты [392], хотя из хлорангидрида коричной кислоты получается гипрокоричный спирт. Несколько мягче, чем алюмо- гидрид лития, реагирует этоксиалюмогидрид натрия, но даже с этим восстановителем из хлорангидрида коричной кислоты не удается получить соответствующего альдегида; при взаимодействии в тетрагидрофуране [393] в течение 4 ч при 65° С с сохранением двойной связи образуется коричный спирт с 70%-ным выходом.
II. Обмен кислорода на водород
Обмен гидроксильной группы
Прямой обмен гидроксильной группы па водород имеет препаративное значение лить в некоторых особых, но довольно важных синтезах. Для восстановления первичных и вторичных гидроксильных групп часто удобнее использовать косвенные способы. В первом случае исходят из галогенидов, во втором, кроме того, используют и ненасыщенные соединения, легко образующиеся из вторичных спиртов. Третичные гидроксильные группы обычно обмениваются непосредственно на водород под действием неблагородного металла со спиртом или кислотой, например натрия и спирта, а также при помощи каталитического гидрирования.
Взаимодействие спиртов с иодистоводородной кислотой рассматривается здесь как прямой обмен гидроксильной группы иа водород, потому что при таком способе восстановления нельзя выделять галогенид в чистом виде из-за восстанавливающих свойств иодистоводородной кислоты.
[389 [390 [391 [392 [393[389 [390 [391 [392 [393A. S о n n, Е. М it 11 е г, Вег., 52, 1929 (1919),
[389 [390 [391 [392 [393
[389 [390 [391 [392 [393
J. V. В т а и n, W. Rudolph, Вег., 67, 269, 1735 (1934).
Н. С. В г о w п, В. С. S u b Ь a R а о, J. Am. Chem. Soc., 80, 5377 (1958).
R. Nystrom, W. G. Brown, J. Am. Chem. Soc., 69, 1197 (1947).
G. H о s s e, R. S c h r 6 d e 1, Ann., 607, 24 (1957).
Учитывая высокую стоимость иода, обычно работают не с эквивалентными количествами подистоводородной кислоты, а добавляют фосфор, который в присутствии небольшого количества воды реагирует с выделяющимся в течение реакции иодом с образованием иодистоводородной кислоты. Часто удается обойтись и смесью фосфора с иодом, к которой ипогда добавляют небольшие количества иодистоводородной кислоты.
2-Этилбензойная кислота (получение из а-метилфталида по видоизмененной методике Гпбе [394]. В литровой круглодонной колбе смешивают 390 ал ледяной уксусной кислоты, 24 г красного фосфора и 8 г иода; эту смесь оставляют па 20 лик при комнатной температуре, в течение которых со слабым разогреванием проходит реакция между фосфором и иодом. Добавляют 8 мл воды, 2 мл 56,7%-ной иодистоводородной кислоты, 100 г а-метилфталида и кипятят 160 ч с обратным холодильником. Еще не остывшую реакционную массу отфильтровывают от фосфора и при перемешивании выливают в холодный раствор 35 г бисульфита натрия в 1500 мл воды, причем исчезает коричневая окраска иода и осаждается 2-этилбензойная кислота в виде бесцветных кристаллов. Последнюю после охлаждения отфильтровывают, фильтрат упаривают и таким образом получают еще немного 2-этилбонзойной кислоты. Общий выход составляет 80 г. Из сконцентрированного фильтрата эфиром удается извлечь 10 г исходного метилфталида, я таким образом выход по прореагировавшему фталиду составляет 90% от теоретического. Для очистки продукт кристаллизуют из воды, получая совершенно бесцветную 2-этилбензойную кислоту. -
Аналогично восстанавливают оксикарбоновые кислоты до карбоновых кислот. Так, из бензиловой кислоты с выходом более 90% получают дифенилуксусную кислоту [395]. Из лактонов полиоксикарбоновых кислот под действием йодистого водорода часто образуются сначала лактоны монооксикарбоновых кислот жирного ряда. Из лактона глюконовой кислоты получают лактон оксикапроновой кислоты и лишь при более высоких температурах в запаянной ампуле получается капроновая кислота [396]. Из глюкозаминовой кислоты аналогично под действием иодистоводородной кислоты получают аминокапроновую кислоту.
Прямой обмен гидроксильной группы на атом водорода можно осуществить действием неблагородного металла в среде кислоты или спирта или при помощи каталитического гидрирования. Восстановлению способствует наличие в соседних положениях ненасыщенных связей, ароматических систем или карбонильных групп, а иногда оно вообще протекает только при этом условии. Примером может служить не имеющее большой препаративной ценности восстановление коричного спирта натрием в спирте по Клагесу [397]. В реакционной массе содержится главным образом пропилбензол наряду с небольшим количеством пропенилбензола С6Н5СН=СНСП3. Пропилбензол не может быть получен из фенилпропилового спирта СвН8СН8СН2СН8ОН, так как последний совершенно не изменяется в условиях реакции Наоборот, куминовый спирт (СН3)гСНСвНаСН2ОН, гидроксильная группа которого находится рядом с ароматической системой, восстанавливается до цимола уже при продолжительном нагревании с одной лишь цинковой пылью. Восстановление ацетоинов, например бензоина, с хорошим выходом до дезоксиацетоинов под действием цинка в' спиртовом растворе хлористого водорода [398] свидетельствует о том, что спиртовая группа в а-оксикетонах тоже сравнительно легко элиминируете^. Ацетоксигруппу этерифнцированных уксусной кислотой а^оксикетонов можио прямо заменить на водород, применяя длительное кипячение с цинковой пылью в ледяной уксусной кислоте; соседняя кето-группа при этом нс изменяется [399].
G. Glebe, Вел, 29, 2533 (1896).
С. S. Marvel, F. В. Hager, Е. С. Candle, Org. Synth., 3, 45 (1923).
Н. Kiliani, S, Kleemann, Ber., 17, 1296 (1884).
A. KI ages, Ber., 39, 2587 (1906).
H. St ob be, Ber., 35, 911 (1902).
K.S, Rosenfeld, T. F. Gallagher, J. Am, Chern. Soc., 77, 436 7 (1955).
Гидроксильная группа, связанная с третичным атомом углерода, обменивается значительно легче, чем связанная с вторичным или первичным атомом. Так линалоол»
СН3
Iсн3-с=сн—си2—сн2—с—СН-СЩ
II
СЫзОН
третичная гидроксильная группа которого к тому же находится рядом с двойной связью, переходит в линалоолен уже при нагревании с цинковой пылью в запаянной ампуле [400]. Исходя из возможности протекания такой реакции, можно даже сделать вывод о характере гидроксильной группы, т. е. отличить третичную гидроксильную группу от вторичной и первичной [401].
Чаще положительные результаты получаются при использовании сочетания цинковой пыли с соляной или уксусной кислотой или же с раствором едкого натра. Так, например, гидроксильная группа триарилкарбннолов легко обменивается на атом водорода при кипячении с цинком и ледяной уксусной кислотой. По данным Кауфмана [402], метоксилированные трифенилкарбинолы можно восстановить до трифеиил- метанов даже горячим спиртом в присутствии соляпой кислоты, но в этом случае реакция, очевидно, идет через триарилхлорметан. Аналогично протекает и восстановление фталеинов; так, по данным Байера [403], при кипячении 3,3-дифепилфталида с цинковой пылью и раствором едкого натра образуется трифенилметаи-о-карбоновая кислота:
/^СЩСвН^
11 I
\соон
Енольный гидроксил восстанавливается амальгамой натрия [404]. .Этот же вос- сгаповитель в кислом растворе хорошо восстанавливает гидроксильную группу лактонов. Так, из валеролактопа образуется валериановая кислота, а из капролактона — капроновая. В отличие от этого лактоны полиоксикарбоновых кислот, особенно в ряду углеводов, восстанавливаются амальгамой натрия в первую очередь по карбоксильной группе. По Берчу, винилкарбинолы и другие спирты можно восстанавливать, натрием и спиртом в жидком аммиаке. Так, из 2>-сабннола образуется /нх-туйен:
СИ,СНз
■нс(сн,)2 НС(СН,),.
Бензиловый и фурфуриловый спирты восстанавливаются таким же способом соответственно до толуола и метилфурана [405].
Спирты можно восстанавливать до углеводородов также каталитическим гидрированием. 2,2,3-Триметилбутанол-1 гидрируется при 300° С за 18 ч в присутствии катализатора на основе кобальта и окиси алюминия до триметилбутана (триптана) с 56%-ным выходом. Эту реакцию не удалось провести под действием меднохромового-
400]401402403404 [405400]401402403404 [405F. W. S е m m I е г, Вег., 27, 2520 (1894).
400]
401
402
403
404 [405
400]
401
402
403
404 [405
F. W. S е m m 1 е г, Вег., 33, 776 (1900).
Н. Kauffmann, Вег., 38, 2702 (1905); 41, 4423 (1908).
A. v. В а е у е г, Вет., 12, 644 (1879).
D. Vorlander, О. А ре 11, Вег., 37, 1134 (1904).
A. J. Birch. J. Chem. Soc.. 1945, 809.
катализатора [406]. Алифатические спирты, кроме того, гидрируются до углеводородов в присутствии окиси ванадия и окиси алюминия [407 ]. Под действием никеля Ренея из первичных спиртов с прямой цепью получаются предельные углеводороды, у которых на один атом углерода меньше, чем в исходном спирте [408].
Гемеллитол [409]. К раствору 61,5 а 2,3-диметилбензилового спирта (т- пл. 65—65,5° С) в 70 .ил этилового спирта добавляют За меднохромового катализатора, содержащего окись бария, и гидрируют эту смесь в автоклаве с мешалкой при 220—235° С в течение 8,5 ч. Начальное давление водорода при 28° С составляет 100 am, во время реакции оно достигает 190 am. По окончании гидрирования отделяют катализатор фильтрат разбавляют 600 .ил воды и углеводород тщательно экстрагируют эфиром. После осушки эфирных растворов сульфатом натрия отгоняют эфир и остаток перегоняют через короткую колонку со стеклянной насадкой. Собирают фракцию 172—173° С; выход 50 г (92% от теоретического).
Более подробно о применении медпохромовых катализаторов см. [410].
Никель Ренея расщепляет эфиры метансульфоновой [411] и бензойной кислот ’[412], окись платины — эфиры уксусной кислоты [413], а палладий на угле — эфиры угольной кислоты [414].
Алюмогидрид лития не восстанавливает спирты. Гидроксильная группа обменивается на водород лишь в некоторых исключительных случаях, например в замещенных бензиловых спиртах с амино- или метокси-группой в орто- или пара-положении к карбинольной группе [415].
Фенольный гидроксил удаляют перегонкой с цинковой пылью. Правда, этот способ не имеет препаративного значения, но важен для доказательства строения вещества. При перегонке фенантрола с ципковой пылью в токе водорода получается ■с 72%-ным выходом фенантрен [416].
Обмен карбонильного кислорода
Прямой обмен
Известны два основных способа обмена карбонильного кислорода на водород: восстановление по Клемменсену и каталитическое гидрирование.
Наряду с пими для восстановления карбонильных групп в разных кстосоеди- нениях можно использовать другие известные восстановители. Так, например, изоду- рилфепилкетон в растворе ледяной уксусной кислоты можно частично восстановить действием большого избытка иодистоводородиой кислоты, перемешивая смесь в течение 2 ч при температуре кипения. Получается с хорошим выходом 2,4,5,6-тетраметил- бензилфенилкетон [417]. Так же можно восстановить о-бромбензофенон смесью иоди- -стоводородной кислоты и красного фосфора до о-бромдифенилметава; выход 82%. В этих случаях достигаются лучшие выходы, чем до методу Клемменсена [418].
т. A. Ford, Н. W. J а с о h s о n, F. С. McGrew, J. Am. Chem. Soc., 70, 3793 (1948).
V. 1. Komarewsky, G. F.‘P ri ce, J. R. Coley, J. Am. Chem. Soc., 69, 238 (1947). .
H. A d k i n s, R. E. В u г k s, J. Am. Chem. Soc., 70, 4174 (1948).
[409 L. I. Smith, L. J. 8 p i 11 a n e, J. Am. Chem. Soc., 62, 2639 (1940).
W. Foerst, Weuere Methoden der praparativen organischen Chemie, Bd. 1, 2 AufL, 1949, S. 117.
A. S. D r e i d i n g, A. J. T о m a s e w s k i, J. Am. Chem. Soc., 77, 411 (1955).
M. W. С г о n у n, J. Org. Chem., 14, 1013 (1946).
T. A. G e i s s m a n, E. II i n г e 1 n e r, J. Am. Chem. Soc., 72, 782 (1951).
1414] K. Kinder, K. Schrader, Ann 564, 49 (1949).
L. H, Con over, D. 8. T arb ell, J. Am. Chem. Soc., 72, 3586 (1950).
A. Schonberg, F. L. Warren, J. Chem. Soc., 1939, 1838,
R. C. F u s о n, P. E. H о c h, J. Am. Chem. Soc., 71, 1585 (1949).
14181 С. K. Bradsher, F. A. V i n g i e 11 o, J. Org. Chem., 13, 786 11948).
Из 2-амииобензофенопа можно с очень хорошим выходом под действием избытка натрия в абсолютном спирте получить 2-аминодифенилметан [419]. Имеются сообщения о проведении аналогичных процессов восстановления под действием цинковой пыли в кислом или щелочном растворе. Так, аллопрегпандпон-3,20 восстанавливается [420] цинковой пылью и концентрированной соляной кислотой в спирте до аллопрегнанона-2о с 72%-ным выходом. Описано также восстановление 1,2,5,6-ди- бензантрахинон-4',8'-дисульфокислоты цинковой пылью в концентрированном водноаммиачном растворе до соответствующего производного антрацена [421]; выход 95%.
Восстановление карбонильных соединений системой амальгамированный цинк— концентрированная соляная кислота по Кломменсену применимо почти во всех случаях [422—425]. Амальгамированием цинка достигается перенапряжение водорода, повышающее потенциал выделения водорода. Концентрация применяемой для восстановления соляной кислоты должна лежать в пределах 20—40%; реакция протекает при кипячении в среднем за 5—10 ч. Восстанавливая неустойчивые к действию кислот карбонильные соединения, реакционную массу оставляют стоять на одпи иди несколько суток при комнатной температуре. Иногда продукты реакции получаются с весьма умеренными выходами. Выходы зависят как от химических свойств восстанавливаемого соединения, таи и в значительной степени от условий проведения реакции. Необходимыми условиями для успешного протекания реакции являются некоторая растворимость карбонильного соединения в воде и жидкое состояние вещества в условиях реакции. Для увеличения растворимости можно применять добавки спирта, уксусной кислоты или диоксана. Но при этом следует, однако, учитывать, что слишком хорошая растворимость восстанавливаемого вещества облегчает образование побочных смолообразных продуктов, которые обволакивают металл и том самым инактивируют ого. Такое явление устраняется добавками толуола.
По этому методу можно восстанавливать:
Алифатические и ароматические альдегиды.
Алифатичесиие, алициклические и жирно-ароматические кетоны. При восстановлении алифатических оксикетонов с первичными [426], вторичными [427] или третичными [428] гидроксильными группами, находящимися не в «-положении к карбонильной группе, гидроксильные группы не затрагиваются — восстанавливаются только карбонильные группы. При восстановлении дикетопов в некоторых случаях возможен частичный обмен одной карбонильной группы, а при восстановлении циклических р-дикетонов иногда происходит превращение циклической системы [429].
Кетокислоты и их эфиры («, р [430], у [431], 5 [432] и др.). Восстановление' а-кетокислот [430] обычно приводит лишь к переводу группировки — СО—СООН в -СН(ОН)-СООН.
а,р-Ненасыщенные карбонильные соединения. В этих соединениях [430] группировка —СН=СН—СО— восстанавливается до —СН3—СНг —СН3—, однако* возможно восстановление или двойной связи, или карбонильной группы.
[419
[420
[421
[422
[423
[424]
425)
426
427
428
429
430
431
432
A. R. Т о d d et al., J, Chern. Soc., 1948, 292.
H. F. B. Hirschmann, M. A. D a ns, J. Biol. Chern., 178, 751 (1949).
J. Cason, L. F. F i e s e r, J. Am. Chern, Soc., 62, 2681 (1941).
E. Cie m m ensen, Ber., 46, 1837 (1913); 47, 51, 681 (1914).
E. L. Martin, Org. Reactions, v. 1, New York, John Wiley a. Sons, 1942,.
p. 155.
O. Bayer, в книге Houben-Weyl — Muller Bd. 7, T, 1, 4 Aufl.^ 1954, S. 491.
Ctaschewski, Angew. Chern., 71, 726 (1959).
Clemmensen, Ber., 47, 681 (1914).
R. E. M а г k e г, E J. Lawson, J. Am, Ghem. Soc., 61, 852 (1939).
R. E. Lutz, L. Smale, J. Oro. Chern., 4, 220 (1939).
A, N. D e y, R. R. L j n s t e a d, J. Chern, Soc., 1935, 1063.
W. Steinkopf, A. Wolfram, Ann., 430, 113 (1923).
C. F. К о e 1 s c h, J. Am. Chern. Soc., 55, 3885 (1933).
L. R u z f c k a, W. В uegger, C. F, Seidel, H. S chi nz, Helv. chin» acta, 11, 496 (1928),
Если восстановление карбонильного соединения ио Клемменсену не приводит к целп, то с большим успехом можно использовать метод Кпжнера (стр. 81).
«-Ундекан [433]. Кипятят 50 г метил-н-нонилкетона (т. кип. 224—226° С) и 300 г амальгамированного цинка в 330 мл смеси равных частей технической соляной кислоты и воды в колбе с обратным холодильником в течение 24 ч, непрерывно добавляя концентрированную соляную кислоту для поддержания бурного выделения водорода. После охлаждения отделяют маслянистый слой от водного раствора, промывают водой и сушат. При перегонке получают 40 г «ундекана (т. кип. 193—195“ С), что соответствует выходу 88% от теоретического.
Точно такой же метод используется и для восстановления жирно-ароматических кетонов.
н-Пропилбензол. В смеси равных частей технической соляной кислоты п воды нагревают 25 г пропиофенона и 100 г амальгамированного цинка. Через 5 мин начинается бурная реакция; нагревание с добавлением время от времени концентрированной соляной кислоты продолжают в течение 4 ч. Из реакционной массы выделяют 20 г н-пропилбензола (фракция 155—160° С), что соответствует 90%-ному выходу от теоретического. ,
Мартин [434] предложил проводить реакцию Клемменсепа в присутствии толуола. ' ,
Арилмасляные кислоты. Для получения этих кислот из соответствующих замещеппых бензоилпропионовых кислот встряхивают 100 г губчатого цинка в течение 5 .мил с 10 г хлорида ртути (II) и 5 мл концентрированной кислоты в 150 мл воды. Водный слой сливают, к амальгамированному цинку приливают 75 мл воды, 175 мл концентрированной соляной кислоты. 100 мл толуола и 50 г восстанавливаемого карбонильного соединения. Для повышения растворимости карбонильного соединения в водном слое иногда добавляют 3—5 мл ледя* ной уксусной кислоты и интенсивно нагревают смесь с обратным холодильником до кипения. Нагревание продолжают 24 ч, прибавляя через каждые 6 ч по 50 мл концентрированной соляной кислоты. При этом оказалось, что восстановление В-бензоилпропионовой кислоты, м- и п-В-толуилпропиоиовых кислот, 1- и 2-р-на- фтоилпропионовых кислот, бензоилнафталица, р-пафтилметилкетона и других соединений протекает успешнее при добавке толуола. Для сравнения Мартин проводил эти синтезы по старому и новому методам; выходы соответственно составляли 72—78 и 90%.
Иногда по реакции Клеммепсепа не происходит однозначной замены кислорода па водород. Например, при восстановлении бензофенона амальгамированными цинковыми опилками и водным раствором хлористого водорода получается бензпипакоп ■с 70%-ным выходом, а при применении спиртового раствора хлористого водорода наряду с незиачительным количеством ожидаемого дифенилметана образуются главным образом бензпииаколин и тетрафеяилэтилен [435].
Возможно также каталитическое восстановление карбонильной группы до метиленовой. В качестве катализаторов применяют хромит меди и благородные металлы (палладий на угле, палладий на сульфате бария, платину, окись платины). Так, арил- кетоны восстанавливаются с хорошими выходами до алкилбензолов при 185—250° С в присутствии медпохромового катализатора [436]. При 110—130° С о- и п-бензаль- дегиды восстанавливаются до соответствующих крезолов, а о- и n-оксиарилкетоны гидрируются до оксиалкилбензолов.
Гидрирование карбонильного соединения проводят в стальном качающемся автоклаве с медным вкладышем вместимостью 500 мл. В него загружают
[433] Е. Clemmensen, Вег., 46, 1841 (1913).
|434] Е. L. М а г t i n, J. Аш, Chern. Soc., 58, 1438 (1936).
[435] W. Steinkopf, A. Wolfram, Ann., 430, 113 (1923).
1436] D. N i g b t i n ?a 1 e, J. Org. Chern., 14, 1089 (1949),
0,25 моль кетона или альдегида и 4 г меднохромового катализатора [437 [. При гидрировании оксиальдегидов во избежание образования смолистых продуктов добавляют еще 100 мл безводного метилового спирта (ч. д. а.). Ароматические кетоны восстанавливают при начальном давлении водорода 300—340 ат, оксиальдегиды и оксикетопы можно гидрировать под давлением 220—240 ат. При гидрировании в спиртовом растворе температуру поддерживают около 200— 250° С до прекращения изменения давления, а при ведении процесса без растворителя для получения углеводорода достаточно температуры 180—195° С. После окончания гидрирования реакционную массу вымывают метиловым спиртом или бензолом, отделяют фильтрованием катализатор и обычным способом выделяют продукт реакции.
2-Мстилфуран получают путем пропускания фурфурола в токе водорода при нормальном давлении и 200—250°С над мелкораздроблепным хромитом меди на угле [438].
В мягких условиях восстановление удается провести в присутствии палладиевых катализаторов (3% палладия на сульфате бария или на угле). Растворителями служат спирты, этилацетат и ледяная уксуспая кислота с небольшими количествами серной или хлорной кислоты, ускоряющих гидрирование. Давление водорода колеблется в пределах от нормального до 5 ат, температура — от комнатной до 90° С. Количество поглощаемого водорода не должно превышать 2 моль водорода на один карбонильный кислород.
Восстановление карбонильной группы в альдегидах и кетонах до метильной или метиленовой группы при помощи иомплексных гидридов металлов удается очень редко. Ароматические альдегиды и кетоны с амино- или метокси-группами в орто- нли пара-положении к карбонильной группе восстанавливаются в очень жестких условиях. При кипячении с обратным холодильником n-аминобензофенона в смеси диэтилового и дибутилового эфиров в течение 1 ч с пятикратным избытком алюмо- гидрида лития при температуре 80’ С наряду с n-амикобензгидролом (выход 15%) образуется также л-аминодпфенилметан [439] (выход 57%). В этих же условиях можно восстанавливать производные аиридопов [440] и ксантонов [441].
Карбонильная группа в гетероциклических соединениях восстанавливается достаточно легко в ряду пиррола , как это показали Трейбс и Дерра-Шеррер [442].
Обмен карбонильного кислорода с получениемпромежуточных соединений
Метод Кижнера . Исключительно удачным методом восстановления большинства карбонильных соединений является восстановление по методу Киж- псра [443]. Метод состоит в получении гидразонов или семикарбазонов карбонильных
соединений и разложении их под действием едкого кали или алкбголята щелочного, металла:
zO
R-Cf —> R—CH=N-NH2 —> R-CHS + N3
Присутствие едкого кали или алкотолята не всегда обязательно; гидразоны кетона Мнхлсра, флуоренона или бензофенона превращаются в соответствующие углеводороды уже в присутствии гидразингидрата [444]. Это же справедливо для некоторых кетонов, содержащих сульфоновые группы, например, для гидразона п-мстилсуль- фонилацетофенона [445]. Разложение идет в отсутствие сильно основного катализатора, очевидно, тогда, когда в образующейся метиленовой группе имеются подвижные атомы водорода.
Протеканию реакции Кижнера иногда могут мешать две побочные реакции — образование азина и восстановление исходного карбонильного соединения до спирта. Обе реакции идут в присутствии воды. Часть гидразона может расщепляться водой на гидразин и карбонильное соединение, а затем гидразон и карбонильное соединение реагируют с образованием азина. Наряду с этим образующееся при гидролизе гщ-ра- зона и семикарбазона карбонильное соединение может восстанавливаться до спирта содержащимися в реакционной среде алкоксильными анионами. Обе побочные реакции удается подавить, предотвратив гидролиз гидразона нлн соответственно семикарбазона. Этого можно достигнуть добавлением избыточного гидразина или удалением освобождающейся при образовании гидразона воды.
При гидрировании гетероциклических или ароматических кетонов с активными атомами галогена в молекуле реакция сопровождается замещением последних. Нитросоединения, стабилизующиеся в спиртовой среде в виде a^u-нитросоединеинй, не восстанавливаются. В некоторых условиях может произойти также расщепление простых эфирных группировок.
По Вольфу гидразоны расщепляют действием алкоголята, по Кижнеру — применяют твердое едкое кали.
Восстановление камфоры до камфана по методу Вольфа [446] проводят следующим образом.
- Камфан. В 10 мл спирта растворяют 0,8 г натрия и 10 а хорошо высушенного гидразона камфоры и нагревают в запаянной толстостенной ампуле в течепие 18 ч при 190° С. После прибавления 750 мл воды получают неочищенный кристаллический камфан, который очищают перегонкой с паром; т. пл. 156—157° С; т. кип. 161° С (757 мм рт. ст.). Выход 7 г, или 84% от теоретического.'
Приводим описание получения н-пропилциклобутана по методу Кижнера из гидразона циклобутилэтилкетона [447].
я-Пропилциклобутан. Для получения гидразона на масляной бане нагревают в течение 3 ч при 110—130° С смесь 18 г кетона, 18 г 90%-ного гидразингидрата и 50 мл абсолютного спирта. Затем отгоняют спирт и сушат остаток, твердым едким кали. Гидразон сливают с едкого кали и разлагают нагреванием в колбе Клайзена, снабженной капельной воронкой, при 120—140° С в присутствии 2 в твердого едкого кали и двух небольших осколков глиняного черепка, предварительно смоченных раствором соли платины и хлорида аммония и прокаленных. Отогнанное вещество, обрабатывают разбавленной уксусной кислотой, выделяющийся углеводород промывают водой, сушат плавленым карбонатом калия и дважды перегоняют над металлическим натрием. Таким образом получают 7 г углеводорода (44,5% от теоретического); т. кип. 99—100° С (736 мм рт. ст.).
Без щелочей разложение по методу Кижнера протекает, например, при получении 3-метилпирена из пиреи-3-альдегида [448].
Н. Staudinger, О. К upf е г, Вег., 44, 2197 (1911).
Н. Klosterziel, Н. J. Hacker, Rec. trav. chim., 71, 361 (1952).
L. Wolff, Ann., 394, 96 (1912).
N. D. Zelinsky, B. A. Kasansky, Ber., 60, 1101 (1927). x
H. Bolmann, H. decker, M. Corel!, H. Streeck, Am., 531,.
1 (1937).. -
8-Метилпврен, В стальном автоклаве емкостью 1 л в течение 8 ч нагре вают при 200® С 20 г пирен-3-альдегида с 100 г гидразингидрата (избыточно! давление около 100 ат). Твердый неочищенный продукт промывают водой перегоняют в вакууме и получают 17 е практически чистого 3-метилпирена т. пл. 70—71® С.
Этот метод был значительно усовершенствован путем введения высококиттящи^ растворителей и полного удаления реакционной воды, в результате чего отпала необходимость в высоком давлении [449].
у-(л-Феноксифенил)-масляпая кислота [450]. Смесь 500 г (1,85 лодь' р-(«-феноксибензоил)-пропионовой кислоты, 350 г едкого кали и 250 мл 85%-ногс гидразингидрата в 2,5 л три- или диэтиленгликоля нагревают 1,5 ч с об ратину холодильником. Образующуюся воду отгоняют с нисходящим холодкльникоы до тех пор, пока температура реакционной массы не достигнет 195° С. Затем раствор нагревают еще 4 ч с обратным холодильником.
После охлаждения раствор разбавляют 2,5 л воды и медленно' вливают в 1,5 л 6 н. раствора соляной кислоты. Вес отделенного высушенного продуйте 451 г (95% от теоретического выхода); т. пл. 64— 66° С. После перекристаллизации из смеси лигроина и бензола получается чистая феноксифенилмасляная кислота; т. пл. 71—72° С.
Разложение семикарбазона с образованием гетероциклического соединения описано на примере восстановления 2-формилпиррола до 2-метйлпиррола [451].
Обмен карбонильного кислорода^промежуточным получением меркапталей
Карбонильная группа в эфирах а- и p-кетокарбоновых кислот легко реагирует с могилмеркаптаном в присутствии хлорида цинка и сульфата натрия с образованием меркапталей. Меркаптали кипятят с Обратным холодильником в течение несиольких часов с никелем Ренея в спирте [452]. В результате получаются эфиры карбоновых кислот с выходом от 70 до 80%. В ряду углеводов из некоторых альдоз с достаточно хорошими выходами получены так называемые 1-дезоксиполиолы кипячением в течение 2 ч меркапталей в спиртовом растворе с большим избытком никеля Ренея. Так, например, восстанавливают D-ксилозу до 1-дсзокси-У-ксилита [453].
' 3. Обмен кислорода в карбоксильной или слошноэфирной группе
Восстановление карбонильной группы в карбоновых кислотах и их эфирах до метиленовой переводит их в соответствующие спирты. Эту реакцию можно провести тремя методами: а) по Буво — Блану; б) каталитическим гидрированием в присутствии меднохромового катализатора или никеля Реиея; в) комплексными гидридами металлов.
Открытое в 1903 г. Буво и Бланом [454] восстановление эфиров карбоновых кислот натрием и спиртом проводится в довольно жестких условиях. Обычно для этого раствор 1 моль эфира карбоновой кислоты в абсолютном спирте приливают по каплям непосредственно к 6 г-атом натрия, нарезанного крупными кусками, и затем смесь в течение нескольких часов нагревают с обратным холодильником до полного растворения натрия, выделяя после добавления воды образующийся спирт.
Н uang-Minl on, J. Am. Chern. Soc., 71, 3301 (1949).
H u a n g - M i n l-o n, J. Am. Chem. Soc., 68, 2487 (1946).
P. A. Cantor, R. Lancaster, C. A. Vander W erf, J. Org. Chem., 21, 918 (1956).
M. S. Newman, H. M. W a 1 b о г s k y, J. Am. Chem,. Soc., 72, 4296 (1950).
E. Z i s s i s, N. K. R ich t m yer, J. Am. Chem. Soc., 75, 129 (1953).
L. В ou ve aul t, H. G. Blanc, Bull. Soc. chim. France [3], 29, 787; 31, 666 (1904); C. r., 136, 1676 (1903); 137 , 60 (1903).
Для успешного протекания реакцпп обязательно применение абсолютного- спирта, поскольку в противном случае пропсходпт омыление с образованием значительных количеств кислоты. Обычно восстановление проводят в среде этилового cnnpia, но применяется также и н-бутпловый спирт, в среде которого реакцию можно проводить при более высокой температуре.
Вводя добавки, разрушающие образующийся алкоголят (двуокись углерода, хлорид аммония), и соблюдая некоторые особые условия проведения реакции, можно повысить выход конечного продукта [455].
Реакция протекает гладко с эфирами карбоновых кислот жирного ряда, но нс с эфирами ароматических кислот, в которых карбоксильная группа связана непосредственно с ядром. Соответствующие насыщенные спирты образуются при восстановлении а,р-ненасыщоппых кислот, но если двойная связь не сопряжена с карбоксналкпль- пой группой, то обычно она не гидрируется.
Разработан [456] улучшенный общий метод восстановления эфиров жирных кислот натрием. По этому методу для восстановления рекомендуется применять вторичные спирты. Работают с небольшим избытком натрия и спирта (около 5%). Кроме того, реакцию проводят в инертном растворителе, простом эфире или углеводороде, например в ксплоле. Сложный эфир и применяемый для восстановления спирт растворяют в достаточном количестве растворителя, для получения жидкой гомогенной реакционной массы, и при перемешивании добавляют к мелкораздроблешюму натрию в кипящем растворителе. Выходы достигают 80—95%. Особенно удобен этот метод для получения ненасыщенных спиртов из ненасыщенных эфиров.
Олеиловый спирт из этилового эфира олеиновой кислоты [457]. В кругло- донную колбу емкостью 5 л, снабженную обратным холодильником с широким просветом, вносят 200 г (0,65 моль) перегнанного этилового эфира олеиновой кислоты и 1,5 л абсолютного спирта. Перед этпм спирт сушат над кальцием и перегоняют над трет-бутилатом алюминия сразу в реакционную колбу.
Через обратный холодильник постепенно вносят 80 г (3,5 г-атом) натрия, поддерживая бурное протекание реакции. При этом колбу время от времени встряхивают. После прекращения бурного выделения водорода добавляют еще 200 лл абсолютного спирта и нагревают па паровой бале до полного растворения натрия. Затем прибавляют 500 .чл воды и нагревают 1 ч с обратным холодиль- нпком для омыленпя непрорсагировавшего эфира. Неомыляемую фракцию извлекают эфиром, эфирный экстракт промывают 1%-иым раствором едкого кали и затем водой до полного удаления щелочи (по фенолфталеину). После осушки над сульфатом натрия отгоняют эфир и остаток разгоняют. Получают 84—89 г продукта (49—51% от теоретического); т. кип. 150—152° С (1 мм рт. ст.).
Восстановление эфира карбоновой кислоты до спирта возможно также каталитическим гидрированием над меднохромовым окисным катализатором [458]. Для проведения этого гидрирования требуются довольно жесткие условия: избыточное давление водорода 200 — 300 ат и температура 200—250° С. В этих условиях эфиры жирных кислот гидрируются до спиртов, обычно с выходами выше 90%; точно так же эфиры дпкарбоновых кислот переходят в соответствующие диолы. Исключение составляет малоновый эфир и продукты его замещения; в этом случае ожидаемые 1,3-гли- коли восстанавливаются дальше с образованием одноатомных спиртов [459]. То же наблюдается и при восстановлеппи эфиров ароматических и гетероциклических карбоновых кислот, из которых получаются углеводороды. Эфиры бензойной кислоты с количественным выходом превращаются в толуол; из дпэтилового эфира фталевой кислот с 84%-ным выходом образуется о-ксилол.
L. В а 1 f г а у, Р. Anglaret, С. г., 224 , 404 (1947).
V. L. Hansley, Ind. Eng. Chern., 39, 55 (1947).
H. Adkins, R. H. Gillespie, Org. Synth., Coll, v. 3 1955, p. 671.в , ь j ,
Ch. Grund mann, в книге Neuere Methoden der praparativen organischen Chemie, Bd. 1, Verlag Chemie, Weinheim Bergstr., 1943, S. 117; G. Scbiller, в книге Houben-Weyl — Muller, Bd. 4, T. 1 4 Aufl., 1955, S. 318.
R. Connor, И. Adkins, J. Am. Chern. Soc., 54, 4678 (1932).
Гексаметиленгликоль из эфира адипиновой кислоты [458, 460]. В авт< клав высокого давления, емкостью не менее 400 .мл, загружают 2 52 г (1,25 мод дпэтилового эфира адипиновой кислоты и 20 г меднохромового окисного кат, лпзатора [458, 461]. Автоклав закрывают, устанавливают в приспособлен! для встряхивания и подают в него водород. Предельное давление зависит < прочности автоклава, при этом следует помнить, что давление на .холоду в 1,8 ра$ меньше, чем давление при высокой температуре, которую нужно поддерживат в начале реакции. При максимально допустимом рабочем давлении автоклах около 350 ат начальное давление нс должно превышать 140 ат; в холодны автоклав, рассчитанный на 650—700 ат, можно подавать водород, доводи давл нце до 200 ат.
После подачи водорода включают приспособление для встряхивания авт, клана п как можно быстрее нагревают автоклав до 255° С. Эту температур поддерживают до тех пор, пока давление не станет постоянным в течение 1 В зависимости от активности катализатора, начального давления и частот исходного продукта гидрирование продолжается 6—12 ч. Если емкость авт клава 2 л иди больше п начальное давление не очень велико, то во время реакцг следует добавлять водород, чтобы давление не падало ниже 100 am.
По окончании реакции автоклав охлаждают, снижают давление и пер, носят содержимое автоклава в стакан емкостью 600 мл, ополаскивая автокл$ четырьмя порциями 96%-ного спирта (по 25 мл каждая). Катализатор отсасывав на воронке Бюхнера или, что лучше, отделяют центрифугированием и промывай четырьмя порциями 96%-ного спирта (по 25 .мл каждая). К фильтрату доба: ляют 50 .мл 40%-пого раствора едкого натра и кипятят 2 чс обратным холодил пиком. ] [родукт реакции переносят в перегонную колбу емкостью 1 л и отгоняй спирт до температуры 95° С в парах. Горячий остаток переливают и жпдкостнь экстрактор непрерывного действия, а перегонную колбу ополаскивают 50 л воды. Продукт реакции экстрагируют эфиром пли бензолом, что в зависимое-] от эффективности экстрактора продолжается от 24 до 50 ч. После этого отгоняй растворитель и после удаления спирта и воды гликоль перегоняют в вакууь из колбы Клайзена емкостью 250 ,чл. Выход гексаметилеигликоля 125—132 (85—90%, от теоретического); г. кии. 148—144° С (4 .ч.м pm. cm.y, т. пл. 41—42° <
Другим способом восстановления эфиров карбоновых кислот является провод- мое в мягких условиях восстановительное расцепление эфиров тполовых кислот п< действием никеля Ренея. При этом отщепляется меркаптан и образуются соответств- ющие спирты [4621.
Каталитическому гидрированию подвергаются не только сложные эфир) но и свободные кислоты. Так, например, из лауриновой кислоты [463] в присутствь катализатора окиси меди при 300° С и давлении водорода 250 am за 90 мин получай лауриловый спирт; выход 94%.
Для прямого гидрирования карбоновых кислот до спиртов можно примепя: катализаторы из окиси рутения или из рутения на угле (10%, рутения) [464]. Гидрир ванне проводят при температуре около 150° С и давлении водорода 500—900 а> Используя специальный катализатор типа никеля Ренея, можно при 50° С проводи- ।идрировапио эфиров а-амицокарбоновых кислот, причем образующийся амивоспи] но подвергается рацемизации (4«Г>].
Неоценимое значение, особенно в химии природных соединений, имеет мет< восстановления карбоновых кислот и их ирокзиодпых при помощи комплекснь
A. W. Ingersoll, S. П. Babcock, Org. Synth., Coll. v. p. 328.
w. A. L a z i e'r, H. R, Arnold, Org. Synth., Coll, v, 2, p. 142.
O. Jeger, J.‘Noremberski, S. Szpilfogel, V. Pregel, Hei chim. acta, 29, 684 (1946).
A. Guyer, A. В i e 1 e r, K. J a b e г g, Holv, chim. acta. 30, 39 (1947).
|464] J. E. Carnahan et al., J. Am. Chern, Soc,, 77, 3766 (195.5).
H. A d k i n s, H. И. В И 1 i c a J. Am, Chem. Soc., 70, 695, .3118, 31: (1948).
гидридов металлов [466] и в первую очередь алюмогидрида лития [467, 468]. Свободные кислоты, их эфиры и ангидриды легко восстанавливаются до соответствующих спиртов (469]. Лактоны превращаются в диолы [-470]. Реакция иротекает довольно легко даже при комнатной температуре. В качество растворителей применяются преимущественно эфир, диоксап или тетрагидрофурап. Часто используют также метилаль, который превосходит по своим качествам эфир (оп, например, лучше растворяет поликарбоновые кислоты п поликарбонилыше соединения [471]). Вместо алюмогидрида пития можно применять также более дешевый алюмогидрид натрия . В этом случае в качестве растворителя применяют тетрагидрофурап [472].
2-Метилбутапдиол-1,3 из а-метилацетоуксусного эфира [473]. В трех- горлой колбе емкостью 500 лм с мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой нагревают до кипения в течение 10 мин 4 г алюмогидрида лития и 100 мл абсолютного эфира. Затем суспензию алюмогидрида лития охлаждают во льду и, продолжая охлаждение, медленно добавляют по каплям раствор 14,4 г а-метилацетоуксусного эфира в 50 мл абсолютного эфира. Перемешивают смесь еще 1 ч при 0° С. и при хорошем охлаждении льдом осторожно добавляют по каплям 20 лл воды. Отфильтровывают образующийся осадок и восемь раз промывают его на воронке Бюхнера, перемешивая с небольшими порциями эфира и опять отсасывая. После сушки объединенных эфирных фильтратов сульфатом натрия растворитель отгоняют и маслянистый остаток перегоняют в вакууме. Получают бесцветное масло; т- кин. 111—112° С (17 мм pm. cm.); выход 6,2 г (60% от теоретического).
Наряду с алюмогидридом лития часто применяют в качестве восстановителей боргидриды щелочных металлов, оказывающие более мягкое действие. Промежуточное положении между боргидридом натрия и активным алюмогидридом лития занимает восстанавливающая система из боргидрида натрия и бромида лития в диглиме. С этим реактивом можно проводить ряд процессов селективного восстановления. Так, из этилового эфира я-хлорбеизойной кислоты при нагревании на водяной бане в течение 3 ч н диглиме со смесью боргидрида натрия и бромида лития получают с 85—91%-ным выходом п-хлорбензиловын спирт [474].
Боргидрид лития образует с диоксаном комплекс, более устойчивый к действию воды, чем свободный гидрид [475].
4. Восстановление амидов кислот и лактамов
Амиды кислот и лактамы восстанавливаются аналогично кислотам и их эфирам. Каталитическое гидрирование при помощи меднохромового окисного катализатора Проводят при избыточном давлении 200—300 ат и 250—265° С. Во избежание протека-
ния побочных реакций следует проводить реакцию с максимально возможной скоростью и прибавлять в качестве растворителя диоксан (около 350—400 лл на 1 моль амида кислоты), который связывает выделяющуюся при восстановлении воду; без диоксана происходит омыление амида. В большинстве случаев получаются удовлетворительные выходы аминов, но при гидрировании незамещенного амида продукт реакции всегда состоит из смеси первичных и вторичных аминов, часто с преобладанием последнего. При восстановлении двузамещенных амидов кислот возможность протекания таких побочных реакций исключена и в качестве единственного продукта реакции получается соответствующий третичный амин с хорошим выходом [476].
Исключительно гладко и с очень хорошими выходами проходит восстановление амидов и лактамов алюмогидридом лития [467]. В таких условиях отсутствуют побочные реакции, протекающие при гидрировании на меднохромовых катализаторах.
Иногда используется также электрохимическое восстановление. Так, при электролизе 1-бутилпирролидопа-З при 60° С на кадмиевом катоде в 30%-ной серной кислоте при плотности тока 0,053—0,073 а/с.чг раскрывается кольцо и с 64%-ным выходом образуется дибутиламин [477].
Обмен азота на водород
Прямой обмен аминогруппы на водород возможен только в определенных условиях. Прежде всего стали известны процессы восстановительного расщепления третичных аминов л четвертичных аммониевых соединений, причем легче всего расщепляются аллил- или бепзилзамещенные амины. В последнем случае бензильная группа отщепляется в виде толуола. Этим свойством беизилэамещенных третичных аминов пользуются для получения в чистом виде вторичных алифатических аминов из первичных. Для проведения реакции первичный амин сначала конденсируют с бензальдегидом; полученное основание Шиффа восстанавливают до бензилалкиламина, который алкилированием переводят в диалкилбензиламин. Затем каталитическим гидрированием отщепляют бензильную группу от получившегося соединения [478]:
RNHzH-OHC-CeH6 —> RN=CH-CeH5 —*■ RNH-CH2-CeH5 -^->
R\>N-CH2C4H6 R zR\>N-CH2C4H6 R zR\
R\
>N-CH2C4H6 R z
R\
>N-CH2C4H6 R z
^NH + СНзСвН. R z
Некоторое препаративное значение имеет восстановительное дезаминирование третичных оснований ^Манниха, которые получают конденсацией с формальдегидом и вторичным алифатическим амином соединений с реакционноспособной С—Н-связью. Таким образом удается заменить подвижный водород в соединении с подобной С—Н-связью на метильную группу [479]:
СОСНз ,СОСНзСОСНз
/\ НСНО; NH(CH,)aН, XX
VV-ХЖСНз)^ III
III
СОСНзСОсо
II
CH2CH2N(CH3)3СН2СНз
Восстановительное дезаминирование можно осуществить каталитическим гидрированием в присутствии никеля Ренея, палладия или хромита меди в качестве катализатора или действием амальгамы патрия или цинковой пыли в растворе едкого натра в смеси метилового спирта и воды [480],
В. W о j с i k, R. A d к i n s, J. Am. Chern. Soc., 56, 2419 (1934).
N. J. Leonard, S. S w a n n jr., II. L. Dryden jr., J. Am. Chern, Soc., 74 2871 (1952).
J. S. Buck, R. Raltzly, J. Am. Chcm. Soc., 63, 1964 (1941).
B. Reichert, H. Roseman n, Arch. d. Pharm., 281, 189 (1943).
F. M о 11 e г, в книге Houben - Weyl — Muller, Methoden der or- ganischen Chemie, Bd. 11, T. 2, 4 Aufl., 1958, S. 216.
Обмен первичной аминогруппы, связанной с ароматическим ядром, на водород происходит почти исключительно через солп дпазоипя [481], которые расщепляют определенными восстановителя мп, например спиртами, гипофосфористой кислотой, формальдегидом в щелочном растворе пли соединениями олова (II).
Обычно для проведения этой реакции свежеприготовленный раствор соли дпэзонця при 0° С прибавляют но каплям к охлаждаемому 50%-ному раствору гипофосфористой кислоты при перемешивании. После окончания выделения азота реакционную массу оставляют на несколько часов при 0— 5е С и выделяют продукт реакции.
Если в молекуле соединения, как, например, в п-ампнобензиламинс. имеется ароматическая и алифатическая аминогруппы, то можно провести обмен аминогруппы, связанной с ароматическим ядром, не затрагивая алифатическую аминогруппу. Для этого амин растворяют в гипофосфористой кислоте и добавляют по каплям водный раствор нитрита натрия, так как известно, что первичные алифатические амины при pH <3 не взаимодействуют с азотистой кислотой 1482 J.
Если в качестве восстановителя применяют спирт, то выходы продуктов дезами- ипрования часто бывают неудовлетворительными. В этом случае преобладает реакция образования простых эфиров фенолов. Низшие спирты реагируют преимуществеино с образованием эфиров фенола, в то время как при употреблении пысших спиртов в основном получаются углеводороды. Например, из хлорида беязолдиа.топия и метилового спирта получается только анизол, с этиловым спиртом наряду с большим количеством фенегола образуется немного бензола, с бензиловым спиртом — в основном бензол и лишь незначительное количество бепзплфенилового эфира,
Кроме того, образованию углеводородов способствуют некоторые заместители в ароматических аминах, например питрогруппа и галогены. Хлорид трпбромбепзол- диазоиня, в частности, взаимодействует даже с сильно разбавленным спиртом, причем получается почти исключительно трибромбензол; трибромфенол содержится и реакционной массе лишь в виде следов; аналогично из диазосоедцнений с нитрогруппой в ядре с очень хорошими выходами образуются нитроуглеподороды.
Если для восстановления дназониевых солей используют суспензию закиси меди в спирте, то дезаминирование проходит исключительно быстро и продукты побоч. ныд реакций почти отсутствуют. По-видимому. этот метод является общим; особенно хорошие выходы дают соединения с ярко выраженными электроноакцепторными заместителями, как, например, пцтроаштлины и амнноаптрахпноны [483].
Обмен аминогруппы амидов кислот на водород приводит к соответствующим альдегидам. По данным Вейганда [484], при восстановлении N-метпланилидов карбоновых кислот алюмогцдридом лития получаются хорошие выходы альдегидов. Таким способом получило значительное число алифатических, ароматических и гетероциклических моно- и диальдегидоп. Другие функциональные группы в молекуле восстанавливаемого соединения, а именно фенольные и спиртовые оксигрулпы, сульфгидрильные группы, чноэфирпыс группы, галогены и гетероциклический азот, не мешают протс- кацию реакции.
Практически восстановление проводят следующим образом. Метиланилид растворяют в сухом тетрагпдрофуране и к этому раствору при 0е С добавляют небольшими порциями порошкообразный или растворенный в эфире алюмо- пглрпд лития. На каждую карбметиланплидиую группу берут 0,3—0,5 моль алюмо| идрида лития. Реакция протекает со значительным выделением тепла, которое отводят охлаждением смесью льда и соли. По истечении оптималь-
1481] N. Kornblum, Org. Reactions, v. 2, New York, John Wiley a. Sons, 1944, p. 2G2.
|482] N. Koriiblum D Й Iff! and J. Am. Chem. Soc., 71, 2137 (1949).
H. H. Hodgson H. S, T n г n e r, J. Chem. Soc., 1942, 748.
M84J F. W(>yg and G. Eberhardt et al., Angew. Chem., 65, 525 (1953).
кого времени взаимодействия реакционную массу раалиаюг разбавлении! тшелотой при охлаждении льдом. В зависимости от свойств альдегида его виде ляют экстракцией или перегонкой с паром.
Позже Рид п Ксингштейй [484а] нашли, что гпдрогсиолптичсское расщеплена» замещенных N’-ацилниразолов алюмогпдрпдом лития является обшпм способов получения альдегидов. Роакппя протекает при 0—20“ С в эфире с очень хороших выходом *.
Амиды и гидразиды кислот можно восстанавливать и другими способами Так, Берч восстановил бе|1эоилшшорпдпп до бензальдегида натрием в жидком аммиак» [485], а Виигфильд [486] получил альдегид никотиновой кислоты разложением гидра вида этой кислоты периода гои натрия в водном растворе аммиака. Возможно такж< восстановительное отщепление азота в диазокетопах под действием хлорида олова (П в смеси соляной кислоты, спирта и воды {487] или иодистоподородной кислотой (488] При этом образуется метилкетоп.
Обмен серы на водород
В такого 1 ппя превращениях важное место занимает обмен сулъфогруппы ароматических соединений па водород. Эта реакция элиминирования имеет большое препаративное и промышленное значение. Сульфокислоты часто обладают различной устойчивостью к гидролитическому растеплению. Этот факт может быть использован длг очистки и разделения смеси углеводородов через сульфокислоты или их смссп, например при разделении ксилолов. Возможность последующего отщепления сульфокис- лотпой группировки можно использовать в препаративных синтезах и для другие целей. Если хотят ввестп заместитель (например, питрогруппу) в молекулу ароматического соединения в такое положение, в которое это не осуществимо прямым замещением, то сначала замешают это положение (иля положения) сульфогруппой, затех вводят заместитель и, наконец, отшецляют сульфогрутшу при помощи гидролиза, Так, с хорошим выходом получают 2,6-динптроапилин на хлорбензола через хлорбен лол-4-сульфокислоту, 2,6-Динцтрохлорбензолсульфокцслоту и 1-амицо-2,6-динитро- бепзол-4-сульфокислоту [489]. Введение сульфогруппы в полпалкнлбеняолы чаете способствует внутри- или даже межмолекулярному перемещению алкильных групг при нагревании до ЮО9 С полученной сульфокислоты с серной кислотой [490].
Практически для обмена сульфогрупны па водород применяют гидролиз в воде, в разбавленной серной пли соляпой кислотах при температурах до 200° С под давлением.
По данным имеюпщхся немногочисленных работ связь С—S в тпоэфирах [491] меркапталях [492], эфирах тиоловых кислот [4931 и тионовых соединениях [494 сравнительно легко поддается восстат1ощ|тслыюму расщеплению. Для этого обессериваемое вещество нагревают в течение нескольких часов в спиртовом растворе с никелех
* Л. И. Захаркин и И. М. Хорлина показали, что альдегиды могут быть получены восстановлением замещенных амидов |Пзи. АП СССР, ОХИ, 214( (1959)] и нитрилов [ДАП СССР, 116, 422 (1957)] дпизобутллалюминийгпд рттдом. — Приль рей.
[484а( W. Ried, F. J. Konigstein, Atm., 622, 37 (1959).
A. J. В i г с h, J. С у шег m a n - С га ig, М. 81 а у t е г, Austral. J. Chern. 8. .512 (1955).
Н, N. W i n g f i e 1 d, W. H. Harlan, П, R. Hanmer, J. Am. Chern • Soc.. 74, 5796 (1952).
R.E.L u I z, J. Am. Chern. Soc., 68.1813 (1946).
M.L.W о 1 f г о m, R, L. Brown,J. Am. Chern.Soc.,65,1516(1843)
H.P.Schult?. Org, Synth.. 31, 195'. p. 45.
L.I.Smith, Org, Reactions, v. 1,New York. JohnWileya.Sons,1942
p. 370.
[ 191 ] G. S t о r k et al.. J. Arn. Cliem. Soc.. 75, 384 (1953).
1'192] S. Archer et al.. J. Am. Chern. Soc.. 7 6. 4 915 (195 4).
A. V. McIntosh jr„ R. II. Levi n, E. M. M e i n z e r. J. Am. Chem Soc., 70, 2955 (1948).
] 11’4] W. B. W h a 1 I у et al., J. Am. Chem, Soc., 77, 745 (1955).
Ренея. Аналогичным способом можно элиминировать серу гетероциклического кольца, например серу тиофена [495], с раскрытием кольца . Общим методом восстановительного расщепления тпоэфпров является также действие натрия в жидком аммиаке [496]. Арилизотиоцпацаты восстанавливаются алюмогидридом лития до вторичных метиламинов [497].
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗИ УГЛЕРОД - ГАЛОГЕН "
Органические галогепсодержащие соединения, применяющиеся в качестве растворителей, исходных продуктов для получения полимеров, фармацевтических препаратов, красителей, ядохимикатов, гербицидов и др., являются продуктами органического синтеза, широко используемыми в промышленности и научных исследованиях. Нс менее важна их роль п в качестве промежуточных продуктов. Через галогенсодержащие соединения протекают многочисленные процессы образования связей С—N, С—О и С—С, а также связей С=О, С=С и С=С.
В данном разделе особое внимание уделено бромированию, наиболее часто применяемому в лабораторной практике. Одновременно описано также большое число лабораторных методов фторирования, хлорирования, иодирования, а также роданиро- вания. Подраэделепие этих реакций проведено и основном по типам реакций и возможностям их осуществления применительно к различным классам соединений.
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗИ С-Hal
В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
I. Присоединение галогена и роданапо кратным С—С-сеязям
1. Свойства и очистка галогенов н родана
Тая лак для присоединения галогенов (Х2) и родапа в большинстве случаев применяются свободные галогены — фтор, хлор, бром, иод и родан (SCN)2, то следует сначала коротко остановиться па их свойствах и очистке.
Фтор — желто-зеленый газ с запахом, напоминающим запах озона и хлора, кипящий при —188е С. Получают чаще всего электролизом кислой соли KF-2HF, затвердевавшей при температуре около 100° С (таким образом электролиз можно проводить лишь в обогреваемой паром ячейке). Катодом служит железо, анодом — графит пли никель. Лабораторная аппаратура, применяемая для получения фтора,
описана достаточно подробно (1, 2, За, 4а]. В лабораторной практике фтор всегда получают только в количествах, необходимых для непосредственного использования, нс в литературе имеются указания о хранении фтора в стальных или никелевых баллонах и о способах их наполнения [Зс].
Все органические соединения, за исключением СС14, взаимодействуют с фтором Из неорганических соединений реагируют с фтором даже такие вещества, как асбес: и вода, сравнительно более устойчивые к дейстиню других галогенов. Реакция фтор# с водой иногда протекает со взрывом. Металлы реагируют с фтором уже при норыально< температуре, причем па поверхности некоторых из них образуются непроницаемы# пленки фторидов, которые предохраняют металл от дальнейшей коррозии. К нил относятся монель-металл, никель, алюминий, магнии, железо. сталь. Стекло устойчив# к действию сухого фтора, свободного от фтористого водорода.
Получение чистого море описано Брауером [4Ь]. Для очистки хлор пропускаю: через две промывные склянки с концентрированней bI„SO4, через трубку с СаО да? удаления хлористого водорода и лад P3Oj для обезвоживания. Достаточно чисты! хлор, почти не содержащий кислорода и окисей >лора, можно получать из гидрат# двуокиси марганца и концентрированной соляной кислоты [4Ь].
Природный и искусственный пиролюзит непригодны для получения чистог# хлора, так как в них содержатся карбонаты и сульфиды.
Чистый хлор [4Ь [ можно получать тремя способами:
По реакции бпхроыата калия с соляной кислотой при нагревании В реакционную колбу, помещенную в воронку Бабо, вносят К2Сг2О7, при ливают из капельной воронки разбавлепную TICI [3 объема кислоты (d = 1,19 и 1 объем воды] и слабо нагревают по море надобности.
Из твердого КМпО4 н НС1 (d = 1,16), если требуется при охлаждения Выделяющийся хлор всегда содержит довольно много кислорода.
ТЗ аппарате Киппа из спрессованной в кубики хлорной извести и соля ной кислоты.
Для дозирошл! удобно пользоваться жидким хлором (т. кпп. —34° С; d — 1,557) для чего его конденсируют в калиброванном сосуде, охлаждаемом смесью твердо! углекислоты и ацетона.
В электролитическом хлоре из баллонов содержатся кислород, окпелы хлора азот, окись и двуокись углерода, хлористый водород и влага. Для очистки от этих: часто не мешающих при органических работах, примесей жидкий хлор испаряю и конденсируют в приемнике, охлаждаемом смесью эфира и углекислоты. Осушителе! служит серная кислота.
Для препаративных целой вполне пригоден продажный бром (т. кип. — 58,8е С при 760 лл» pm. cm.-, d^° — 3,119), который, если это необходимо, можн высушить встряхиванием с серной кислотой, в которой бром сравнительно мал растворим. Получение чистого брома описано в литературе [4е, 5, 6, 7а]. Поел бромирования избыточный бром удаляют &’О2 или NaHSO.,. В качестве растворителе: брома пригодны СС14, СНС13, СИаС12, CS2, пстро.тейный эфир, ледяная уксусна. кислота и нитробензол. Первые три растворителя следует применять только пр низких температурах; при 0°С можно пользоваться также эфиром.
Иод (т. пл. 113,6° С) легко сублимируется, что используют для его очистки. Дл устранения примесей хлора и брома можно при сублимации добавлять KI. Иод мая
И] L. М» Dennis, J. М. Veeder. Е. G. R о с h о w, J. Am. Cbem. Soc.
53, 3263 (1931).
(2J A. L. Henne, J. Am. Chern. Soc., 66, 96 (1938).
M. II u d 1 i c k y, Chemie der organischen Fluorverbindungen, Berlin, Deutsche Verlag der Wissenschaften, 1960: a) S. 28, b) S. 50; c) S. 152; d) S. 31; e) S. 2£
растворим и иоле (0.28 г'л при 20"1 С), но хорошо растворяется и минеральных кислотах и иодном растворе К] (15,9 г'л в 0.12 п. растворе KI и 420 г/л в 1,9 и. растворе К]). При компа । noli температуре ии хорошо растворим в эфире, метилоном и этиловом спиртах, сероуглероде л бензоле, умеренно растворим в ледяной уксусной кислоте, хлороформе, чегыреххлорпстом углероде и петролейном эфире. Иод можно высушить в эксикаторе пал CaCL. концентрированной ILSO4 или Р2О5; он не гигроскопичен. О получении чifcrvitпюги иода см. |!е].
При работе с большими количествами иода его следует регенерировать из маточника, наupniMCD окислением кислородом в присутствии окислив азота [4d. 8J, Удобный п пропой способ регенерации мода из подода см. 19]. ■
К маточнику после получения п-иоданилила, содержащему приблизительно I .моль Nai и примерно 0,8 моль NallCOs, добавляют 100 .чл концеитрп- ронапнои Il2SO4 и раствор 200 с Na2Cr2O7 в 200 мл воды. Выделившийся иод трижды промывают декантацией водой, отсасывают п высушивают на часовом стекле.
Родан (SCiX)o применяется в основном точно так же, как и галогены (10а]. Это — жидкость |11], кристаллизующаяся при температуре от —3 до —2° С и легко полимеризующаяся при комнатной температуре в красный аморфный продукт. В растворе родам более стабилен, но все же полимеризуется при медленном нааимодействип с соответствующим компонентом, особенно под действием света, тепла, влаги и кислорода. Органические роданиды легко отделить от полимерного родана, так как он не-' растворим и воде и органических растворителях.
Родан. Получение раствора. К приготовленной и охлажденной до 5— 10е С суспензии сухого роданида свинца Pb(SCN)2 в сухом эфире, иеч родейном эфире. СЙ2, С9Пв, СИСЬ, СС14 или в ледяной уксусной кислоте прибавляют небольшом, против рассчптанного, избыток брома в виде 10%-пого раствора. Бесцветный прозрачный раствор родана отделяют декантацией. Раствор следует ио возможности приготовлять непосредственно перед его использованием для роданириванпя.
Нужный для работы роданид свинца получают из Pb(NOa)a п раствора роданида натрпя в холодной воде (10ЪJ.
Удобно применять родан «в момент выделения», получаемый, например, добавлением брома к охлажденному раствору смеси роданпруемого соединения и роданида щелочного металла в метиловом спирте, ацетоне, метилацетате пли ледяной уксусной кислоте [12, 13]. Родан в момент выделения образуется также при работе с роданидом меди (14J:
2Cu(SCN)2 ^Z± 2CuSCN + (SCN)2-
Подвергаемое роданированию соединение обрабатывают в органическом растворителе (метиловый спирт, этилацетат, ледяная уксусная кислота) или в кислой водной среде черным роданидом меди, который также получается в ходе реакции из соли меди (И) н роданида аммония или щелочного металла.
Родан расходуется в процессе реакции, и тем самым равновесие сдвигается вправо, что заметно по обесцвечиванию раствора с образованием белого монородапида медп CuSCN.
2. Общие положения о нрнсоедйнении галогенов ио С—С-связи
Присоединение юлогепов к веществам с этиленовыми связями является очень характерной реакцией, протекающей большей частью при низких температурах и само- ироизволыю, Благодаря этой реакции, при которой из газообразных непредельных соединений образуются маслообразные продукты реакции, непредельные соединения
[8J F. Arn d t, Вег., 52, 1131 (1919).
[9J К. Q. Brewster, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 348.
J. L. W о о d, Org. Reactions, 3, 1946: a) S. 241; b) S. 25a; c) S. 257.
E. 8 6 d e r b a c k, Ann., 419, 217 (1919).
II. P. Kaufmann, Bor., 62, 390 (1929).
(13J 11. К Kaufmann, E. W e b о r, Arch. d. Pharm., 267, 201 (1929).
II. P. Kaul m a n п/ К. К й c h 1 c r, Ber., 67 , 944 (1934).
с этиленовыми связями были названы олефинами от французского слова olefiant — маслообразующлй. '
Присоединение фтора по двойной связи существенно отличается от присоединения других галогенов. Тепловой эффект этой реакции значительно превышает энергию разрыва олефиновой С=С-связи, равной ~80 ккал!молъ. Реакции непосредственного присоединения фтора, а также замещения фтором столь экзотермнчны, чго большинство органических соединений при этом сгорает иногда со взрывом, если не приняты соответствующие меры предосторожности [15]. Присоединение фтора к олефинам не имеет препаративного значения [ЗЬJ; в ароматических соединениях происходит одновременно замещение и присоединение. Из остальных галогенов легче всего присоединяется к олсфипам под, труднее всего — хлор.
Присоединение галогенов протекает но радикальному пли пошлому механизмам. Первый мехаипзм преобладает при высоких температурах или при действии света. Атом галогена, образовавшийся в стадии термического плп фотохимического инициирования реакции или при введении инициатора, далее взаимодействует по цепной реакции:
Х. + Н3С=С112 —> ХСН2—СН2»
ХСЦ»—СН2»-[-Х2 —>• XCII2—CH2X-j-X. и т. д.
Радикальное присоединение протекает без растворителей или в неполярных растворителях, таких как пстролейвый эфир или четыреххлористый углерод (до 60u С).
Началом ионного галогенирования является для большинства реакций образо- вдиие л-комплекса катиона Х+ с л-электрояной парой С=С-сиязи, который стабилизуется в результате присоединения аниона X- (присоединение галогена) или отщепления протона Н+ (замещение галогена).
Растворители с большой диэлектрической постоянной, например вода, ледяная уксусная кислота, этиловый спирт, способствуют протеканию реакций по ионному механизму. Но в их присутствии л-комплекс может присоединять молекулу растворителя, после чего следует стабилизация комплекса с отщеплением Н* и образованием, например, галогенгидрина или его эфира.
Пч/ЛYТ
>С=С<ХСН2—CH2OR + H+ХСН2—сн2х
HZ \н
замещениеприсоединениеприсоединение
Добавление аниона Х~ (например, хлорида или бромида натрия [16]) подавляет образование галогенгидрина; связывание Х~, например нитратом серебра, способствует его образованию. Для ионного галогенирования в индифферентных растворителях требуется добавка иода, А1С13, FeCl3, HgCJ2 и других аналогичных веществ, способ- стующих поляризации молекулы галогена.
Некоторые олефины, например тетрафенилэтилен, полигалогенолефины, а также малеиновый ангидрид трудно присоединяют или даже совсем ке присоединяют 1алогенов. Совершенно сухой этилен в темноте также по присоединяет брома. Более подробно теория реакции присоединения галогенов и замещения галогенами описана в специальной литературе [17, 18].
Присоединение брома по С=С-связям не обязательно начинается с электрофильного присоединения Вг+; возможен также механизм нуклеофильного присоединения.
A, L, Henn е, Org. Reactions, 2, 69 (1944).
Е. М. Т е г г у, L. Eichelberger, J. Am. Cbem. Soc., 47, 1067 (1925),
E. M ю л л c p. Новые воззрения в органической химии,* пер. с нем., Издат- инлиг, I960.'
Р. В. D. de la Mare, Quart. Rev., 3, 126 (1949).
Так, например, обычное медленное присоединение брома в ледяной уксусной кислоте- к малеиновой, фумаровой и коричной кислотам, стильбену, тетрахлорэтилену катализируется бромидами лития или калия [19].
Присоединение галогенов к ненасыщенным углеводородам
С ниэкомолекулярными неразветвленными олефинами — этиленом, пропиленом, и-бутиленом и н-амиленом хлор реагирует при комнатной температуре с образованней продуктов присоединения (реакция 1)
CHS-CH=CH2 -^ СНз-СНа-СН2С1 (1> в то время как из разветвленных олефинов уже при комнатной температуре образуются продукты замещения с сохранением двойной связи (реакция 2):
СН3-С=СН3 —-> СН2С1-С=СН2 + НС] (2)
СНз СНа
Неразветвленные олефины можно хлорировать с замещением [20] только нр® температурах порядка 400—500° С (реакция 3):
СН8-СК=СН2СИ2С1-СН=СН2+НС1 (3>
В жидкой фазе протекает конкурирующее с реакцией (2) присоединение образующегося НС1 по С=С-связи; в газовой фазе эта реакция практически не идет. Выделяющееся при присоединении хлора большое количество энергии (около 40 ккал! мольу может, если не пользоваться сильным охлаждением, индуцировать дальнейшее замещение хлором первичных продуктов присоединения (ср. также [21]). Замещение хлором можно подавить добавлением около 0,1—0,3 мол. % FeCla, способствующего присоединению хлора [22]. v
Присоединение хлора к этилену удается только при низких (—25° С) температурах [23]; при 20° С в результате присоединения и одновременного замещения образуется около 90% высших продуктов хлорирования. Пропуская хлор и этилен через- охлаждаемую до —30° С насадочную колонку, получают дихлорэтан с 90%-ным выходом [24]. Реакция протекает еще легче при —70° С.
В качестве катализаторов, способствующих присоединению хлора к этилену с образованием дихлорэтана при более высоких температурах, используются хлориды железа, меди, сурьмы [25], хлорид титана (растворитель — пеитахлорэтан) [2б| и хлорид кальция [27]. В присутствии железосодержащих порошкообразных бокситов на пемзе (катализатор I) или крупнозернистого боксита (катализатор II) с понижением: температуры реакции увеличивается содержание более высокохлорированных продуктов [28].
' Например, из этилена с катализатором I при 12° С получается: дихлорэтана 69%, трихлорэтана 24% и высших хлорзамещенных продуктов 7%; при 55—60° С соответственно 90%, 6% и 4%. С катализатором II при 55—65° С' эти продукты получаются соответственно в количестве 94%, 3,5% и 2,5%; при
R. A. Ogg, J. Am. Chem. Soc., 57, 2728 (1935).
Н. Р. A. G г о 11, G. Hearne, Ind. Eng. Chem., 31, 1530 (1939).
Ф. Азингер, Химия и технология моноолефинов, пер, с нем., Гостоптехиздат,. 1960.
Е. G. Galitzenstein, С. Woolf, J. Soc. Chem. Ind., 69, 292 (1950k
H. Bahr, H. Z i e 1 e r, Angew. Chem., 43, 233 (1930).
A. Maier, герм. пат. 529524; С., 1931, II, 1921.
Англ. пат. 147909; С., 1922, IV, 393.
Франц, пат. 770943- С., 1935, I, 2255.
Пат. США 2099231; G., 1938, I 3387.
I. Garat, Вег., 76, 1115 (1943).
110—115° С из пропилена и хлора образуется 85—90% дихлорпропана; из смеси а- и Р-бутилспов и хлора смесь 1,2- и 2,3-дихлорбутанов в количестве 70%. Аппаратурное * оформление процесса подробно описано в специальной литературе (28].
В качестве растворителей при реакциях присоединения хлора к олефинам пригодны СС1<, СНС13, CH2Cla> Жидкие олефины хлорируются большей частью бе» растворителей.
При бромировании также необходимо отводить значительное количество тепла реакции, иначе будет происходить замещение бромом в результате вторичных и побочных реакций. Кроме того, образующийся НВт может присоединяться по С=С-связям. Таким образом, при проведении реакций нужно применять охлаждение и избегать избытка галогена.
Присоединение иода по С=С-связи с препаративной точки зрения малоинтересно. Иодирование проводят в эфире, этиловом спирте, CS2, СС14, водном растворе KI или без "растворителя. Продукты присоединения иода неустойчивы, и большей частью уже при комнатной температуре отщепляется иод. Поэтому в дальнейшем описывается только присоединение хлора и брома.
Для присоединения хлора к ненасыщенным соединениям при сильном охлаждении вводят непосредственно в вещество или в его раствор рассчитанное по реакции количество хлора. Удовлетворительные результаты получаются даже, если ненасыщенное соединение неполностью растворено. Можно также прибавлять по каплям раствор хлора в соответствующем растворителе. Для хлорирования вполне пригоден сульфурил- хлорид SO8C12, который употребляется без растворителя или с растворителями СС14> CHCJ3, СН2С12.
Присоединение хлора к циклооктатетраену [29].
С1(Вг)
(Вг)Ых/С1 (Вг)л /С1(Вг)
У ||t Cl,(Br,)SOtCI«(Br,) у\/ ' '
(Вг)С1/\/"\:1(Вг)\/-\с1(Ег)
С1(Вг)
К смеси 104 г (1 лоль) циклооктатетраена и 208 г СН8С12 при 25° С и перемешивании приливают 140 г (около 1 .ноль) SO2C12, поддерживая эту температуру охлаждением и регулированием скорости прибавления сульфурилхлорида. В процессе реакции выделяется сернистый ангидрид. После 1—2 ч перемешивания ири комнатной температуре и отгонки в вакууме СНаС12 коричневатое масло дважды перегоняют при большом разрежеции. Получается 120 г 7,8-дихлор- бицикло [0,2,4]октадиена-2,4, в виде почти бесцветного масла; т. кип. 60° С (0,1 .4.4 рт. ст.) и 67—68° С (1,2 ля рт. ст.). Это вещество, как и соответствующий дибромид, димеризуется при стоянии.
При 0—5° С из циклооктатетраена и двойного количества SOsCl2 образуется тетрахлорбицикло [0,2,4 ]октен; т. пл. 111—112° С. При пропускании хлора в раствор циклооктатетраена в десятикратном количестве хлороформа при температуре от —30 до —25° С до полного его поглощения и дальнейшем проведении реакции в течение нескольких часов при этой температуре и 8 я при комнатной наряду с изомерным жидким гсксахлоридом получается гексахлорбициклооктан; т. пл. 126—127° С.
Прибавлением 1 ло.гь брома в двойном весовом количестве СН2С12 к 1 лоль циклооктатетраена в двойном количестве СН2С12 при 0—5° С получают 7,8-ДЯ- бромбицикло[0,2,4]октадиен-2,4; т. кип. 90—91° С (1 «л рт. ст.). Действие 2 .чолъ брома в двойном весовом количестве СН2С12 на 1 моль циклооктатетраена в десятикратном количестве этого растворителя при 0—5° С приводит к образованию двух разных тетрабромидов, плавящихся при 147 — 148 и 94° С; действие 3 моль брома в хлороформе при —20° С дает гексабромид; т. пл. 150-151’С.
W# Reppe ei al., Ann., 560, 18, 50 (1948).
При проведении присоединения хлора с помощью SOaCl3 реакцию полезно инициировать, добавляя сначала примерно 3% вводимого SO3C12 при осторожном нагревании, а затем вносить по каплям остальное его количество, применяя по мере надобности слабое нагревание. Таким образом, например, из металлилхлорида получают 1.2,3-трихлор-2-метилпронап [30J.
Реакцию присоединения хлора под действием SO2Cl3 можно инициировать также добавлением инициаторов радикальных реакций, так как этот процесс является радикально-цепным.
К раствору 0,2 .ноль ненасыщенного соединения и 0,002 люлъ перекиси бензоила в СС1< или СН2С1е по каплям прибавляют смесь примерно одинаковых количеств SO2C12 (0.15—0,3 моль) и СС]4 с такой скоростью, чтобы смесь слабо кипела, и после окончания прибавления кипятят примерно еще 1 ч. Например, 1,2-дихлорэтилеи не реагирует с избытком сульфурилхлорида даже при трехчасовом кипячении; реакция начинается только при добавлении перекиси.
По этому способу синтезируют продукты присоединения хлора к циклогексену, аллилхлориду, 1,2-дихлорэтилену с выходами соответственно 90, 80—90 и 85%; из стильбена [31] получается 45% дихлорида, плавящегося при 191— 193° С, и 33% дихлорида, плавящегося при 90—93° С.
Для присоединения брома к газообразным ненасыщенным углеводородам 'их можно пропускать через бром при охлаждении. Так, например, получают в лаборатории 1,2-дибромэтан [32] и бутадиеитетрабромид [38]. Однако чаще всего раствор брома прибавляют по каплям при перемешивании и охлаждении льдом к раствору олефина в том же растворителе (стр. 91) до прекращения обесцвечивания брома. Неустойчивые ненасыщенные соединения удобнее бронировать не бромом, а продуктами присоединения брома к гидробромидам третичных аминов или диоксану.
Галогснзамещенные олефины с галогеном у насыщенного атома углерода спо собны довольно легко присоединять галогены. Например, присоединением брома к аллплбромиду в четыреххлористом углероде при —5° С получают 1,2,3-трибромпро- пан [39] с выходом 96—98%. Наличие галогена у ненасыщенного атома углерода затрудняет присоединение, галогенов, причем способность присоединять галогены снижается [40] в ряду:
—СН=СН—; —СП=СНХ; СНХ—СНХ; СНХ=СХ2; СХ2=СХ2
Присоединению галогена мепее всего препятствует фтор, сильнее всего — бром В иодолефпиах иод замещается другими галогенами уже на холоду. Например, из 1,1-дииодэти.чсна и брома (или хлора) в ССЦ получается 1,1,1.2-тетрабром или соответственно тетрахлорэтан [41]. Присоединение брома или хлора к полихлор(бром)оле- фияам происходит легче всего фотохимически. В таких случаях жидкий или растворенный в СС]4 олефин обрабатывают при температуре, не превышающей 25° С, п УФ-
A. Mooradian, J. В. С 1 о k е, J. Am. Chem. Soc., 68, 785 (1946).
М. S. К h а г a s с п, Н. С. Brown, J, Am. Chern. Soc., 61, 3432 (1939).
L. G a t t e г m a n n, II. Wieland, Die Praxis des organischen Chemikers, 38 Aufl., Berlin, VcrJag W. der Gruyter u. Co., 1958, S. 98,
[33a] K. W. R о s e n m u n d, W. К u h n b e n n, Ber., 56, 1262 (1923); S. M. E.
Englert, S. M? McBlvain, J. Am. Chem. Soc., 51, 863 (1929).
33b] S. M, E. Englert, S. M. M с E 1 v a i n, J. Am. Chem. Soc., 51, 865 (1929).
33c| C. D j e r a s s i, C, R. Scholz, J. Am. Chem. Soc., 70, 417 (1948).
33d] C. L. Arcus, H. E. Strauss, J. Chem. Soc., 1952, 2670.
C.L. Arens, II. E. Strauss, J. Chem. Soc., 1952, 2669.
M. J. F r a z e r, W. Gerrard, J. Chem. Soc., 1955, 3628.
L. Farkas, O. Schachter, J. Am. Chem. Soc., 71, 2252 (1949).
37J А. В. Домбровский, ЖОХ, 24, 610 (1954).1
J. Thiele, Ann., 308, 337 (1899).
] J. R. Johnson, W. L. M с E w о n, Org. Synthesen, F. Wieweg u. Sohn, Braunschweig, 1937, S. 522; Org. Synth., Coll. v. 1, 2 ed, 1956, p. 521.
] В. E. S w e d 1 u n d, P. W. Robertson, J. Chem. Soc., 1947, 630.
[41 ] II. P. Kaufmann, Ber., 55, 257 (1922).
облучении рассчитанным количеством брома (хлора). Присоединение хлора п брома к фторэтиленам протекает с очень хорошими выходами, особенно на солнечном свету [Зс]. К тетрафторэтилену в автоклаве при 150° С с хорошим выходом присоединяется иод [42].
Стильбен присоединяет бром относительно медленно. В случае цис-стильбена в CSt на холоду в темноте происходит обычное для олефинов тр<774с-присоединение брома, причем получается 89% (±)-1,2-дибром-1.2-дифенилэтана (т. пл. 110—111° С) наряду с небольшим количеством лезо-1,2-дибром-1,2-дифепплэгана (г. ил. 236° С). Первый, между прочим, под действием брома пли иода в СОй в рассеянном дневном свете перегруппировывается в „мезо-соединение [44]. „незо-Соедипение образуется в качестве основного продукта при присоединении брома к тпранс-стильбону в сероуглероде [45) или эфире [46[. При взаимодействии транс-стильбена с насыщенным раствором хлора в безводном эфире под действием УФ-лучей или солнечного света получаются одновременно (±)-и х88о-1,2-дихлор-1,2-дифенллэтаны; т. пл. 93—94 и 191 —193е С соответственно [44, 45].
Дифенмл- if 1,1,2-трнфенилэтилеяы очень легко реагируют с бромом [43]. Тетрафснилэтилен присоединяет хлор, но не присоединяет бром [47]. Стирол легко присоединяет бром.
Стиролдибромид (1,2-дибром-1-фенилэтан). Его получают в достаточно- чистом виде для дальнейшей переработки в фепилацетилен медленным прибавлением по каплям при сильном перемешивании раствора 80 г брома в 100 мл СС14 к 52 г стирола в 50 мл того же растворителя при температуре от —10 до. —15° С. К концу реакции охлаждение ведут только льдом пли водой, иначе смесь преждевременно затвердевает. После непродолжительной выдержки осадок отсасывают и высушивают на воздухе; выход 90—95% [48].
Присоединение галогенов к полиенам
При присоединении 1 моль брома (хлора) к полиенам обычно образуется смесь дигалогензамещепных 1,2 (I) и 1,4 (II), причем содержание соединений I и II зависит от растворителя и радикалов R' и R:
(Cl)BrCHR'
CHR'
(Cl)BrCHR'
CHBr(Cl)
^IP.1^. СИ
CH
CH
CH
CH
CHR
CHR
(Cl)BrCHR
I
II
Исключительно 1,4-присоед1шеиие происходит, например, когда циклопентадиеН' обрабатывают бромом в петролейном эфире при температуре от —30 до —40° С. Получается смесь нестойких при комнатной температуре ц«е-и транс-3.5-дибромциклопен- тенов [49]. Кристаллический ^мс-3,5-дибромциклоцентсн (т. пл. 45° С) при перегонке в вакууме (2 мм рт. ст.) частично перегруппировывается в продукт 1,2-прпсо- едипепия — транс-3,4-дибромциклопентен [50]. . Подобного рода перегруппировки
R. .V. Н a s z е I d i п е, К, Leedbam, J. Chern. Soc., 1953, 1550. i
J. Meisenheimer, Ann., 456, 141 (1927),
R. E, Buckles, W. E. Steinmetz, N. G. Wheeler, J. Am. Chern. Soc., 72, 2497 (1950).
P. Pfeiffer, Ber, 45, 1817 (1912).
[i6| L. I. Smit h, M. M. F a 1 k о p, Org. Synth., Coll, v. 3, 1955, p. 350.
J, F. Norris, R. Thomas, В. M. Brown Ber., 43, 2950 (1910).
H. Fiesselmann, K. Sasso, Chern. Ber., 89, 1786 (1956).
G. W. Barker, J. E л g 1 j s h jr., J. Am. Chern, Soc., 73, 747 (1951).
W. G. Young, H. K. Hall ir S. W i u s t e i n, J. Ara. Chern. Soc., 78, 4338 (1956).
7 Заказ 1835.
ваблюдались также и для продуктов присоединения галогенов к бутадиену [51]; они подробно описываются в приводимых примерах препаративных синтезов.
г ' 3,4-Дихлорбутен-1 и 1,4-двхлорбутен-2 [52, 53[. В течение 45 мин при перемешивании и охлаждении смесью сухого льда со спиртом (температура Skhhh нс должна превышать — 5° С) к раствору 180 з бутадиена в 350 мл сухого 4 добавляют раствор 150 г хлора в 750 мл сухого CCL. После отгонки растворителя и ректификации остатка на колонке получают 35 г 3,4-дпхлорбутена-1; т. кип. 123° С (766 мм рт. ст.), и 70 8 1,4-дихлорбутена-2; т. кип. 159° С (766 жж рт. ст.). Последний имеет транс-конфигурацию [53] и представляет- собой единственный продукт, образующийся при введении бутадиена и хлора в объемном соотношении 3 : 1 в СС14 или смесь СС14 и пиридина при охлаждении смесью сухого льда и ацетона. Соответствующие ^uc-соединения получают из ^ис-бутен-2-диола-1,4 при 0° С с трихлоридом фосфора в пиридине [53].
1,4-Дибромбутен-2 и 3,4-дибромбутеп-1. В течение 45 мин при —20° С и перемешивании добавляют по каплям раствор 26 мл брома в 200 мл СС14 к раствору 45 г бутадиена в 500 мл того же растворителя [52]. После удаления рас- * творителя и перекристаллизации остатка из петролейного эфира получают 72 г 1,4-дибромбутепа-2; т. пл. 54° С. Он имеет, как и соответствующее 1,4-дихлор- соединение, транс-конфигурацию [54]. Это соединение получают также присоединением при —30° С к бутадиену 1 жаль брома в хлороформе [55]. 3,4-Ди- бромбутен-1 в смеси с несколько меньшим количеством продукта 1,4-присоеди- нсния (соответственно 53,2 и 46,8%) получают добавлением в течение 2 ч при —20° С 1 моль брома к раствору 4 моль бутадиена в 125 мл метилциклопентана [56].
О присоединении галогенов к бутадиену см. работы [38, 51].
Чем больше С=С-связей в полиене, тем сильнее тенденция сохранить ненасыщенное состояние. В этом случае все больше затрудняется насыщение всех двойных связей галогеном и возрастает склонность к отщеплению галогеноводорода. Присоединение хлора п брома к полиенам происходит с сохранением возможно более длинной системы сопряженных связей, например при присоединении к фенилбутадиену — фенилви- пилыюго сопряжения, к гексатриену — бутадиенового сопряжения [58]. Полиеновые карбоновые кислоты очень легко присоединяют бром по С=С-связи, наиболее удаленной от СООН-групны [57].
Присоединение галогенов к стероидам
Продукты присоединения брома к ненасыщенным стероидам играют роль промежуточных продуктов при синтезах в этом ряду. Присоединение брома проводят при температуре ниже 20е С в ледяной уксусной кислоте, эфире или хлороформе. В этих условиях происходит обычное для С=С-связи транс-присоединение. Первично образующиеся дибромиды транс-диаксиальной конформации могут перегруппировываться в соединения транс-диэкваториальной конформации. Еолее подробные объяснения и оригинальную литературу но этому вопросу см. [59]. Следует упомянуть, что для
Е. Н Farmer, 'С. D. Lawrence, J. F. Thorpe, J. Chern. Soc., 1928, 730.
L. N. Owen, J. Chern. Soc., 1949, 243. ,
К. M i s 1 0 w, H. M. Hellmann, J. Am. Chem. Soc., 73, 244 (1951).
К. M i s 1 0 w, J. Am. Chem. Soc., 75, 2512 (1953).
E. M. Shantz, J. Am. Chem. Soc., 68, 2557 (1946).
J. C. Hillyer, С. H. Ice, пат. США 483049 (1949); С. A., 44, 652 (1950).
О. Dan n, Chem. Ber., 80, 427 (1947).
P. B. D. de la M г e, E, D. Hughes, С. K. Ingold, J. Chem. Soc., 1948, 21.
Л. Физер, M. Ф и 3 e p, Стероиды, игр. с англ., изд. Мир, 1964.
присоединения хлора к ненасыщенным стероидам, в том числе к холестерину, применим фепклиодидхлорид CjHgICla в хлороформе [60].
Присоединение галогенов к ненасыщенным спиртам и эфирам
В разбавленных растворах при 0—25° С в большинстве случаев можно присоединить бром к ненасыщенным спиртам без одновременной замены ОН-группы.
2,3-Дибромпропанол [61]. На раствор аллилового спирта в десятикратном объеме СС14 действуют рассчитанным по реакции количеством брома в двойном объеме того же растворителя.
Реакцию присоединения брома к алкилвиниловым эфирам проводят большей- частью в CCL или СНС1Э при охлаждении от —5 до 0° С. Получение а,р-дибромэтил- метялового эфира из винилмстилового эфира, равно как и сильно экзотермичное присоединение к эфиру хлора, см. [62]. Из винилэтилоаого эфира при охлаждении ниже 30е С (смесь льда с солью) получают а,р-дихлордиэтиловыи эфир [63]. Этот метод, изученный на многочисленных примерах, широко применим [64]. Однако он имеет препаративное значение только в том случае, если виниловые эфиры легко доступны (например, из ацетилена и спирта в присутствии едкого кали в автоклаве [65]). а,р-Дигалоидэфиры представляют интерес в качестве промежуточных продуктов. Они образуют, например, со спиртовым едким кали ацетали а-галоидальдегидов [66].
Дибромэтокскэтан. К раствору 1 молъ вииилэтилового эфира в 4 молъ СНС1э при —15° С и сильном перемешивании сначала медленно, затем быстро прибавляют ио каплям 1 молъ брома до прекращения обесцвечивания последнего. Остаток после отгонки СНС1з разгоняют в вакууме (20 мм pm. cm.). Получают 1,2-дибромэтоксиэтан; т. кип. 80° С при 20 мм pm. cm. Выход 88,5% от теоретического.
Диэтилацеталь бромацетальдегида [67]. Раствор 1 молъ 1,2-дибром- этоксиэтана в 3,5 моль абсолютного С2Н5ОН прибавляют при 0° С по каплям и перемешивании к раствору 1,8 моль КОН в 8,5 молъ абсолютного СаН6ОН. После 5 мин кипячения на водяной бане реакционную массу выливают на лед, отделяют слой бромацеталя, из водного слоя последний извлекают эфиром. Объединенные вытяжки сушат над К2СОз. После отгонки эфира к этилового спирта перегоняют диэтилацеталь бромацетальдегида на колонке в вакууме. Выход 83% от теоретического; т. кип. 63° С (14 мм pm. cm.).
Присоединить иод к винилалкиловым эфирам невозможно, так как иод вызы-> вает полимеризацию эфиров.
О получении а-галоидальдегидов или кетонов из енолацетатов карбонильных соединений см. стр. 177.
Реакцию присоединения брома к ненасыщенным спиртам и эфирам часто желательно проводить в особенно мягких условиях. С помощью пербромида пиридиний- бромида можно избирательно присоединять бром по С=С-связи олефиковой боковой
С. J. Berg, В. S. Wallis, J. Biol. Chern., 182, 683 (1946).
W. G. H. Edwards, R. Hodges, J. Chern. Soc., 1953, 3428.
M. Ф, Ш оста к о в с к и й, П. В. Т ю п а е в, Синтезы органических соединений, Сборник 2, Изд. АН СССР, 1952.
М. Ф. Ш оста к ов с к ий, Ф. П. Сиде лковская, Синтезы органических соединений, Сборник 1, Изд. АН СССР, 1950.
М. Ф. Шостаковский, ЖОХ, 13, 1 (1943); ДАН СССР, 41, 124 (1943); ЖОХ, 14, 102 (1944); 17, 957 (1947).
А. Е. Ф а в о р с к ий, М. Ф. Шостаковский, Синтезы органических соединений. Сборник 1, Госхимиздат, 1950.
А. Е. Ф а в о р с к и й, М. Н, Щ у и и н а, ЖОХ, 16, 385 (1945).
Н. В a g а в z, Е. Brinckmann, Chern. Вег., 86, 1320 (1953).
цепи фениловых эфиров, как, например, в боковой цепи сафрола, который бромп- руется бромом также и в фенильное ядро. Этот реагент можно получать п непосредственно в реакционной массе во время реакции, смешивая раствор бронируемого вещества и соли пиридина в ледяной уксусной кислоте с рассчитанным количеством брома.
Пербромид пиридинийбромида [33а] CeII5N • НВг • Вг2. Чистый пиридин смешивают с избытком соляной кислоты и насыщают бромом. Выделяется темнокоричневое масло, которое отделяют от водною слоя. При охлаждении смесью снега с солью продукт вскоре кристаллизуется. Выпавшие кристаллы отсасывают и дальнейшим охлаждением фильтрата проводят вторичную кристаллизацию. Твердый пербромид пиридинийбромида промывают СНС1з и перекристаллизовывают из этилового спирта (растворение ведут при 40—50° С).
По другому методу [ЗЗЬ] при температуре около 60° С к раствору 1 моль гидробромида пиридина в 240 г ледяной уксусной кислоты добавляют при пере- • мешивании раствор 1 моль брома в 160 г ледяной уксусной кислоты. При медленном охлаждении из смеси кристаллизуются красные иглы или призмы пербромида пиридинийбромида. Отфильтрованные кристаллы высушивают в ва- куум-эксикаторе. Выход около 300 г, т. пл. 132—134° С.
Этот продукт получают также [33с, d], добавляя 1 моль брома к раствору 1 .ноль пиридина в 48%-ной бромистоводородпой кислоте (2 лоль).-
При присоединении к 1-фенилаллиловому спирту брома в сухом СНС13, СС(4 и CSs получают исключительно 1,2,3-трибром-1-фенилпропан. С пербромидом диридп- нийбромпда при 12—15° С, напротив преимущественно протекает реакция присоединения с образованием 2,3-дибром-1-фенилнронилового спирта [34]. Из аллилового спирта так же, но без растворителя, получается 2,3-дибромпропиловый спирт |35].
Аналогично действуют бромаддукты тетраметиламмонийбромида.
Бромаддукты тетраметиламмонийбромида [36]. Эвтектическая смесь двух аддуктов (CII3)4NBr8 и (CH3)4NBrg имеет состав (CH3)4NBrd,6: т. пл. 15,8° С. J [ри содержании Br511ir Вгс>2 выше 25° С эвтектическая смесь жидкая.
При охлаждении до 2*0—30° С к раствору 154 г (1 .ноль) тетраметиламмонийбромида в 500 лм воды в течение 15 мин при перемешивании добавляют 400 г (2,5 моль) брома. Образовавшееся темно-красное масло (d = 2,33) отделяют в делительной воронке. Выход 90% от теоретического; при повторном использовании водного слоя в качестве растворителя выход около 100% от теоретического.
Дибромпропиловый спирт. При охлаждении льдом до 40° С к 58 г (1 моль1) аллилового спирта в течение 40 мин при перемешивании приливают по каплям 222 г указанного выше бронирующего агента. Выпадающий при этом тетраметиламмоннйбромид отсасывают и промывают эфиром. Практически его можно количественно регенерировать. Промывной эфир соединяют с фильтратом и разгонкой получают 2,3-дибромпропиловый спирт; выход 85% от теоретического.
Для присоединения брома в «мягких» условиях применяют также диоксандибромид (стр. 158):
СНз—СНг
О/ 0 * БГа
сп2-сн2
Стиролдибромид [37]. Его получают постепенным добавлением при охлаждении проточной водой 25 г диоксандибромида к 10,4 г стирола и последующим разбавлением водой. Выход 100% от теоретического, т. е. замещение полностью исключено.
Дибромгексен-З. При взаимодействии 25 г диоксапдибромида и 11,8 ял гексадиена-2,4 образуется 86% 2,5-дибромгексена-8 — продукта 1,4-присоедцпения.
Аналогично могут быть достигнуты хорошие выходы продуктов присоединения брома к акролеину, акриловой кислоте, се нитрилу и эфирам, а также к винилацетату.
Присоединение родапа к ненасыщенным соединениям
Редан (SCN)2 присоединяется при комнатной температуре с очень хорошими выходами к большому числу ненасыщенных соединений: к этилену, аллиловому спирту, олеиновой кислоте, стильбену, стиролу, ацеголу и ацетилену [68]. Однако а,р-ненасы- щенные карбоновые кислоты родап нс присоединяют. При комнатной температуре указанные реакции обычно протекают медленно (12 ч). К некоторым соединениям, например к этилену, родам не присоединяется на свету. Указания па работы по присоединению родана к изопрену, бутадиену, терпенам и жирам см. [69]. Реакцию присоединения родана пли иодродана ISCN к пепасыщенным соединениям можно использовать для определения подобных соединений [70, 71]. Преимущество методов с иодро- даном по сравнению с методами, основанными на присоединении галогенов (12, С12, Вг3. IC1), заключается в том, что невозможны реакции замещения.
Растворы родана с устойчивым титром. Самым подходящим растворителем является безводная уксусная кислота с небольшим количеством уксусного ангидрида. Чистый роданид свинца помещают в сухую скляпку, прокипяченную предварительно с соляной кислотой, чтобы не выделялась щелочь. Добавляют затем растворитель — 1 объем уксусного ангидрида, 6 объемов уксусной кислоты, перегнанной лад 1% хро- мового ангидрида, 3 объема безводного СС14 и встряхивают с бромом в темноте. После фильтрования без доступа влаги через высушенный фильтр получают бесцветный рас । вор родана, устойчивый в течение нескольких недель.
Содержание родапа определяют добавлением избытка 10%-ного водного раствора KI и титрованием выделившегося пода Na2S2O3:
2KI + (SCN)3 —> 2KSCN-|-I2
Реакция присоединения (SCN)s к ненасыщенным кислотам используется в анализе жиров и высыхающих масел. В то время как иод присоединяется по всем С—С-связям, родан присоединяется лишь по некоторым из них. На оспованин разницы между иодным (стр. 102) и родановым числами можно сделать вывод о составе смеси жирных кислот, в которой наряду с другими кислотами содержатся олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты. Подробное описание зтого метода см. [72а].
Присоединение галогенов к ненасыщенным карбоновым кислотам
Скорость присоединения галогенов к ненасыщенным кислотам уменьшается и последовательности хлор, бром, иод. К ненасыщенным карбоновым кислотам, а также 1. их эфирам и амидам в обычных растворителях бром присоединяется с хорошими выходами уже при температурах от ■—5 до —25° С (к эфирам бром присоединяется даже в отсутствие растворителя). Реакция протекает особенно быстро на свету.
а ,р-Диброммасляная кислота [73]. Ее получают по реакции присоединения брома к кротоновой кислоте в СС14 при 20° С. В конце реакции температуру повышают до 40® С. Выход кислоты 93% от теоретического.
Этиловый эфир а,р-дибромпропионовой кислоты [74]. Может быть получен с 98%-ным выходом прибавлением но каплям при перемешивании к атил- акрплату рассчитанного количества брома при 5—10° С и последующей выдержкой реакционной массы при комнатной температуре в течение 5 ч.
[68][69][7и][71][72][73]171][68][69][7и][71][72][73]171]Н. Р. Kaufmann, J. L i е р с, Arch. Pharm. Вег. dtsch. pharm. Ges., 33, 139 (1923).
[68]
[69]
[7и]
[71]
[72]
[73]
171]
[68]
[69]
[7и]
[71]
[72]
[73]
171]
H. P. Kaufman 11, Neuere Methoden der praparativen organischen Chemie, Bd. 1, Berlin, Verlag Chemie, 1944, S. 241.
H. P. Kaufmann, H. С г nsge-Octringhaus, Bor., 70, 911 (1937).
H, P. Kaufmann, Stndien aui dem Fettgehiet, Berlin, Verlag Chemie, 1935,
H. P. К a u f ш a n n, Analyse der Fette nnd Fettprodukte, Bd. 1, Springer-VeT- lag, 1958: a) S. 589—595: b) S. 5 70—584.
P. Seifert et al., Helv. chim. acta, 33, 725 (1950).
П. В r c t s cli n e i <1 er et a!., Mh. Chern., 84, 1087 (1953).
Р-Бром в этиловом эфире дибромпроппоновой кислоты или а.р-дибромпропиови- триле, получаемом в аналогичных условиях из акрилонитрила, легко замещается алк- оксильным остатком.
Полученные таким образом а-бром-р-алкоксиэфир или соответствующий нитрил являются промежуточными продуктами для синтеза р-окси-а-аминокислот, как это- описано для серина [75]. Реакция присоединения брома к кислотам с несколькими* двойными связями, например к линолевой, линоленовой, и арахидоновой, служит для количественного или полуколичествснпого определения данных кислот в смеси жирных кислот [76].
Свободный иод в спиртовом растворе почти не присоединяется или чрезвычайно- медленно присоединяется к ненасыщенным жирным кислотам. В присутствии AgCl присоединение иода ускоряется. На этом основан устаревший метод определения- водного числа [77, 78].
Иодное число. Величина принята для характеристики жиров в под- ; разумевает число граммов галогена в пересчете на иод, которое в точно соблюдаемых условиях присоединяется к 100 г жира. В большинство методов, примени- : емых для определения кодного числа, раствор жира или масла в СС14 или СНС1з. подвергают в течение '1—2 ч взаимодействию с титрованным раствором хлорида' , иода 1С1 в смеси СС14 с ледяной уксусной кислотой 179], 1Вг в ледяной уксусной s кислоте [80] или NaBr и брома в метиловом спирте [81]; затем добавляют - 10%-пый раствор KI и оттитровывают тиосульфатом свободный иод, выделив- .' шийся из избыточного количества хлорида или бромида иода. Сопоставление- стандартных и других методов определения иодного числа см. [72].
К ненасыщенным дикарбоновым кислотам бром присоединяется в горячих водных. растворах.
а,а'-Дибромянтарная кислота [82]. Ее получают прибавлением по каплям эквимолярного количества брома к кипящей смеси фумаровой кислоты с дву- 2 кратным количеством воды.;
В обычных условиях, а также на свету таране-коричная кислота в результат», мране-присоедйнения брома превращается в высокоплавкую [г. пл. около 200° CL (разл.)] а,р-дибромгидрокоричпую кислоту. К цис-коричной кислоте в CS2 бром присоединяется в темноте с образованием примерно 70% высокоплавкого и около 30% низкоплавкого диастереомера [83, 84].
Подробное описание получения кумариндибромида из 1 моль кумарина и 1 молъ- брома в СНС13 при комдатной температуре см. [85]. Кумаркндибромид превращается- иод действием щелочей в соль кумариловой кислоты
Вг
вг.; CHCI,. /уу”' КОН; С,н,0н,6г
I СО охлаждение I СОI й L
\./\ /\ А\/\ /\соок
v Ооо
и ума ринкалиевая соль
кумариловой кислоты
[75][76][77]78]79808182838485[75][76][77]78]79808182838485II. ’В г о с к ш а п п, Н. Musso, СЬеш. Вег., 87, 590 (1954); J. L. W о о d^ 4 V. d u Vigneaud, J. Biol. Chern., 134 , 413 (1940).
[75]
[76]
[77]
78]
79
80
81
82
83
84
85
[75]
[76]
[77]
78]
79
80
81
82
83
84
85
G. Y.Sh i n оw a r a, J. В. В г о w n,J.Am,Chern. Soc.,60,2734(1938).. i
B. v.IIu b 1,Dinglers polytechn. J., 253,281(1884); J.Ephraim,Z-$
angew. Chem., 8, 254 (1895).^
J. J.A.W i js, Z. angew. Chem., 11, 291(1898).-5
Акрилонитрил легко присоединяет бром с образованием а,р-дибромпропиони- трила, но хлор па него действует совершенно иначе. При пропускании хлора в акрилонитрил реакция не идет. На прямом солнечном свету наряду с кипящей в широком интервале жидкостью получается бе 1ая полимерная масса. При хлорировании акрилонитрила в пиридиновом растворе или в растворе другого гетероциклического основания происходит гладкое присоединение хлора и получается а,р-дкхлориропиолитрвл с практически количественным выходом.
а ,Р-Дихлорпропионитрил. В 55 г акрилонитрила к 14 г пиридина при охлаждении водой пропускают хлор до достижения привеса в 71 г. Экстрагируют реакционную массу водой, высушивают над СаС1а и разгонкой выделяют а.р-дихлорпропионитрил; т. кип. 61° С (13 мм рт. ст.)', выход 118 г, т. е. 95% от теоретического. При дальнейшем хлорировании получают а,а,р-трихлор- пропиопитрил. На солнечном свету наряду с последним образуется а,р,0-три- хлорпропионитрил.
а-Хлоракрилопитрил [86[. Его получают отщеплением хлористого водорода ота.Р-дихлорпропионптрила, действуя ацетатом натрия в метиловом спирте, и перегонкой продукта реакции при атмосферном давлении с добавлением небольшого количества гидрохинона для предотвращения полимеризации; т. кип. 87—89° С (736 мм рт. ст.).
Присоединение галогенов по С=С-евязн *
Присоединение хлора к ацетилену имеет промышленное значение. При этом получается смесь ди-и тетрахлорпроизводных. Лабораторного метода присоединения к ацетилену 1 моль хлора не существует.
Фракционированием технического 1,2-дихлоретилена получают низчеокипящую транс-форму; т. кип. 47,85—47,87° С (769,5 мм рт. ст.).
При действии 18 г брома на 300 г транс-1,2-дихлорэтилена в темноте в течение 24 ч получается равновесная смесь траке- и цис-форм, из которой рис-форма (т. кип. 59,6° С при 708 лсл1 рт. ст.) может йыть выделена перегонкой [87]. Для того чтобы исключить окисление, перегонку такой смеси ведут [88] в токе COg.
В работах, Представляющих теоретический интерес, ио мало применимых на практике, исследовало фотохимическое присоединение хлора к ацетилену для выяснения оптимальных условий полученкя дихлорэтилепа [89], а также механизм присоединения брома к ацетилену с образованием 1,2-дибромэтилена [90, 91] при 150 и 60—120^0.
"Присоединением брома к насыщенному раствору ацетилена в абсолютном этиловом спирте получают наряду с другими соединениями смесь цис- и транс-1,2-дибрОм- отиленов [94]. 1,2-Дигалогенэтилены (С1, Вт, I) образуются с очень хорошими выходами также при пропускании ацетилена при пониженном давлении (300 ял рт. ст.) н 60—100° С в раствор солей меди (II) в 20%-ной соляной кислоте или 50%-ной бро- миетоводородпой кислоте [98].
Апетилеп, предварительно очищенный содержащей нптрат меди концентрированной HNO3 и NaOH, пропускают в охлажденный льдом бром. Реакционную массу
Н. В г i n t zing ег, К» Р f а в в s t i е I, Н. Koddebusch, Angew. Chern., 60, 311 (1948),
.7. L. Jonos, R. L. T а у I о r, J. Am. Chern. Soc., 62, 3480 (1940).
R, R. Wood, R. G. Dickinson, J. Am. Chern. Soc., 61, 3259 (1939).
K. Pet era, L. Neumann, Angew. Chern., 45, 261 (1932),
.7. E. Booker, G. K. R oil e f s on, J. Am. Chern. Soc., 56, 2288 (1934).,
17. J. S c h и m я c h о r, Angew. Chern., 53, 504 (1940).
P. W. Robertson, W. E D a s e n t, R. M. M i 1 b u r n, W. H. О I i- v о r, J. Chern. Soc., 1950, 1628.
В, П о m о I k a, F. S t о I z, Ber., 18, 2284 (1885).
A. S a h a n о j e f f, Ann., 178, 113 (1875).
промывают раствором NaHSO3 и водой и сушат над СаС1г- Получается 1,1,2,2-тетра- бромэтан [95—97]. Выход 95% от теоретического, т. кип. 1'24 — 126° С (15 льм рт. ст.)^
Присоединение подано С=С-связям происходит часто легче, чем по С=С-связям; например, пропуская при комнатной температуре ацетилен в раствор пода п абсолютном этиловом спирте, легко получают [99, 100] трвнс-1.2-дшюдэтплсп; т. пл. 7.3° С. Это вещество перегруппировывается [101] прп нагревании в запаянной толстостенной трубке в жидкую ^uc-форму (т. кип. 185° С). а после 21 суток взаимодействия с мелко* раздробленным натрием в абсолютном эфире превращается в 1,1-дпиодэтплен [100].
Диподэтилен можно получить, пропуская ацетилен в 0,2 н. раствор пода в водном KI. Реакционную смесь оставляют стоять в течение двух дней под небольшим избыточным давлением ацетилена; прп этом в реакцию вступает 96% иода и получается кристаллический транс-1 ,2-дииодэтплен [102]; выход 91% от теоретического.
Хотя ацетилены реагируют с хлором и бромом в общем медленнее, чем олефины, при наличии электроноакцепторных групп, например карбоксильной группы, рядом с CsC-связью различие между скоростями реакций становится мспьшим. При наличии, двух таких групп присоединение галогенов по С^С-связям происходит даже быстрее, чем но двойным С=С-свяэям: к дпэтпловому эфиру ацетилендикарбоновой кислоты хлор присоединяется в уксусной кислоте при 25° С в 60 раз быстрее, чем к диэтиловому эфиру фумаровой кислоты. Так, к а,р-ненасыщенпым карбоновым кислотам' иод в основном не присоединяется; ацетпленкарбоновые кислоты обладают большой реакционной способностью. К пропаргиловой кислоте иод присоединяется в кипящем эфирном растворе [93]. При медленном просасывании через раствор ацетплепдикдрбоновой кислоты в двойном количестве воды при охлаждении льдом в темноте насыщенного парами брома воздуха получается в качестве основного продукта дибромфумаровая- кислота наряду с небольшим количеством диброммалепновой кислоты [103, 104]. Дибром(дихлор)малсиповая кислота[106] образуется при окислении HNO3 (</—1,52) бром(хлор)мукоповой кислоты НООС—СХ=СХ—СНО, которая может быть получена из фурфурола и брома (хлора) [105].
К фенилацетилену в хлороформе при сильном охлаждения присоединяется 1 яолъ брома с образованием 78% а,р-дибромстирола [107]. Если реакцию проводят при охлаждении льдом в избыточном количестве брома (бром добавляют до появления неисчсзающсго бурого окрашивания), то получают 1,1,2,2-тетрабромфенилэтан [108]. Выход 92% от теоретического; т. пл. 74—74,5° С. Пртт взаимодействии серебряной соли фенилацетилена с иодом в растворе KI легко образуется трпиодстирол [109].
10. Присоединение галогенов к ароматическим соединениям
При взаимодействии галогенов с ароматическими соединениями реакция может- в осповпом протекать в трех направлениях: присоединение, замещение в ядре и замещение в боковой цепи. Последнее направлении будет рассмотрено на стр. 141, 145 сл. Замепдение бензола хлором (бромом) является ионной (электрофильной) реакцией [110],
A. Sabanejeff, Ann,, 216, 253 (1883).
Н. А п s с h 111 7, Ann., 221, 133 (1883).
К. Е I b s, J. Newman, J. prakt. Cfiom. [2], 58, 245 (1898).
Англ. пат. 736375 (1953); С., 1956, 12684.
П. В i 1 t z, Вег.', 30, 1207 (1897).
H. Р. К a u f m а а п, Вег., 55, 2о4 (1922).
Н. Р. Kaufmann, Вег., 55, 266 (1922).
А. С. Pappas, Acta Chern. Scand., 2, 292 (1948).
E. () t t, Ann., 392, 267 (1912).
R. E. L H t z, J. Am. Chern. Soc., 52, 3416 (1930).
H. Simonis, Ber., 32, 2084 (1899).
A. S a 1 m о n у, H. Simonis, Ber. 38, 2583 2.588 (1905)
4003 (1950).4003 (1950).J. V. Nef, Ann., 308, 27.3 (1899).
4003 (1950).
4003 (1950).
M. S. Newman, H. E. Connor, J. Am. Chern. Soc., 72, C, Liebermann, П. Sachse, Ber., 24, 4116 (1891).
С. C. Price, ,Chern. Rev., 29, 37 (1941).
в то время как фотохимическое или инициируемое перекисями присоединение галогенов (хлора, брома) протекает ио радикальцо-цеппому механизму [111]. Замещение в боковой цепи происходит также по радикальному механизму [112], причем высокая концентрация хлора способствует присоединению, а не замещению в боковой цепи [111].
Присоединение брома к чистому нафталину в СС14 при комнатной температуре значительно облегчается действием света и добавлением перекисей [ИЗ]. Такое же влияние оказывают эти два фактора на присоединение брома к чистому фенантрену [114].
Присоединение фтора к ароматическим соединениям обычно протекает одновременно с реакцией замещения. При обработке фтором гоксахлорбснзола в СС1< при 0° С были выделены два кристаллических продукта присоединения — тетрафтор- гексахлорциклогексан и геясафторгексахлорциклогексан [115].
В результате присоединения 3 .ноль хлора к бензолу образуется 1,2,3,4,5,6- геисахлорцнклогексан. Выделены все восемь изомеров, возможных для более стабильной конформации циклогексанового кольца формы кресла [116, 117]. Один из них, у-гиксахлорциклогексан, применяемый в качестве ядохимиката, является крупнотоннажным промышленным продуктом.
Сильноэкзотермпчное присоединение хлора к бензолу, не подвергнутому специальной очистке, не требует подвода тепла и проводится чаще всего при УФ-облучении,- в этом случае реакцию можно выполнять в присутствии водного раствора щелочи. Катализаторы, такие, как железо, хлориды железа, сурьмы пли иод, благоприятствуют электрофильному замещению, которое иод действием имеющихся в техническом бензоле незначительных примесей протекает в качестве побочной реакции также при проведении реакции присоединения.
Проведены исследования оптимальных условий, способствующих повышению выхода у-изомера гексахлорциклогексана [118]. Установлено влияние добавок веществ, участвующих вместе с хлором в цепной реакции, например влиянио хлористого метила, хлороформа, этилона и сероуглерода, а также инициаторов радикальных реакций на слабом рассеянном свету При 20° С, таких, как надбензойпая кислота, гидроперекись оксициклогексана и тетранзоамил- олово. Эти инициаторы способствуют присоединению хлора даже в темноте, незначительно повышая выход у-пзомера. Оба рода добавок увеличивают скорость реакции. Добавка неорганических веществ не повышает выхода у-изо- мера. Некоторые вещества, например иод или NalOs, тормозят присоединение хлора, вследствие чего из хлорированной смеси удается выделить тетрахлорциклогексен [119]. В темноте, при 20° С., фиксированном времени реакции и скорости подачи хлора из многочисленных испытанных перекисей особенно сильно ускоряют присоединение хлора к бензолу перекиси п,ге’-диметилбензоила и ди- фенилацетпла и гидроперекись оксициклогексана. В полученном таким способом
М.S.К h а г a s с h,М.G.Berkman,J. Org. Chern., 6,810 (1941).
М.S.Kharasch,Р.С.Whit е,F.Л.Мау о,J.Org.Chem.,3,
33 (1938).
[ИЗ]F. R.М а у о, W. В.И а г (1 у, J. Am.Chern.Soc., 74,911(1952).
41.S.Kharasch,Р.С.White,F.R.Mayo,J.Org.СЬеш.,2,
574 (1938).
L. A. Bjgelow, J. H. Pearson, J. Аш. СЬеш. Soc., 56, 2773 (1934).
|H6] T. van der Linden, Ber., 45, 236 (1912).
[il7[ К. C. Kauer, К. P. Du Vali, F. N. Alguist, Ind. Eng. Chem., Ind. Ed., 39, 1335 (1947); C., 1948, I, 549; Ю. H. Безобразов, A. В. Молчанов, К. А. Гар, Гексахлоран, его свойства, получение и при- меиение, Госхимиздат, 1958.
W. L a n g е п Ь е с k, G. Losse, И. F u г s t, Chem. ^Techn., 4, 247 (1952)
II. Furst. J Lang, P.-P. R a m m e 11, Chem. Techn., 5, 359 (1953).
гексахлорциклогексане содержится несколько больше у-пэомсра, чем в продукте присоединения хлора на свету [120). В основном современные промышленные способы получения гексахлорана, содержащего 12—17% у-изомсра, основаны на лабораторном методе Метьюза [121].
Экспериментальные даппыо по разделению изомеров фракционной перегонкой и кристаллизацией см., в частности, [117, 122]. Обзор методов использования изомеров, не обладающих инсектицидной активностью, но образующихся в преобладающем количестве, см. [123].
При воздействии жидкого хлора на бензол в запаянной трубке на солнечном свету [124( среди продуктов реакции найдены как различные продукты замещения, так и продукты присоединения вплоть до полностью хлорированного додекахлорциклогексана СдС^ д.
При обработке толуола избытком хлора выделены бензальхлорид, бензотрихло- рид, хлорметилгексахлорциклогексан и дихлорметилгексахлорциклогексан [125]. В присутствии переносчиков галогенов последовательно или одновременно образуются n-хлортолуол, о-хлортолуол, 2,3- и 2,4-дихлортолуолы, 2,3,4- и 2,4,5-трихлортолуолы и, наконец, тетрахлор- и нентахлортолуол.
Галогенирование нафталина и бензольных углеводородов протекает различно. В то время как присоединение галогенов к бензольным углеводородам всегда приводит к производным циклогексана, из нафталина без переносчиков галогенов легко получаются одновременно нафталиндихлорид С10Н8С12 и 1 2,3,4-нафталпнтетрахлоряд [126], а также моно-и дихлорнафталинтетрахлориды [127]. С переносчиками и при нагревании образуются [128] а-хлорпафталин и перхлорнафгадин С10С18.
Хлорирование антрацена протекает подобно хлорированию нафталина. По Перкпну [129], можно получить малоустойчивый 9,10-дихлорид, который под действием избытка хлора переходит сначала в 9,10-дихлорантрацен [130] и затем в 9,10- дихлорантрацен-! ,2,3,4-тетрахлорид [131]. Перхлорирование провести не удается; описан только октахлораптрацен, который, однако, пе был идентифицирован; при более глубоком хлорировании получаются гексахлорбензол и четыреххлористый угле- род [132].
Аналогично ведет себя фенантрен, дихлорид которого неизвестен, хотя дихлор- фенантрентетрахлорид получен. При дальнейшем воздействии хлора образуется октахлорфенантрен; далее идет распад с образованием гексахлорбензола.
Так же как с хлором, чистый бензол не реагирует и с бромом в отсутствие катализаторов в темноте, Фотохимическое присоединение брома и хлора является цепной радикальной реакцией [133, 134]. В реакциях замещения бром активнее хлора, но скорость его присоединения к бензолу меньше [135]. Свет и добавка перекисей благо-
W. Langenbeck, G. Losse, Н. Furst, Chem. Techn., 5, 561 (1953).
F. E. M a t t h e w a, J. Chem. Soc., 1891, 166; 1892, 104; 1898, 243.
K. S c h w a b e, H. S c h m i d t В. К iihnem ann, Angew. Chem., 61, 482 (1949).
H. Furst, H.-J. Dietz, Chem. Techn., 9, 657 (1957).
T. van d e r Linden, Rec. trav. chim., 53, 45 (1934)[ 55, 282, 315, 421,
569 (1936); 57, 217 (1938).
T. van aer Linden, Rec. trav. chim., 57,'1075 (1938).
E. Fischer, Ber., 11, 735,1411 (1878).
A. Fau st, E. Saa me, Ann., 160, 67 (1871); F. Schwarzer, Ber.t 10, 379 (1877).
M. Berthelot, E. J ungfleisch, Ann. Chim. [4], 15, 331 (1868);
G. R u о f f, Ber., 9, 1486 (1876).
W. H. Perkin, Bull. Soc. chim, France [2], 27, 465 (1877).
C. G г ae be, C. Liebermann, Ann., Suppl., 7, 282 (1870).
F. Schwarzer, Ber., 10, 377 (1877); Hammerscnlag, Ber., 19, 1108 (1886).
G. R u о f f, Ber., 9, 1483 (1876).
E. Rabinowitsch, Z. physik. Chem., Abt. B., 19, 19o (1932).
D. L. H a m ш i c k, J. M. Hutson, G. I. Jenkins, J. Chem. Soc., 1938, 1959.
приятствуют присоединению брома при низких температурах. При очень медленном добавлении брома к бензолу, в присутствии 1%-ного раствора NaOH (раствор часто меняют), при 0° С и на свету получены с малыми выходами два изомерных гексабромциклогексана [136, 137].
Из конденсированных ароматических систем легче всего получаются такие продукты присоединения брома, у которых не все С=С-свяаи насыщены.
Присоединением брома к чистому нафталину в безводном СС14 при 0е С на свету получают [138] 1,2,3,4-тетрабром-1,2,3,4-тетрагидронафталин (выход 30%), а в этом же растворителе при комнатной температуре на свету и добавке перекиси (аскаридол) [139] получается 12% этого вещества. К антрацепу в сероуглероде при 0° С бром присоединяется с образованием 9,10-дибром-9,10-дигидроантрацена [129, 140]; из фенантрена в эфире [141] или сероуглероде [142] получается 9,10-дибром-9,10-дигидрофенангрен. Оба вещества при нагревании отщепляют бромистый водород и переходят в 9-бромзамещенпыс.
Присоединение галогеноводородов по С—С- и С=С-связям
Получение и свойства галогеноводородов
Фтористый водород HF (т. пл. —83° С; т. кип. 19,4° С) получают из CaFa и концентрированной H2SO4 в трубчатой вращающейся печи. Его можно, например, абсорбировать водой и получить 70%-кую фтористоводородную (плавиковую) кислоту, из которой при перегонке отгоняется практически сухой фтористый водород. Летучие примеси (SiF,, SOs и COS) удаляют повторной перегонкой [Зе]. Продажную 35%-ную фтористоводородную кислоту можно очистить от ионов SOJ-, SiF§ и CI" перегонкой над NaF с добавкой небольшого количества PbCOg.
Аппараты для работы с HF изготовляют из свинца, меди, серебра и платины; для плавиковой кислоты с концентрацией выше 58% пригодна также сталь. Хранят плавиковую кислоту в сосудах из покрытого парафином стекла, полиэтилена, целлулоида, политрифторхлорэтплена, политетрафторэтилена (тефлона). Стекло быстро растворяется в водных растворах фтористого водорода.
Для смазки металлических шлифов и кранов этих аппаратов пригодны фторированные углеводороды вязкой консистенции. С наружной стороны шлифы можно уплотнять пицсипом. При соединении металлической аппаратуры на фланцах можно использовать уплотняющие прокладки из свинца, меди или мягкого железа. В качестве замазки пригодна смесь свинцового глета с глицерином.
Фтористый водород образует с водой азеотропную смесь (т. ккп. 112° С при 750 мм рт. ст.), содержащую 38,26% HF; температуры кипения водных растворов ■фтористого водорода см. [143]. Из 48%-ного водного раствора фтористого водорода двукратной, а из 70%-ного однократной перегонной можно получить практически безводный фтористый водород. Для лабораторных целей перегонку лучше вести в серебряной или платиновой аппаратуре.
Выпускаемый промышленностью фтористый водород содержит 96—99,95% HF и поставляется в стальных баллонах; баллоны, содержащие 10—20 кг HF, наиболее удобны для лабораторных работ.
Т. v a n d е г Linden, Rec. trav. chim., 55, 291 (1936).
F. Е. Matthews, J. Chern. Soc., 1898, 243.‘
S. B. Hendricks, С. В i 1 i c k e, J. Am. Chem. Soc., 48, 3007 (1926),
J. R. Sampey, J. M. Сох, А. В. К i n g, J. Am. Chem. Soc., 71, 3697 (1949).
J139) F. R. Mayo, W. В. H a r d y, J. Am. Chem. Soc., 74, 916 (1952).
E. de Barry Barnett, I. W. Cook, J. Chem. Soc., 1924, 1085. 141] R. Fi11ig, E. Ostermayer, Ann., 166, 363 (1873).
M. Hay duck, Ann., 167, 180 (1873); H. Henstock, J. Chem. Soc., 1921, 57.„ ,
Ullmanns Enzyklopadie dec technischen Chemie, Bd. 7, 3 Aufl., Munchen — Berlin, 1956, S. 585.
Фтористый водород выпускают из вентиля в виде жидкости или в виде газа, для чего баллон подогревают теплой водой. При этом целесообразно пропускать фтористый водород через холодильник и собирать его в охлажденном приемнике. Фтористый: водород очень гигроскопичен. Однако безводный фтористый водород можно переливать на воздухе без заметного поглощения воды вследствие высокого давления пара испаряющегося IIF, препятствующего' доступу влаги. Содержание малых количеств воды во фтористом водороде определяют измерением электропроводности [144].
При работе с НУ необходимо пользоваться защитными очками, резиновыми перчатками и резиновым фартуком. Пораженные фтористым водородом или фторидами места кожи как можно скорее обмывают 10%-ным раствором (ТШ4)3СОз. Ожоги, вызванные фтористым водородом, рекомендуется также1 покрывать кашицей из магнезии с небольшим количеством глицерина.
В лаборатории наиболее чистый безводный HF приготовляют [4f, 145] нагреванием до 500—600° С в медной аппаратуре бифторида калия КПГ2, предварительно высушенного при 220° С.
Хлористый водород IIC1 (т. ил. — 114° С; т. кип. —85,0° С) получают для препаративных целей из концентрированного водного раствора НС1 (d15 — 1,16, 31,5% НС1; d16 = 1,19, 37,2% НС1). Он хорошо растворим в воде, этиловом спирте и эфире; 1 объем воды при комнатной температуре растворяет около 450 объемов НС1. С водой образует азеотропную смесь, содержащую 20,24% НС1 (т. кип. 110е С).
Наиболее удобно получать газообразный ПС1 прибавлением концентрированной TIC1 (d = 1,19) в сосуд, наполненный концентрированной H2SO4, через достигающую почти до дна сосуда капиллярную трубку, предварительно заполненную концентрированной IICI. Для уравновешивания давления газоотводную трубку соединяют с капельной воронкой. Применяют равные объемы концентрированных НС1 и H2SO4. При этом из 200 мл концентрированной 11С1 получается 67,4 г газообразного HCL
Для непрерывного получения больших количеств хлористого водорода в трубку диаметром 5 см с отводом для хлористого водорода в верхней ее части п выпускным краном внизу, которая на высоту 25 с.и наполнена кварцем или стеклянными бусами, одновременно приливают по каплям концентрированные соляную и серную кислоты [4g]. Выделяющийся хлористый водород пропускают сначала через промывную склянку с концентрированной П28О4, затем через склянку со стеклянной ватой. Для сушки применяют СаС12 и Н28О4; пятпекпсь фосфора непригодна, так как она реагирует с хлористым водородом.
Хлористый водород пз баллонов не содержит влаги и заметных количеств примесей.
Бромистый водород НВг (т. пл. —86,9° С; т. кип. —66,8е С) используется для препаративных целей в виде газа или в виде водного раствора. Существует нсскольк хороших методов получения безводного НВг."
а) II о л у и е и п о из водорода и брома |4h]. Аппарат состоит пз круглодонной колбы 4, капельной воронки, доходящей почти до дна трубки Б для введения водорода и газоотводной трубки В. Колба, в которой находится бром, опущена в водяную баню с температурой 25—35° С. Для предохранения колбы от прямого света лучше всего покрасить ее в черный цвет, оставив смотровое окошко. Трубка Б во время работы находится под поверхностью брома. Отбираемый из баллона водород перед поступлением в реакционную колбу проходит через промывную склянку, содержащую концентрированную II2SO4, и пустую предохранительную склянку. Для предварительной очистки водород можно пропускать через трубку с нагретым платинированным.
К. Fredenhagen, G. Cadenbach, Z. physik. Chern., 146, 25t (1930).
< Дж. X. Симонс, Неорганические синтезы. Сборник 1, Иэдатинлпт, "1951.*
асбестом и далее [146] через СаС12 п PaOs. Чтобы можно было уравнять давление в системе, трубка В соединена трубкой В с капельной воронкой.
Трубка В соединена с обогреваемой горизонтальной трубкой Г из тугоплавкого стекла длиной 40—60 см, в которой находится платинированный асбест пли платинированный силикагель. От трубки Г отходит вертикальная трубка Д. В ней находится красный фосфор, распределенный на стеклянных бусах или кольцах Рашига.
К трубке Г можно также присоединить ловушку, охлаждаемую смесью твердой углекислоты н эфира. Трубка Д соединена с промывной склянкой, заполненной водой (для удаления фосфорных соединений), за которой следует осушительная трубка с СаС12 или СаВг2.
Перед началом реакции из установки водородом вытесняют воздух и нагревают трубку Г до 350—380° С. Однако последний ее участок должен оставаться холодным, во избежание термической диссоциации НВг. В колбу заливают 50 мл брома п барботируют через него сильный ток водорода, чтобы обеспечить избыток водорода. По мере расходования брома ого добавляют по каплям. При слишком бурном течении реакции имеется опасность взрыва! О получении. Н13г см. также |7Ь, 147, 148].
Для очистки бромистый водород концентрируют в ловушке, охлаждаемой смесью твердой углекислоты и ацетона, и барботируют неочищенный продукт через конденсат. Примесь брома можно удалять с помощью красного фосфора, тонко распределенного на стеклянной вате или в концентрированной бромпстоводородпой кислоте; Р2О5 и концентрированная H2SO4 малопригодны в качестве осушителей. Если предъявляются высокие требования к чистою продукта, то для осушки лучше пользоваться [149] сухим СаВга.
U о л учс и ие из брома и тетралина.
С1о1112-|-4Вг2 1 > СюН^Вг^-к 4НВг
Недостатком этого метода является использование только половины вводимого брома. К высушенному над Na2SO4 и перегнанному тетралину (т. кип. 207° С), к которому добавлено немного железных опилок, по каплям приливают бром. Реакционную колбу помещают в водяную баню, которую при замедлении, реакции подогревают примерно до 40е С. Для удаления увлеченного брома бромистый водород пропускают- через обратный холодильник и промывную склянку с перегнанным тетралипом (см. также [J50]).
Получение из брома и красного фосфора. Небольшие количества газообразного НВг можно также получить действием брома на красный фосфор, суспендированный в насыщенном водном растворе бромистого водорода. Описание лабораторной установки см. [151].
Растворимость НВг в воде при нормальной давлении следующая (в г/100 » поды): при 0г С — 22; прп 25е С — 193; при 100° С — 130- В насыщенном при 11° С растворе НВг в ледяной уксусной кислоте содержится около 41% НВг.
Бромистый водород образует с водой азеотропную смесь, кипящую при постоян- поц температуре (122,5° С при 740 лл pm. cm.; 126° С при 760 pm. cm.) и содержащую 47,8% НВг. Эту величину можно повысить примерно до 65% НВг введением бромистого водорода в воду при охлаждении смесью льда с солью.
* Рекомендуемый для осушки СаС1а лучите нс применять, так как при этом
Водные растворы бромистого водорода.
В охлаждаемый водой раствор 120 г КВг в 200 мл воды медленно приливают 90 лм концентрированной H8SO4, не допуская подъема температуры выше 75е С. После охлаждения до комнатной температуры смесь отфильтровывают от KHSO4 на стеклянном фильтре и фильтрат перегоняют.
В смесь 1200 г (377 дм) брома, 500 мл воды и 1500 г измельченного льда пропускают сильный ток SO8 через барботер, погруженный в находящийся внизу бром [152]. Ток SO2 следует так отрегулировать, чтобы не было проскоков. Вначале массу часто взбалтывают, для того чтобы инициировать реакцию и предотвратить накопление больших количеств SO8, так как в противном случае обычно образующийся в этих условиях сульфурилбромид SOsBr2 может бурно реагировать с водой. Приблизительно через 2 ч смесь быстро желтеет, и реакцию тотчас прекращают. Полученный продукт, содержащий 2 моль НВг на 1 моль H8SO4, перегоняют до т. кип. 130° С и дистиллят ректифицируют. Выход 48%-ной бромистоводородной кислоты 2400 г; т. кип. 125—126° С.
Йодистый водород HI (т. пл. — 50,7° С; т. кип. —35,4° С). В современных синтезах Hi применяется для присоединения по С=С-связям ж для обмена ОН-группы на иод и в большинстве случаев выделяется непосредственно в реакционной смеси. Безводный HI получают аналогично НВг из водорода и иода при 500° С над платинированным асбестом [41]. В 1 л воды при 10° С растворяется 12 моль HI.
Безводный иодистый водород. Применяя несложную аппаратуру, безводный HI можно получить следующим образом [153]. В круглодоииую колбу емкостью 500 мл, соединенную через обратный холодильник с тремя охлаждаемыми ловушками (первая до 0° С; вторая до —40° С; третья до —80° С), вливают раствор 0,35 моль РДв 226 в (2 моль) 85%-ной НзР04 и добавляют 1 моль Nai. При нагревании колбы во второй и третьей ловушках собираэтся примерно 50% от теоретического количества йодистого водорода. По окончании выделения HI перекрывают соединение между первой и второй ловушками и перегоняют продукт из второй ловушки в третью, доводя температуру во второй ловушке до комнатной. При этом надо следить за тем, чтобы трубки не закупоривались твердым HI. Из третьей л опушки HI можно испарять непосредственно в реакционные растворы.
Водные растворы йодистого водорода. Их получают, пропуская HaS в энергично перемешиваемую суспензию 120 г иода в 150 мл воды до-почти полного обесцвечивания иода. Отфильтрованный от выделившейся серы раствор доводят до кипении для удаления H8S и затем перегоняют. Иодистоводородная кислота, кипящая при постоянной температуре (126,5° С при 760 мм pm. cm.), содержит 56,7% HI (d = 1,70) . Водные растворы HI, окрашенные в коричневый цвет выделяющимся иодом, обесцвечивают [4k] добавлением к горячей кислоте по каплям в токе инертного газа 50%-ной Н3РО2.
Иодистоводородную кислоту следует хранить в коричневых запарафи- ненных склянках, так как под действием кислорода воздуха и света она разлагается. Для стабилизации добавляют красный фосфор в количестве 1 г на 1 л кислоты.
В качестве растворителей в процессе присоединения HI при комнатной температуре употребляют СН8С1„ СНС18 и dCt,; для присоединения НС1 и НВг применяют, кроме того, бензол, толуол, ксилол, нитробензол, петролейный эфир, гексан, гептан (бензни), нитрометан, ледяную уксусную нислоту, эфир и диоксан. Два последних растворителя замедляют реакцию ионного присоединения.
Общие положения о присоединении галогеноводородов по С=С-связям
Наиболее легко по С=С-связям присоединяется HI, труднее — НВг; присоединение НС1 без катализатора часто происходит значительно хуже. «Нормальное» присоединение галогеноводорода но С=С-связи начинается с присоединения протона Н* к более отрицательному из двух непясыщАнных атомов углерода. Затем к образовавшемуся иону карбопия присоединяется аинон Х~. Во многих случаях X" «нормально» присоединяется к наименее «гидрогенизированному» атому углерода (правило Марков- никова [154]).
.—СН2=СН—СН2Вг—.
НВгНВг
СН2Вг—СН2—СПаВгСНзСНВг—СНаВг
«аномальное»«нормальное»
присоединениеприсоединение
Позднее будет показано, что «нормальное» присоединение в частпых случаях может происходить и с нарушением правила Марковникова. «Нормальное» электрофильное присоединение .ускоряется в присутствии полярных растворителей (например, воды, уксусной кислоты [1551), сильных кислот, а также поляризующих катализаторов (галогениды металлов). В темноте и в отсутствие кислорода чистый свежеприготовленный бремистый аллил за 10 суток количественно присоединяет НВг с образованием «нормального» 1,2-дибромпропана. «Нормальному» присоединению бромкстого водорода к бромистому аллилу значительно способствует добавка ZnBr2, а к хлоркстому вппилу — FeBr2 или FeCl3 в ледяной уксусной кислоте.
В присутствии малых количеств кислорода или перекисей, добавляемых или содержащихся в старых препаратах, за 30 ли« из бромистого аллила образуется «аномальный» 1,3-дибромпропан. Описаны многочисленные примеры таких реакций [156]. «Аномальное» присоединение является радикально-цепной реакцией, которая инициируется специальными радикалообразующими веществами или фотохимически в жидкой и газовой фазах [157]:
X • +Н2С=СНВ —> ХСН2-СНН(1)
XCHs—CHR 4- НХ —► XCH2-CH2R 4- X •.(2)
Эта реакция имеет препаративное значение только в случае присоединения бромистого водорода. Для стадии 2 анергии активации хлористого и фтористого водородов слишком высоки; в реакции с иодистым водородом образуются недостаточно активные свободные радикалы—атомы иода [156, 158, 159]. Йодистый водород может восстанавливать добавляемые перекиси, а образующийся при этом иод является катализатором «нормального» присоединения.
«Аномальному» присоединению бромистого водорода к галогевзамешеиным олефинам, таким как бромистый аллил или хлористый винил, способствуют также мелко- раздробденные металлы, в результате взаимодействия которых с бромистым водородом» образуются атомы брома.
«Нормальное» присоединение НВг к стиролу, пропилену и изобутилену протекает так быстро, что добавка железа не вызывает «аномального» присоединения. Введение некоторых антиокислителей, например катехина и тиофенола [160], полностыо- подавляет «аномальное» присоединение и к галогенированным олефинам.
W. Markownikoff, Ann., 153, 256 (1870).
М. S. К h а г a s с b, J. A. Hinckley jr., М. М. Gladstone^ J. Am. Chern. Soc., 56, 1643 (1934).
F. R. Mayo, C. Walling, Chern. Rev., 27, 351 (1940).
W. E. V a u g h a n, F. F. R u s t, Th. W. E v a n s, J. Org. Chern., 7„ 477 (1942).
E. Muller, Angew. Chern,, 64, 244 (1952).
O
F. R. May o, J. Am. Chem. Soc., 76, 5392 (1954).
M. S. Kharasch, W. R. H a e I e ] e, F. R. Mayo, J. Am. Chen^ Soc., 62, 2074 (1940 .
В двух следующих примерах, из которых первый, правда, является спорным, показано, что «аномальное» присоединение НВг к олефинам катализируется не только перекисями, азоизобутиронитрилом и подобными веществами. Так, при введении сухого НВг (в условиях, исключающих доступ влаги) при нормальном давлении в перемешиваемый раствор свободных от перекисей пентепа-1 или гептена-1 в СС14 пли гексане при температуре от —10 до —12° С или в ледяной уксусной кислоте при температуре от 0 до 5° С (1,5—3 ч) получаются исключительно 1-бромпоптан или 1-оромгептан [161]. При встряхивании этих олефинов в течение около двух месяцев при комнатной температуре в темноте с 48% -ной водной бромистоводородной кислотой происходит присоединение с образованием исключительно 2-бромпеитаяа или 2-бромгептана. Пропилен, к которому в отсутствие растворителей НВг присоединяется с образованием 2-бромиропана [162], дает в ^-пентане, несмотря на отсутствие перекисей и воздуха, тоже продукт «аномального» присоединения — 1-бромпропан (эффект разбавления) [163].
Эффект разбавлении в сочетании с добавкой перекиси используется для направле- япя реакций в сторону «аномального» присоединения.
При отсутствии растворителей НВг очень быстро присоединяется к стиролу с образованием «нормального» а-фенилэтилбромида. В присутствии пере- кисп образуется только около 7% продукта «аномального» присоединения. Но если в раствор 1 .воль стирола в 6 моль н-пентана с добавкой 0,02 .моль перекиси лаурила в течение нескольких часов вводить НВг, то получается 80% р-фенилэтилбромида [164].
При фотохимическом «аномальном» присоединении НВг к олефинам также используют эффект разбавления [165].
Следует указать, что эффект разбавления оспаривался некоторыми исследователями, Так, в противовес литературным данным [161] пентен-1 присоединяет «аномально» НВг с образованием 1-бромпентапа только в присутствии перекиси (аскари-' дол). В уксусной кислоте, даже в присутствии аскаридола, предпочтительно происходит -«нормальное» присоединение и получается 2-бромпептап. В пентане также идет «нормальное» присоединение НВг, однако в этом случае в качестве антиокислителя был добавлен дифениламин [166].
Во всех случаях наличие галогенов в качестве заместителей при С=С-связях ■снижает реакционую способность С=С-связей при электрофильном присоединении и, следовательно, при присоединении галогсповодородов. Это действие ослабляется в последовательности фтор, хлор, бром. Но даже в тех случаях, когда наличие галогенных заместителей само по себе препятствует «нормальному» присоединению, последнее становится возможным при работе в ледяной уксусной кислоте, при наличии избытка НВг (работа иод давлением в жидком НВг), при разбавлении и в присутствии некоторых галогенидов металлов (ZnBr2, FeBr2, FeCl3). Так, к бромистому винилу НВг присоединяется при 100—200° С над стеклянной ватой с образованием 1,2-дибромэтана, а над асбестом, пропитанным бромидом ртути (II), — с образованием 80—90% 1,1-дибром,- этана [167].
Присоединение галогеноводородов к фторированным олефинам, а также к карбонильным соединениям и нитрилам (стр. 117), происходящее не по правилу Марков- никова, протекает фактически «нормально». В то время как в соединении ■СНЯ—СП=СН2 средний атом углерода менее отрицателен, чем второй ненасыщенный
М. L. S h е г г i 11, К. Е. Mayer, G. F. Walter, J. Am. Chern. Soc., 56, 926 (1934).
М. S. Kharasch М. С. М с N a b, F. R. М а у о, J. Am. Chern. Soc., 55, 2531 (1933).
F. R. Mayo, M. G. Savoy, J. Am. Chemi Soc., 69, 1348 (1947).
C. W a 111 n g, M.S. Kharasch, F. R. M a у o, J. Am. Chem. Soc., 61, 2693 (1939).
Пат. США 2540126, 2540127; С., 1952, 2580.
M. S. Kharasch, J. A. Hinckley, M. M. Gladstone, J. Am. Chcm. Soc., 56, 1642 (1934).
J. P. Wibaut] Z. Elcktrochem., 35, 602 (1929).
атом, в соединенииСРз—GH—СН$он более отрицателен вследствие влияния группыСГ3. Так, НС1 или НВг присоединяются к CF3—СН=СН, даже в присутствии А1С18 илж А1Вг3 с образованием CF3—СН2—СН2С1 (Вг) [168]; под влиянием УФ-облучения выход повышается [169].
При присоединении галогеноводородов к а,р-ненасыщенпым карбоновым кислотам и их эфирам галоген вступает в р-положение к карбоксильной или к карбалк- оксильной группе. Так, присоединение Ш к акриловой кислоте приводит к 0-иодпро- ппоновой кислоте [170], присоединение НВт или HI к этиловому эфиру кротоновой кислоты — к соответствующим эфирам р-галогенмасляной кислоты [171 ]. В ненасыщенном соединении с CF3- и карбалкоксильной группами преобладает влияние последней. Даже в присутствии А1Вг3 или перекиси бензоила НВг присоединяется к этиловому эфиру у,у,у-трифторкротоновой кислоты с образованием эфира р-бром-у,у,у-трифтормасля- ной кислоты [172].
Присоединение галогеноводородов к ненасыщенным углеводородам
Присоединение HF к олефинам происходит очень легко, однако сопровождается побочными реакциями полимеризации олефинов. Следы кислот и воды или температура около 70° С вызывает отщепление HF от образовавшихся фтористых алкилов. Препаративное значение имеет присоединение Н F к хлорзамещенным олефинам, которые тем менее склонны к полимеризации в его присутствии, чем больше атомов хлора связано с ненасыщенными атомами углерода. Фтористый водород легко присоединяется к несимметричным галогензамешенпым олефинам, таким, как СНг=СНХ, НСН=СХа или RCX=CHg, труднее к олефинам, имеющим атомы галогена у обоих ненасыщенных атомов углерода. Реакция ускоряется в присутствия BF3, который образует комплексное соединение и тем самым облегчает отрыв протона от молекулы HF; однако одновременно ускоряются параллельно протекающие реакции обмена галогена на фтор и смолообразование в результате полимеризации [173].
Фтористый водород присоединяется «нормально», т. е. водород направляется к более отрицательному кз двух ненасыщенных атомов углерода. Следовательно, {за исключением случая, когда рядом со^связью С= С находится группа CFS (см; выше)], фтор, согласно правилу Марковникова,1 обычно присоединяется к наименее гидрогенизированному атому углерода. Это относится также к фторированным олефшам. Если в последних кроме фтора имеются другие галогенные заместители, то при присоединении галогеиоводорода как по ионному, так и по радикальному механизму галоген присоединяется к атому углерода, связанному с наибольшим числом атомов фтора [174, 175]; например, присоединение бромистого водорода к GFS=CFG1 происходит с образованием CBrF2—CHC1F.
Олефин добавляют (по возможности без катализатора BFs) к охлажденному до температуры от —40 до —60° С жидкому HF, затем массу постепенно нагревают и выдерживают 1—2 ч при 75—90° С. Реакционный сосуд может быть выполнен из меди, монель-металла, нержавеющей стали, платины, магния или никеля. Реакцию с низкокипящими фторидами следует вести в автоклаве. При работе с концентрированным водным раствором HF присоединении не нроисходит.
1,2-Дихлор-2-фторпропан [3f]. В охлажденный сухим льдом стальной автоклав емкостью 2 л помещают 500 г 1,2-дихлорпропена-2 и 90 г безводного HF. Автоклав закрывают навинчивающейся крышкой, снабженной вентилем и манометром, и 18 ч нагревают при 50° С на водяной бане. Затем после охлаждения сухим льдом открывают вентиль, отвинчивают крышку, выливают реакционную
A. L. Henne, S. К а у е, J. Am. Chern. Soc., 72 , 3369 (1950).
A. L. Henn е, М? N a g е г, J. Am. Chern. Soc., 73, 5528 (1951).
J.W i s 1 i c e n u s, Ann., 166, 1 (1873).
W.H e m f 1 i a n, Ann., 174, 324 (1874).
H.M. W a 1 b о r s k у, M. S c h w a г z,J.Am.Chem.Soc.,75,3241 (1953),
A.L. H e n n e, R. C. Arnold, J. Am.Ghem. Soc.,70,758(1948).
J. D. P а г k, M. L. S h а г r a h, J. R. L a c h e r, J. Am. Chem. Soc , 71, 2339 (1949).
R. N. H a 6 z e 1 d i n e, B, R, Steele, J. Chem. Soc., 1954, 3747.
8 Заказ 1835.
смесь па лед, нейтрализуют разбавленным раствором NaOH к перегонкой с водяным паром отделяют органический слой. Высушенный над СаС12 неочищенный- продукт (450 е) разделяют перегонкой па колонке и получают около 200 в 1.2-дн- хлор-2-фторпропана (т. кип. 85—90° С) и приблизительно 200 г фракции, кипящей при 90—94° С. Последнюю фракцию еще раз обрабатывают HF, как указано- выше, и получают дополнительно 75 в 1,2-дихлор-2-фторпропапа.
О реакциях взаимодействия с HF см. также [176—178].
Ниже совместно рассматривается присоединение всех прочих галогевоводородов. (ИХ). Олефины в газовой фазо очень медленно реагируют с ПС1, однако реакция проходит легко [1791 в присутствии безводного А1С13. К высшим нормальным олефинам- галогеководороды присоединяются легче, чем к газообразным низшим. Как правило, галогеноводороды присоединяются труднее к концевым винильным группам, чем подвойным связям в середине цепи. В известных условиях это дает возможность разделять изомеры. Например, к гексепу-2 (СН8СН2СН— СНСН3) хлористый водород присоединяется под действием дымящей соляной кислоты при комнатной температуре; гексен-1 (СН3СП2СН2СН2СН — СП$) остается при этом неизменным [180]. Из двух изомеров НСВг— СН2 и RCH— СНВг первый значительно легче присоединяет галогеноводорады, чем второй, так что таким путем иногда удается разделять изомеры.
Этилен, реагирующий медленнее всех других олефинов с галогеноводородами, быстро присоединяет в жидкой фазе (раствор в дихлорэтане) НС1 в присутствии -А1С1& даже при —80° С. В газовой фазе без катализатора этилен не реагирует с НС], НВг в HJ, пропилен не реагирует с НС1 и НВг, а бутилен с НС1. Но в жидкой фазе присоединение происходит [181]. В газовой фазе в присутствии катализаторов этилени пропилен ужо при умеренных температурах^/рисоединяют IIC1 и НВт с образованием'хлористого- (или бромистого) этилена и 2-хлор(бром)пропана [167]. Катализаторами реакции- являются; BiCJg, В1Вгя, пропитанный BjBr3 асбест, FeCl3, FeBr3, ZnCl2 и Д1С13.
Мри наиболее легко осуществимом жидкофазном присоединении галогеповодоро- дов значительное влияние на реакцию оказывает растворитель. Например, пропилен плохо присоединяет НВг в ледяной уксусной кислоте при компатной температуре,, а в гексапо, напротив, присоединение идет хорошо [182]. н-Бутилеп в ледяной уксус- " пой кислоте присоединяет НВг при 5° С в толстостенной ампуле с образованием- 2-бромбутапа [183]. К пентену-1 НВг и III присоединяются без растворителя или в: воде, и получается 2-бром(иод)пептап [184].
Наиболее легко НС1 присоединяете я к третичным олефипам, например к изобутилену и изоамилену. К изобутилену в гептане НС1 присоединяется при 0° С с образованием исключительно трет-бутилхлорида. В присутствии следов воды реакция ускоряется [185]. С добавкой МС13 1-метилциклогексен полимеризуется, и то время как. под действием сухого НС1 при 5° С в присутствии 5—10% SnClj получается 1-хлор- 1-метилциклогексан со 100%-пым выходом [186].
Хлорид алюминия непригоден также для получения циклогексилхлорида из- циклогексена и хлористого водорода. Эта реакция идет хорошо [187] в присутствии SnCl4 и TiCJ4.
W. Bockemuller, Neuere Methoden dor praparativen organischen- Chemie, Bd. 1, Berlin, Verlag Chemie, 1944, S. 217—236.
A. L. Henne, Org. Reactions, II, 67 (1944).
J. H. Simons, Fluorine Chemistry, v. II, New York, Academic- Press Inc., 1954:-a) p. 213; b) p. 217; c) p. 340.
J. P. Wibaut, J. J. D i e k ш a n n, A. J. Rutgers, Bec. trav chim., 47, 477 (1928).
Schorlemmer, Morgan, Ann., 177, 305 (1875).
O. Maass Can. J. Res., 3, 525 (1930); 5, 48 (1931).
V. N. Ipatieff, H. P i n c s, R. C. W a c k L e r, [ J. Am. Chern Soc
2398 (1934).
II. J. L u c a s, R. T. D i 11 о n, W. G. Y о u n g, J. Am, Chern. Soc 52, 1952 (1930).
Ch. К. 1 n g о 1 d, E. Ramsden, J. Chem. Soc., 1931, 2746.
F. R. M a у o, J. J. К a t z, J. Am. Chem. Soc., 69, 1339 (1947)
M. M о n s s e г о n, G. Manon, С. r., 227 533 (1948).
M. Mousseron, G. Mano n, Bull. Soc. chim. France, 1949, 392.
Для проведения реакции между сухим газообразным олефином и НВг смесь газов пропускают через широкую нагретую до 100е С трубку, заполненную катализаторами — А1С1а, А1Вг3, BiC23, BiBra, ZnCl2 п HgCls; применимы катализаторы, осажденные на силикагеле или асбесте. Описание лабораторной аппаратуры см. [188]. В лабораторной практике чаще всего реакцию присоединения НВг проводят при 0— 15° С в ледяной уксусной кислоте или пропуская НВг при температуре около —20° С в неразбавленный или растворенный в CHC1S олефин. Реакцию с легколетучимп олефинами проводят в толстостенной ампуле в течение нескольких суток. Высококипящие олефины можно обрабатывать и обычной аппаратуре; реакция идет примерно сутки.
Для того чтобы обеспечить «нормальное» присоединение НВг, необходимо исключить доступ воздуха и убедиться в отсутствии перекисей в насыщенном соединении и в растворителе и в случае наличия удалить их соответствующим способом. Можно также добавлять антиокислители, например дифениламин, тиофенол или тиокрезол, которые устраняют влияние малого количества перекисей.
Такие растворители, как петролейный эфир, бензин, декалин, ароматические углеводороды с боковой цепью (ксилол, кумол), тетралин и все эфиры большей частыр содержат перекисные соединения.
Для удаления гидроперекисей растворители встряхивают с КОН или КаОН, причем соли гидроперекисей осаждаются (охлаждение, защитные очки/). Для перекисей тримерпых и полимерных альдегидов и кетонов рекомендуется продолжительная обработка растворителя раствором FeS04 в 50%-ной H8SO4. О дальнейших методах см. [189].
Положительное влияние полярных растворителей и галогенидов металлов на •«нормальное» присоединение галогеноводородов к олефинам уже обсуждалось.
Для проведения «аномального» присоединения НВг добавляют перекиси или применяют УФ-облучспие [190].
Легколетучио олефины загружают путем перегонки в соответственно охлаждаемую толстостенную ампулу, в которой находится 0,04—0,15% перекиси и и которую таким же способом затем добавляют 1,2 —1,5 .моль предварительно ожиженного НВг. Ампулу запаивают и проводят реакцию при 0—20b С в течение нескольких суток [191]. Трудполетучие олефины можно гидробролш- ровать путем введения НВт в раствор олефина в Кипящем пентане, гексане или гептане с добавкой перекисей иди путем УФ-облучения в кварцевой колбе. Примером может служить способ гидробромировапия 1-бром(хлор)циклогек- сепа-1, к которому при УФ-облучопии и комнатной температуре НВг присо- едипяогся «аномально» с образованием цис-1,2-дибромцпклогексана [192], а в при- сутствшг FeCls — с образованием 1,1-дигалогенциклогексапа [193]. К аллил- бензолу и его различным производным, замещенным в ядро, сухой НВг присоединяется только в присутствии 3—8% перекиси диацетила или бензоила (охлаждение спесью льда с солью/). Получается с хорошим выходом ю-бромпропилбен- зол [194].
предпочтительнее обработка FeSOi. — J. J. Diekmann, A. J. Rutgers, Rec. trav. chim., der organischen Chemie, Bd. 8, Stuttgart,предпочтительнее обработка FeSOi. — J. J. Diekmann, A. J. Rutgers, Rec. trav. chim., der organischen Chemie, Bd. 8, Stuttgart,McNab, F. R. Mayo, J. Am. Clh'in. Soc., Mayo,McNab, F. R. Mayo, J. Am. Clh'in. Soc., Mayo,
предпочтительнее обработка FeSOi. — J. J. Diekmann, A. J. Rutgers, Rec. trav. chim., der organischen Chemie, Bd. 8, Stuttgart,
предпочтительнее обработка FeSOi. — J. J. Diekmann, A. J. Rutgers, Rec. trav. chim., der organischen Chemie, Bd. 8, Stuttgart,
McNab, F. R. Mayo, J. Am. Clh'in. Soc., Mayo,
McNab, F. R. Mayo, J. Am. Clh'in. Soc., Mayo,
J. Am. Chem. Soc., 55, 2468,
F. А у с о c k, J. Am. Chem. Soc., Am. Chem. Soc., 79, 6270 (1957). [13], 4, 43 (19591
В реакциях присоединения НС1 и НВг к бициклическим терпенам, особенно в растворителях с высокой диэлектрической постоянной и при избытке галогеноводо- рода, происходит перегруппировка первично образующихся галогенидов (перегруппировка Вагнера — Меервейна). В качестве примера можно привести перегруппировку камфена в иэоборнилгалогенид:
•гамфен 'изоборнилхлорид (бромид)
Присоединение галогеноводородов к камфену [195]. Вводят 1 моль- сухого НС1 в раствор камфена в половинном объеме сухого эфира при охлаждении смесью льда с солью и полном Исключении влаги. С выходом 90% получают камфенгидрохлорид.
Камфенгидробромид с выходом около 70% получают введением НВг (85% от теоретического) в раствор камфена в петролеином эфире в тех же условиях [196]. Полученные продукты загрязнены изоборнилхлоридом(бромидом). Так как в изоборнилхлориде(бромиде) вторичный атом галогена значительно мепее подвижен, чем третичный атом галогена в камфенгидрохлориде(гидро- бромиде), чистоту препаратов можпо определить титрованием спиртовым.
К ненасыщенным углеводородам с сопряженными С=С-связями (например,, к бутадиену) галогеноводороды могут присоединяться как в 1,4-, так ив 1,2-поло- жеиия:
СНз—СНВг—СН—СН2СН2=СН-СН=СПаВгСН2—CH—СН—СПз
III
Присоединение галогеноводородов и бутадиену [197]. При 303 С пропускают бутадиен в 66%-пый водный раствор НВг, отделяют собравшийся сверху слой неочищенного продукта, промывают до нейтральпой реакции, сушат над СаС12 и разгоняют. Получается кротилбромид (т. кип. 101—104° С)^ - который представляет собой смесь 80—85% 1-бромбутена-2 (II) и 15—2и% . З-бромбутена-1 (I). При комнатной температуре эта смесь участвует в реакциях так, как если бы она состояла только из 1-бромбутена-2, что например, г особенно важно при синтезе этилкротилбарбитуровой кислоты [198]. Аналогичным образом при введении бутадиена в 57%-ныи водный раствор Ш при 20й G получают кротилиодид; т. кип. 35° С при 12 лл рт. ст.
Присоединение галогеноводородов к циклопентадиену [199]. При тем-^ иературе ниже 0° С (охлаждение твердой двуокисью углерода) в свежеприготовленный циклоп^итаднен при перемешивания быстро вводят сухой НС1 (90% от теоретического), происходит 1,4-присоединение с образованием 3-хлорцикло-Л пентена. Так как 3-хлорциклопентен быстро полимеризуется при комнатной . температуре с образованием черной смолы, аппаратуру после опыта следуетг. тотчас же разобрать и вымыть!
II. Meerwein, К. van Emster, Вег., 53, 184 (1920); 55, 2500 (1922).
Н. Meerwein, Ann., 453, 36 (1927).
R. V oig t, J. prakt. Chem. [2], 151, 309 (1938).
H. Goldhahn, Pharmazie, 8, 324 (1953).
R. В. M о f f e t,t, Org. Syntn., 32, 1952, p. 41.
Присоединение галогеноводородов к циклогептатриену. В циклогепта триене преимущественно насыщается только одна из трех сопряжении: С=С-связей. С 40%-ным раствором НВг получают на холоду наряду с ди бромидом 6-бромциклогептадиен-1,3 (выход 65%), который сыграл решающуе роль в первом синтезе тропина [200].
Для присоединения III, мало интересного с препаративной точки зрения пропускают при 0—20° С газообразный олефин в не содержащий иода водный раство- HI с постоянной температурой кипения или в насыщенный раствор HI в ледяной уксус ной кислоте. Можно также пропускать HI в олефии или его бензольный раствор По другому методу, оказавшемуся пригодным также для иодирования спиртов и афя ров (см. стр. 210, 226), добавляют 0,5 моль олефина к смеси 2,14молъ 95%-ной Н8РО и 1,5 лимб KI (смесь готовят при охлаждении из 102 мл 85%-ной Н3РО4, 47 а Р8О л KI) и нагревают реакционную массу несколько часов с обратным холодиль ником [201].
\с=с/ +К1 + Н3РО4 —► ^>CH-CI-|-KHSPO4
Подробную пропись получеиня иодциклогексана из циклогексена см. [202) Этот способ применим также для присоединения Hi к ненасыщенным кислотам [203]
Присоединение галогеноводородов к ненасыщенным спиртам, эфирам карбонильным соединениям и нитрилам
Присоединение НС1 (НВг) к ненасыщенным спиртам без полной или частично! замены ОН-группы на хлор (бром) возможно только в том случае, если ОН-группа от делена от С=С-связи несколькими атомами углерода. Например, коричный спир1 реагирует при 0° С с газообразным ЙС1 или раствором НВг в ледяной уксусной кис лоте с заменой ОН-группы на хлор или бром [204].
Для проведения «аномального» присоединения НВг к высшим ненасыщепньп спиртам нужно предварительно перевести спирты в сложные эфиры. К ундецеиолу например, ПВг присоединяется даже в присутствии перекисей с образование! 10-бромундеканола-1 — продукта «нормального» присоединения, а к уидецеиилацетат^ в присутствии перекисей он может присоединяться «аномально», но при добавление антиокислителей (водород и дифениламин) происходит «нормальное» присоедине пие [205].
Из полученного в присутствии перекиси бензоила «аномально» гидробромира ванного ацетата бронированный спирт получают переэтерификацией с помощью метв левого спирта и п-толуолсульфокислоты [206]. 11-Бромундеканол-1,13-бромтрндека вол-1 и 15-бромпентадеканол-1 можно получать также, предварительно перевод^ соответствующий (о-непасыщеппый спирт в эфир борной кислоты.
Получение ненасыщенного спирта [207]. В раствор борного эфира вводя* НВг в присутствии ди-трет-бутилперекиси при 0—2° С и по окончание реакции после отгонки большей части растворителя (толуола) омыляют продук- реакции добавлением воды и перемешиванием в течение 1 ч при 50° С.
R. W i 1 1 s t a t t е г, Ann., 317, 87 (1901).
Н.S t о n е, Н. S hе с ht ег,J.Org. Chern., 15, 491 (1950).
Н.S t о д е, Н. S hе с ht ег,Org. Synth., 31, 1951, р. 66.
J. С о г s е, Е. Е. J a n s е n, J. Am. Chern. Soc., 77, 6632 (1955).
А.К 1 a g е s, К. К1 е nк,Вег.,39, 2552 (1906).
R.А з h t о n, J. С.S тi th,J.Chem. Soc., 1934, 1308.
F. L. M. P a 11 i s о n et al., J. Org. Chem., 21, 745 (1956).
M. G. J. В e e t s, W. M e er burg, Rec. trav. chim., 72, 414 (1953).
Присоединение НС1 и НВг к фенил-или алкилвиниловым эфирам, приводящее к образованию а-галогеналкиловых эфиров, следует проводить во избежание полимеризации при низких температурах (от —5 до +5° С).
Имеется подробная методика получения а-хлорэтплбутилового эфира из винилбутилового эфира [2081-
Присоединение галогеноводородов к другим ненасыщенным простым эфирам также необходимо проводить при низких температурах, во избежание расщепления эфира (стр. 225).
Р-Бромдигидроэвгенол. К 7 г эвгенола, насыщенного НВг при 0° С, добавляют при перемешивании и охлаждении льдом до 0° С насыщенный водный раствор НВг и оставляют на 3—4 суток, изредка встряхивая. Получается 7,7 г р-бромдпгидроэвгенола (7,7 г). Аналогичным образом синтезируют р-хлор- дигидроэвгенол (209].
При электрофильном (первичная стадия присоединения Н+), а также нуклеофильном (первичная стадия присоединения X") присоединении галогеноводородов к а,р-яенасыщенным альдегидам, кетонам, кислотам и нитрилам галоид вступает в р-положение:
R—СП=СН—С—R' R—CH—СН=С—R'
Реакция имеет препаративное значение для получения Р-галогопированных кислот, эфиров п нитрилов.
В а,р ненасыщенные кетоны и альдегиды, которые можно растворить в бензоле или CS21 при сильном охлаждении (ацетол + твердая углекислота) осторожно пропускают НВг до начала его проскока. Из окиси мезитила получают таким образом 2-бром-2-метилпептанон-4 [210].
При взаимодействии акролеина с НВг при —15° С в присутствии метилового спирта бром в первую очередь присоединяется к 0-атому углерода. Конечным продуктом, однако, является а,у-дибромэфир — 1,3-дибром-1-метоксппропаи:
ВгВгСН2=СН— СНО I НВг j(CH,OH)
Вг
Вг
ВгСН2-СМ2-СН(ОСНя)2 -^> ВгСН2—СН2-СН(ОСН3)
Это вещество после 12 ч пребывания п растворе метилового спирта превращается в диметилацеталь З-бромпроппопопого альдегида [211].
Диэтилацеталь З-хлор-З-фенилпропионового альдегида. Если к насыщенному при 0° С раствору HCI в абсолютном этиловом спирте при температуре от —5 до 0° С прилить по каплям 20 г коричного альдегида и выдержать смесь при 0° С в течение 30 мин для завертеяия реакции, то получается 23 г диэтилацеталя .З-хлор-З-фенилпропионового альдегида (1,1-диэтоксп-З-фенил-З-хлор- пропан) [212].
М. Ф. Ш о с т а к о в с к и й, А. В. Богданова, Синтезы органических соединений, Сборник 1, Изд. АН СССР, 1950.
G. IL С 1 е m о, J. II. Т и г n Ь п 1 I, J. Chern. Soc., 1945, 533.
Н. Rupe, S. Kessler, Вег., 42, 4715 (1909).
R. P i ii e a u, J. Rech. Centre nat. Rech. Sei.. 1951, 292; C., 1954, 748.
J. P. F о и г n e a u, S. Chantalon, Bull. Soc. chim. France, Mem. [5], 12, 845 (1945Г-
В определенных условиях в результате реакции НС1 (НВг) с а, 0-ненасыщеннымЕ кетонами помимо р-галогенкетовов получаются окрашенные продукты присоединения [213].
Для присоединения НС1 (НВт) к ненасыщенным кислотам галогеноводорог вводят при охлаждении льдом в жидкую неразбавленную кислоту или в ее раствог в ледяной уксусной кислоте или эфире. Из кротоновой кислоты получают таким образом Р-броммасляную кислоту [214].
Реакцию присоединения галогеноводородов к эфирам ненасыщенных карбоновых кислот проводят при низких температурах (от —10 до 0° С) без растворителя или в растворителях — эфире, петролейном эфире или ледяной уксусной кислоте.
Метиловый эфир р-бромпропионовой кислоты. Получение этого эфире из метилакрилата в сухом эфире см. [215].
Метиловый эфир 0-бромизомасляной кислоты [216]. Получают при дей- ствии сухого НВг на метилметакрилат при температуре от —5 до —10° С в отсутствие растворителя.
Если при охлаждении льдом в течение 20 мин в раствор 0-бензоилакриловой рис- лоты в ледяной уксусной кислоте пропускают сильный ток НС1 (НВг) и затем выдер живают 3 ч при комнатной температуре для завершения реакции, то получают с 81% ным выходом а-хлор-или с 90%-ным выходом а-бром-0-бенэоялпропиоповую кислоту [217]. В этом случае 0-ориептирующее влияние кетогруппы преобладает над влиянием карбоксильной группы.
Добавление Инициирующих образование свободных радикалов веществ пре реакции «,0-ненасыщенных карбоновых кислот или их эфиров с НВг не влияет н; вступление брома в 0-положение. Однако возможно «аномальное» присоединение НВ: к и-ненасыщенным кислотам и их эфирам, у которых С=С-свяэи и карбоксильнал группа разделены группами СН2, с образованием со-бромкарбоновых кислот илэ эфиров.
К ундециленовой кислоте или ее этиловому эфиру в бензоле НВг при: соединяется «нормально», если вводить его с водородом, добавлять в* качеств! антиокислителя дифениламин или предварительно удалять загрязнения (альде гиды], которые могут образовывать с воздухом перекиси. В присутствии пере кисеи, которые специально вводят или которые самопроизвольно образуются из примесей альдегидов в результате аутоокислспия кислородом воздуха, про исходит «аномальное» присоединение НВг и получается 11-бромундекановал кислота или ее этиловый эфир [205, 218].
Для получения 11-бромундекановой кислоты в присутствии перекис! бензоила следует пользоваться НВг, полученным из брома и тетралина. Не реко мепдуется применять для этой цели свежеприготовленный НВг, синтезирован пый из Вг2 -J- Н2, содержащий примесь водорода [219].
К ы-ненасыщенным кислотам Н2С = СН—(СН2)„—СООН, где п = 1—3 присоединение НВг в гексане в присутствии перекисей происходит с образа ванием а-бромнасыщенных кислот. В чистейшем гексане при добавке дифенил амина и исключении доступа кислорода происходит «нормальное» присоединен!! бромистого водорода [220].
D. Vorlander. Вег., 37, 1644, 3364 (1904); Ann., 341, I (1905).
Н. Hunsdiecker, Вег., 75, 464 (1942).
В. Mozingo, L. Л. Patterson, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955 p. 576.
H, L. Lochte, J. Am, Chern. Soc., 69, 15 (1947).
E. В u c h I a, S. T) a u n e r, Chern. Ber., 82, 63 (1949).
H. Ash ton, J. C. Smit h, J. Chern. Soc., 1934, 435.
R. G. Jones, J. Am. Chem. Soc., 69, 2352 (1947).
A. Michael, П. S. M a s о n, J. Am. Chem. Soc., 65, 683 (1943).
К а,р-пснасыщенным нитрилам сухой хлористый водород [221] и сухой бромистый водород [222] присоединяются при комнатной температуре, причем галоген вступает в ^-положение к нитрильной группе.
При взаимодействии в течение 3 ч акрилонитрила в сухом эфире с НС1 при комнатной температуре получают 3-хлорпропионитрил с выходом 80—85% от теоретического; без растворителя [221] после 12 ч кипячения выход достигает только 40%.
Присоединение галогеиоводородов по С=С-связям
Алкины легко присоединяют HF уже без катализаторов, причем присоединение происходит по правилу Марковникова:
R—С=С—R' — * R—CF=CH—R' —* R-CFa-CH2-R'
Ацетилен, в противоположность высшим алкинам, не реагирует с НЕ при нормальном давлении,и температурах от —70 до 0° С.
После 72 ч взаимодействия ацетилена с HF при перемешивании в стальном автоклаве при комнатной температуре и давлении 8—12 ат около 15% ацетилена превращается в смесь фтористого винила (35 мол. %) и 1,1-дифторэтана (65 мол. %) [223].
Фтористый винил. Его получают в газовой фазе при 83 — 109® С над катализатором HgCl2 — ВаС12, нанесенным на активный уголь. Из неочищенного газа HF отделяют промывкой раствором едкого натра, а непрореагировавшии ацетилен отгоняют на низкотемпературной колонке в виде азеотропной смеси с этаном, который специально для этой пели добавляют. Указания о приготовлении катализатора и о реакторе см. [224].
Реакция присоединения НЕ к гомологам ацетилена с образованием дифторалканов описана как для маленьких [223], так и больших [225] (5—10 лоль) загрузок. В последнем случае следует избегать образования местных перегревов (осмоление!) а также ведения процесса при слишком низких температурах, что может привести к опасному накоплению еще не вступивших во взаимодействие компонентов реакции. Пропин и бутин-1 пропускают в газообразной форме в жидкий, охлажденный льдом, безводный HF (2,5 моль на 1 моль алкина); пентин и гексин приливают по каплям при —50° С к фтористому водороду (реакции проводят в медной аппаратуре).
Для фторирования высококипящих алкинов употребляют раствор фтористого водорода (5 моль^ в эфире или кетоне (1 молъу Образующиеся из 2 моль фтористого водорода и 1 моль растворителя оксониевые соединения хорошо растворяют алкины и продукты реакции.
2,2-Дифтороктан [3g, 225]. В охлажденную льдом медную колбу емкостью 500 мл загружают 74 г эфира или 56 г ацетона и вводят через медную трубку 100 г безводного HF. Затем к раствору возможно медленнее приливают по каплям 1 моль октина-1 и нагревают до комнатной температуры. После 1 ч выдержки смесь выливают яа лед", отделяют органический слои и разгоняют его: выход 2,2-дифтороктана 70—90%.
Реакция присоединения HCI к ацетилену представляет очень большой интерес для промышленности, и данные по разработке этого процесса приведены в основном в патентах. Присоединение НС] к алкииам происходит по правилу Марковникова. Ацетилен реагирует с HCI в газовой фазе с заметной скоростью только в присутствии
С. С. Р г i с е, J. Zomlefcr, J. Org. Chern., 14, 210 (1949).
С. Moure u, H. L. В г о w n, Bull. Soc. chim. France [4], 27, 904 (1920).
A. V. G г о s s с, С. B. L i n n, J. Am. Chem. Soc., 64, 2289 (1942).
A. E. Newkirk, J. Am. Chem. Soc., 68, 2467 (1946).
A. L. H e n n e, E. P. Plueddeman, J. Am. Chem. Soc., 65, 587 (1943).
катализаторов (галогенидов металлов). Скорости присоединения первой ц второй молекулы НС1 зависят от применяемого катализатора.
ПС^СН пс1> нас^сна —* Н3С-СНС12
Очень эффективным катализатором присоединения HCI к ацетилену является HgCle, однако он совсем пе оказы вает влияния на присоединение MCI к хлористому винилу. Эту реакцию ускоряет [226] ZnCl2. В интервале температур от 55 до 200° С над катализаторами ZnCl2, HgCl2, BiCl3 и FeCI3 образуется только 1,1-дихлорэтан — продукт нормального присоединения.
Хлористый винил. При пропускании ацетилена и НС1 над HgClg на силикагеле со скоростями — для ацетилена 1,5 л/ч и для хлористого водорода 2,2 л/ч обра<уются: 93% хлористого винила и менее 3% 1-1-дихлорэтана при 25° С и 9ч и 1% этих веществ при 195° С.
Бромистый винил в газовой фазе реагирует с НВг легче, чем хлористый вииил, и гораздо быстрее, чем ацетилен. В противоположность хлористому водороду бромистый водород в газовой фазо присоединяется в зависимости от применяемого катализатора: по правилу Марковникова с образованием 1,1-дибромэтана или но, по правилу — с образованием 1,2-дибромэтана. Например, в присутствии HgBr2 па асбесте при 100 и 150° С получается преимущественно 1,2-дибромэтан; так же действует FeBr3 на пемзе при 200° С. На этом же катализаторе, но при 100° С образуется примерно 65% 1,2- дибромэтапа и около 0,5% 1,1-дибромэтана. При использовании бЬВгдна асбесте при 100 и 150° С также получается смесь изомеров. Подробное описание аппаратуры, применяемой для проведения реакций в газовой фазе, см. [227].
Бромистый винил [228, 229]. В небольших количествах бромистый винил (т. кип. 17° С) получают лабораторным способом действием спиртового раствора едкого кали или едкого натра на 1,2-дибромзтаи. Дибромэтан синтезируют [228] из ацетальдегида и РС13Вг2. В качестве ингибитора полимеризации к бромистому винилу добавляют 0,1—0,2% гидрохинона.
Хлористый винил. Один из промышленных способов получения хлористого винила (т. кип. —13,9° С) заключается [230] в пропускании ацетилена ж НС1 при 140—200° С над активным углем, пропитанным HgCI2. Ингибитором полимеризации является фенол. Другие способы состоят в термическом дегидрохлорировании [230—232] 1,2-дихлорэтана в присутствии катализатора SnOg— FeGlg или под действием спиртового раствора щелочи. Ингибитором полимеризации служит также фенол. л
Хлористый винил получают также в жидкой фазе, пропуская при 65—70° С ацетилен при перемешивании через смесь 250 г CuCl.100 г NH4C1 и 30 мл 15%-иой НС1. Аналогично бромистый винил получают, пропуская ацетилен при 60° С через раствор СиВг в броиистоводородной кислоте [233].
Имеются также данные о методах присоединения НС1 к винилацетилену н ere алкильным производным [234, 235].
Хлоропрен [235]. При 0° С готовят смесь 45 г неочищенного винилацетилена, 155 г концентрированной НС1, 20 г свежеосаждениого CuCl, 9 в NH4C1 ж 0,5 г пирогаллола. После встряхивания при комнатной температура смесь
226226227227228228229229230230231231232232233233234234235235J.Р.W i b a ut,J. van D а1 f s е n, Rec. trav. chim., 51, 636 (1932).J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 318 (1931).J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 313 (1931).F.R.Mayo,J.Am. Chern.Soc., 70, 1523 (1948).Ф. А зингер, Введение в нэфтехимию, цер. с нем., Гостоптехиздат, Москва, 1961.F. К а 1 п е г, KoU.-Z., ИЗ, 122 (1949).J. С. G h о s и, S. R. Das Guha, Petroleum (London), 14, 261 (1951).H. Козлов, ЖПХ, Ю, 116 (1937); С., 1938, .1, 3326.W. Н. Carothers, D. D. С о f г m a n, J. Am, Chem. Soc., 54, 4071 (1932).Н. J. В а с k е г. Th. А. Н. В I a s s, Rec. trav. chim., 61. 785 (1942).J.Р.W i b a ut,J. van D а1 f s е n, Rec. trav. chim., 51, 636 (1932).J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 318 (1931).J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 313 (1931).F.R.Mayo,J.Am. Chern.Soc., 70, 1523 (1948).Ф. А зингер, Введение в нэфтехимию, цер. с нем., Гостоптехиздат, Москва, 1961.F. К а 1 п е г, KoU.-Z., ИЗ, 122 (1949).J. С. G h о s и, S. R. Das Guha, Petroleum (London), 14, 261 (1951).H. Козлов, ЖПХ, Ю, 116 (1937); С., 1938, .1, 3326.W. Н. Carothers, D. D. С о f г m a n, J. Am, Chem. Soc., 54, 4071 (1932).Н. J. В а с k е г. Th. А. Н. В I a s s, Rec. trav. chim., 61. 785 (1942).
226
226
227
227
228
228
229
229
230
230
231
231
232
232
233
233
234
234
235
235
J.Р.W i b a ut,J. van D а1 f s е n, Rec. trav. chim., 51, 636 (1932).
J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 318 (1931).
J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 313 (1931).
F.R.Mayo,J.Am. Chern.Soc., 70, 1523 (1948).
Ф. А зингер, Введение в нэфтехимию, цер. с нем., Гостоптехиздат, Москва, 1961.
F. К а 1 п е г, KoU.-Z., ИЗ, 122 (1949).
J. С. G h о s и, S. R. Das Guha, Petroleum (London), 14, 261 (1951).
H. Козлов, ЖПХ, Ю, 116 (1937); С., 1938, .1, 3326.
W. Н. Carothers, D. D. С о f г m a n, J. Am, Chem. Soc., 54, 4071 (1932).
Н. J. В а с k е г. Th. А. Н. В I a s s, Rec. trav. chim., 61. 785 (1942).
J.Р.W i b a ut,J. van D а1 f s е n, Rec. trav. chim., 51, 636 (1932).
J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 318 (1931).
J.P.W i b a ut,Rec. trav.chim., 50, 313 (1931).
F.R.Mayo,J.Am. Chern.Soc., 70, 1523 (1948).
Ф. А зингер, Введение в нэфтехимию, цер. с нем., Гостоптехиздат, Москва, 1961.
F. К а 1 п е г, KoU.-Z., ИЗ, 122 (1949).
J. С. G h о s и, S. R. Das Guha, Petroleum (London), 14, 261 (1951).
H. Козлов, ЖПХ, Ю, 116 (1937); С., 1938, .1, 3326.
W. Н. Carothers, D. D. С о f г m a n, J. Am, Chem. Soc., 54, 4071 (1932).
Н. J. В а с k е г. Th. А. Н. В I a s s, Rec. trav. chim., 61. 785 (1942).
разделяется на два слоя. Верхний коричневый слой промывают водой, сушат над СаС12 с добавкой 1г пирогаллола и разгоняют. Получают 12,5 г (20%) 2-хлорбутадпена-1,3 (т. кип. 59—61° С) и 12,5 г следующей фракции (т. кип. 61—75° С), содержащей еще значительное количество хлоропрепа.
2-Хлор-3-метплбутадиен-1,3. Получают аналогичным способом. После очистки перегонкой с водяным паром выход составляет 75%; т. кип. 35° С.
Присоединение НВг к алкинам-1 и к олефинам можно направить так, что оно будет происходить «нормально» с образованием 2-бромалкена-1 п 2,2-днбромалкапа пли «аномально» с образованием 1-бромалкена-1 и 1,2-днбромалкана.
ПСВг=СН«RCBr,-CII,
RC=CH —|«нормальное»
Iприсоединение
™» ПС,Н=СТ1Вг -™»ИСНВг-СН.Вг
«аномальное»присоединение
Так, по реакции мотилацетнлена с ПВг при —35° С образуется 2,2-ди- бромпропан, а при добавке аскаридола—1,2-дибромпропан[236}. Из 71-бутилацети- ,дена с НВг при 15° С с добавкой каталитических количеств гидрохинона и FeBrs получается 2-бром-гсксен-1; 1-бром-гексен-1 образуется при 0° С и добавке перекисей [237}.
Механизмы присоединения галогенов и галогеноводородов по С^С-связи см, [238].
III. Присоединение галогенов по С—С- и С=С-связямс одновременным образованием
С—О, С-О- и C-N-Связей
Присоединение галогенов по С=С- и С"С-связямс одновременным образованием С—С-связи
Присоединение а-галогенэ^иров по С=С-связям
)С=С< +В'СП—X —> R'CH—С—Xz х IIII
OROR
а-Галоген- и а,р-дигалогспалкиловые эфиры могут в присутствии ZnCl2, В1С18, HgCI2 или А1С13 присоединяться по С=С-связям [239, 240].
Реакция, изученная ла многочисленных примерах [241—243], протекает при низких температурах без растворителя или в CS2. Она является общей и легко осуществима. Так, например, хлордиметиловый эфир легко присоединяется к изобутилену [240}, циклогексену [244], бутадиену {240, 241], винилацетилену [239}, причем к двум последним в 1,2- и 1,4-положения.
[236}[237]238239240241242243244[236}[237]238239240241242243244М. S. К h а г a s с h, J. G. McNab, J. Am. Chem. Soc., 57 2463 (1935).
[236}
[237]
238
239
240
241
242
243
244
[236}
[237]
238
239
240
241
242
243
244
A. Young, R. R. Vogt, J. A. N i e u w 1 a n d, J. Am. Chem. Soc., 58, 1807 (1936).
F. Bohlmann, Angew. Chem., 69, 82 (1957).
H. B. Dykstra, J. Am. Chem. Soc., 58, 1747 (1936).
F. Strauss, W. Thiel, Ann., 925, 151 (1936).
А. И. Пудовик, ЖОХ, 22, 773 (1952); 19, 241, 279 (1949).
R. Jung, Diplomarheit, Ilumboldt-Universitat, Berlin, 1957.
H 6 f t, Dissertation, Humboldt-Universitat, Berlin, 1960.
D. N e n i t z e*s с u, V. Przemetzki, Ber., 69, 2706 (1936).
Реакция Меервейна ^взаимодействие галогенидов диазонияс соединениями, содержаи^ими С —С- и С=С-связи^
Если в присутствии каталитических количеств СиС1а к водному раствору хлорида (бромида) диазония, подкисленному галогеноводородпой кислотой или нейтрализованному Са(ОН)2, MgO, NaHCO3, Na2CO3 или ацетатом натрия, при 0—10° С прибавить ацетоновый раствор соединения с С=С- иля С™С-связями, то, конкурируя с реакцией Зандмеисра (см. стр. 247), происходит присоединение арила и галогена нс ненасыщенной связи. Иои Си* является одновременно катализатором реакций Меер- вейпа и Зандмейера. Вводимый в реакцию или образующийся из иона Си* за счет взаимодействия с кислородом воздуха нон Си2* неизменно вновь восстанавливается ацетоном в Си*-ион [245}:
2СиС12+СНзСОСП3 2СиС1 + С1СНаСОСНз
Следовательно, добавка ацетона благоприятствует также протеканию синтеза по реакции Зандмейера, Считают [246], что реакции Зандмейера и Меервейна протекают с промежуточным образованием арильных радикалов.
Реакция Меервейнд была изучена прежде всего для а.р-пснасыщенных карбонильных соединений [247].
В а.р-непасыщенных карбонильных соединениях и нитрилах с алкильных, остатком в p-положении к R' галоген X вступает в a-положение к В/ (реакция 1):
ArN2X-[-RCH=CnR' —> RCH—CHR'(1]
Аг X
где R=H, алкил; R'=COOH, СООСН3, CN, CHO.
Но если в ненасыщенных соединениях в ^-положении находится ароматический остаток, то галоген вступает в ^-положение к R' (реакция 2):
ArN2.X4-RBCH=CHR/ —> R"CH—CHR'(2;
где В'=как в реакции (1); R"—арил.
Имеются многочисленные примеры протекания реакции 1, ц том числе првсоедщ пение хлоридов арилдиазония к эфирам и нитрилам акриловой и метакриловой кис лот с образованием эфиров и нитрилов а-хлор-р-арилпропионовых кислот [248, 249) Из а.р-ненасыщенных альдегидов получаются а-хлор(бром)~р-арилпропионовы« альдегиды [250, 251]; бутадиен претерпевает 1,4-присоединенис [252—254]. В резуль тате реакции фепилацетиленд с нейтрализованным содой раствором хлорида фенил диазония при 25—30° С с 46,5%-ным выходом образуется а-хлорсгильбен [255}.
а -Хлор-р-(га-нитрофенил)-пропионнтрил [252}. Растворяют при нагревании 4,2 кг n-нитроанилина в смеси 9 л концентрированной HCI и 9 л воды, охлаждают до 30° С и смешивают с 24 кг льда. Затем при сильном перемешивании в течение нескольких минут вливают 7,3 л 30%-ного раствора NaNOa. Смесь отсасывают и к полученному раствору соли диазоиия добавляют раствор 1,76 кг акрилонитрила в 15 л ацетона. Затем вносят 600 г СиС1г; при 18° С через непродолжительное время начинается выделение азота. Охлаждая льдом, поддерживают температуру ниже 30° С. а-Хлор-p -(п-нитрофенил)-пропионитрил осаждается и его перекристаллизовывают из метилового спирта: выход 5.3 кг; т. пл. 110° С.
а-Хдор-р-фенилпропионовый альдегид [250]. К суспензии 10 г СиС12 н 4г СаО в растворе 22,5 г акролеина в 200 лм ацетона при 0—2° С приливают по каплям нейтрализованный NaHCOa раствор 0,4 моль хлорида фенилдиазоиия в 350 лл воды с такой скоростью, чтобы выделялось только 2—3 пузырька азота в секунду. Через 2 ч реакционную массу экстрагируют эфиром, отгоняют эфир и остаток фракционируют. Выход а-хлор-Р -фенилпропионового альдегида 52,8% от теоретического; т. кип. 104—106° С (12 л» рт. ст.).
Присоединение галогенангидридов кислот по С—С-связи
Алкил-Р-хлорэтилкетоны [256} получают введением при 0—5° С этилена в приготовленную при 0® С смесь хлорангндрида алифатической кислоты и А1С13 :
КСОС1 + СН2=СН2 ^^-> RCOCH2-CH2C1
p-Хлорэтилпропилкетон [257]. К 126 г н-бутирилхлорида при охлаждении (лед с солью) и перемешивании добавляют в течение 80 мин 158 в измельчен- ' •. него непосредственно перед реакцией А1С13 и перемешивают еще 50 мин. Затем при 20° С впускают сухой этилен до привеса в За г и перемешивают еще 30 мин при той же температуре. Полученную массу смешивают со льдом, экстрагируют GHCIS и перегоняют. Выход кетона 80%; т. кип. 67—65е С (11 мм рт. ст.).
Присоединение алкилгалогенидов и аналогичных соединений по С=С-связи
Имеется много вариантов реакции
RCH=CH2 + R'X —»- RCHX—CH2R'
иротекающрй под влиянием образующих радикалы веществ (перекиси ацетила и бензоила, азосоединения), в которых R'X может представлять собой галоидзамещенные углеводород'ы [258] (СС14, СВг4) или галоидзамещенные эфиры карбоновых кислот [R/CBrCOOR или CIIBr(COOR)3} [259]. Реакции протекает в атмосфере азота при . 80—90° С; на 1 моль алкена расходуется около 0,05—0,1 моль перекиси.
В присутствии безводных AlCla или ГеС13 олефины и хлоролефины могут присоединять хлоралканы со вторичным или третичным атомом хлора. Для проведения
присоединения таких хлор(бром)алканов к этилену последний пропускают при 0— 30° С в раствор, например, хлористого mpem-бутила в «-пентане в присутствии названных выше катализаторов [2бО].
2, Присоединение галогенов по С=С-связис одновременным образованием С—О-связи
Первой стадией этой реакции является присоединение Х+, причем из двух возможных карбкатионов образуется наиболее энергетически выгодный [261].
СН3-СН=СИ2 — > СНз—бн-СН2СНз—СИ—СНа
II I
XОН X
Так, НОВг и НОС1 присоединяются к пропилену [262] с образованием 1-бром- <хлор)прОпанола-2, а к «-бутилену [263] с образованием 1-бромбутанола-2. Источником катиона галогена являются гипогалогенитные кислоты НОХ (система Х2 -^ 4- НаО) или N-галогенсоединения. Источником ОН" служит вода , которая должна присутствовать в реакции в достаточном количестве [264]. При проведении реакции в спиртах образуются соответствующие эфиры галогенгидринов. В СС14 из серебряных -солей карбоновых кислот и галогенов получаются [265—268] ацилгипогалогениты RCOOX, которые при низких температурах присоединяются по С=С-связям в ваде Х+ и RCOO-.
Присоединение гипогалогенитных кислот НОХ в воде должно происходить в нейтральной или слабокислой среде
Х2-|-Н2О ^21 ПОХ + Н+ + Х-
так как в присутствии кислот или хлоридов (бромидов) приведенное выше равновесие сдвигается влево [16, 269], что благоприятствует образованию дигалогенидов. В щелочной среде получаются эпоксисоединения.
Присоединение гипогалогенитных кислот по С=С-связи(получение галогенгидринов)
Реакция присоединения хлорноватистой кислоты к олефинам представляет большой практический интерес. При пропускании этилена и хлора в воду (синтез этиленхлоргндрина по Гомбергу [270]) с возрастанием концентрации НС1 увеличивается 'присоединение хлора. Эта нежелательная побочная реакция усиливается еще тем, что олефины и хлор лучше растворяются в образующемся продукте присоединения, чем в воде. Следовательно, опыт приходится прерывать и закапчивать при относительно
малых концентрациях хлоргидрина [21Ь, 271, 272]. Так, при работе с этиленом выход, хлоргидрина составляет 8—10%.
Этиленхлоргидрин нельзя непосредственно выделить из реакционного- раствора, так как при перегонке отгоняется азеотропная смесь этиленхлор- гидрпна с водой (т. кип. 97,8° С), содержащая 42,5% итиленхлоргпдрииа. При добавлении к реакционной смеси известкового молока в щелочной среде образуется окись этилена (т. кип. 10,7° С), которая легко отделяется от смеси. Окись этилена вместе с эквивалентным количеством хлористого водорода можно- затем пропустить в ужо имеющийся этиленхлоргидрин и количественно вновь превратить в этиленхлоргидрин (т. кип. 128,7° С при 760 мм рт. ст.). О синтезе этиленбромгидрина см. [273].
С возрастанием молекулярного веса олефинов сильно увеличивается образование продуктов присоединения хлора. Однако хлоргидрины с очень хорошим выходом можно получить, например, из пептена-2, гексепа-2, циклогексспа, бутадиена и пи- пепа. Для этого к водной эмульсии олефипа, через которую пропускают под небольшим избыточным давлением (0,35—3,5 ат) двуокись углерода, постепенно при охлаждении льдом и сильном перемешивании (температура 0 — 30u С) прибавляют- концентрированный водный раствор гипохлорита (10—15%-ный раствор хлорной извести) [274].
1-Хлорбутен-3-ол-2 [275]. Смесь бутадиена и СО2 (6 : 1) вводят при- 0—3° С в перемени ваемый 3,5%-ный раствор гипохлорита кальция (0,845 моль). Через 1,8 ч реакция заканчивается, что можно определить по отсутствию выделения иода из KI, добавляемого к пробе. После отделения СаСО3 фильтрованием на воронке Бюхнера реакционный раствор насыщают NaCl и экстрагируют Продукт эфиром. Выход 52%; т. кип. 64,0 — 64,8° С (30 мм рт. ст.).
Дихлоргидрин аллилового эфира [276]. При перемешивании и охлаждении до 3° С в смесь 0,25 моль аллилового эфира, 2,5 л воды и 102 г 35%-ногО' Са(0С1)3 (0,25 моль) вводят С02. Реакционный сосуд, охлаждаемый сухим льдом, соединяют с обратным холодильником во избежание уноса эфира. Через 2 ч поело полного расходования гипохлорита кальция добавляют еще 51а Ca(OChg. и пропускают СО2 еще 2 ч при перемешивании. Отфильтрованный от СаСОд, реакционный раствор насыщают NaC] и экстрагируют эфиром дихлоргидрив аллилового эфира. Выход 94,4%; т. кип. 150—165° С (.ил рт. ст.); после вторичной перегопки т. кип. 138—139 °C (1 мм рт. ст.).-
Этиленхлоргидрин. Существует аналогичный лабораторный способ полу- нений этнленхлоргидрина [277]. В трехгорлую колбу емкостью 2 л загружают через одно горло взвесь 250 г хлорной извести в 250 мл воды, в другое горло вставляют достигающую дна трубку для ввода газов, в третье горло — отводную трубку, соединенную с промывной склянкой, в которой с помощью ртути создают избыточное давление около 100 см вод. ст. Подводящая газы трубка соединена при помощи тройника с баллонами этилена и двуокиси углерода. Двуокись углерода и этилен подают в соотношении 3 : 5 со скоростыЬ соответственно 15 и 25 л;ч. Реакция заканчивается через 3 ч, чти устанавливают по отрицательной иодкрахмальной реакции. Реакционную массу перегоняют с водяным паром, дистиллят насыщают К5СО3, органический слой высушивают им же и при перегонке в. интервале 125—129 °C получают 35 г (33%) этиленхлор- гидрина.
[271][272]273274275276277[271][272]273274275276277W. G. D о m a s к, К. А. К о b е, Ind. Eng. Chern., 46, 680 (1954).
[271]
[272]
273
274
275
276
277
[271]
[272]
273
274
275
276
277
Р. Ferrero L. R. F 1 a m m e, M. F о u г e z, Ind. chiin. Beige, 133 (1954).
F. H. Me D owe II, J. Chem. Soc., 1926, 499.
В. T. В г о о к s, пат. США 2463850; С. A., 43, 4687 (1949).
R. С. К a d e s c h, J. Am. Chem. Soc., 68, 41 (1946).
J. R, Roach, S. E. Miller, J. Am. Chem. Soc., 71, 2667 (194
Метод разработан в лаборатории К. Вейганда, 1948.
Наряду с этим очень простым методом существуют и другие способы приготовления растворов хлорноватистой кислоты, пригодных для проведения реакции присоединения: введение хлора в охлаждаемую льдом взвесь свеящосажден- ной окиси ртути [278] пли в раствор бикарбоната натрия в ледяной воде [279] а также из хлорной извести и карбоната калия в водном растворе [280]. ’
Хлорноватистая кислота, 20%-ный раствор^[281—282]. При сильном персметппвании и охлаждении льдом с солью в воду пропускают хлор до ее насыщения. Выпадающий кристаллогидрат хлора отфильтровывают па воронке Бюхнера при охлаждении и смешивают с таким количеством окиси ртути (примерно 3/4 от веса кристаллогидрата хлора), чтобы образующийся водный раствор нс имел запаха хлора. Раствор отфильтровывают и перегоняют в вакууме (12 мм pm. cm.) при комнатной температуре. Дистиллят, содержащий до 20% НОС1, хранят в темноте в замороженном состоянии. При —10° С он может сохраняться в течение многих месяцев.
Для проведения реакции присоединения хлорноватистой кислоты смешивают олефины при 10е С с 0,125 —0,5 М раствором этой кислоты. При работе с высшими нормальными олефинами [282] выход хлоргидринов значительно повышается при добавке пиридина и серной кислоты (начальное pH 6—6,5). Высшие хлоргидрины можно получать также взаимодействием алкилгипохлоритов с олефинами в водной среде. Для этого пригоден, например, m-pem-бутилгииохлорит. который получают обработкой хлором третичного бутилового спирта в водной щелочи при 0—20® С.
третп-Бутилгипохлорит [283]. Получают хлорированием третичного бутилового спирта в водной щелочи при 0—20° С. Это желтое масло; т. кип. 77—78° С (760 мм pm. cm.). Оно бурпо разлагается под действием интенсивного света, перегрева или соприкосновения с резиной.
Для приведения реакции присоединения НОВг ненасыщенное соединение обычно несколько часов перемешивают при комнатной температуре с бромной водой, после чего избыток НОВг удаляют с помощью бисульфита натрия. Раствор насыщают NaCI и извлекают бромгИДрпи из жидкой фазы эфиром или хлороформом. Вместо бром- пой воды можно применять раствор гииобромита, приготовленный на холоду из брома и карбоната щелочного металла [284]. У стирола склонность к образованию бромги- дрипа так ярко выражена, что даже в горячей воде (60—90° С) под действием раствора брома в присутствии КВг с отличным выходом образуется 2-бром-1-фенилэтиловый спирт [264, 285].
Присоединение ОН и 1+ по С=С-связям происходит в насыщенном водой эфире, к которому для удаления I" добавляют свежеприготовленную окись ртути в количестве 0,5 моль HgO на 1 мълъ олефина. Иод (1 моль) вводят частями при Охлаждении и пере- иепшваиии и затем продолжают перемешивание до почти полного исчезновения окраски иода [78, 286]. При цроведении подобной реакции в абсолютном метиловом спирте по С=С-связи присоединяются иод и метоксильная группа. Иодгидрины и их эфиры очень неустойчивы. К а,0-ненасыщенпым карбоновым кислотам иодповатистая кислота, вероятно, не присоединяется, а присоединяются иод и метоксильная группа (см. стр. 130).
К С=С-связям ненасыщенных карбоновых кислот НОС1 и НОВг присоединяются таким образом, что галоген вступает в а-, а гидроксильная группа в p-положение к кар боксильной группе.
278279278279280281280281282282[283][284] 1285]1286][283][284] 1285]1286]W. Markownikoff, Ann., 336, 314 (1904).A, Wohl, Н. Schweitzer, Вег., 40, 94 (1907).Е. Bamberger, W. L о d t е г, Ann,, 288, 81 (1895),S. Goldschmidt, Ber., 52, 758 (1919).A. Guyer, A. В ie 1 er, E. Pedrazzelli, Helv.39, 42.3 (1956).H. M. Teeter, E. W. Bell, Org. Synth, 32, 1952, p. 20.E. Berner, C. N. R i i h e r, Ber., 54, 1954 (1921).J. Bead, W. G. R e i d, J. Chern. Soc., 1928, 1487.L. Brunel, C. r., 135, 1055 (1902).W. Markownikoff, Ann., 336, 314 (1904).A, Wohl, Н. Schweitzer, Вег., 40, 94 (1907).Е. Bamberger, W. L о d t е г, Ann,, 288, 81 (1895),S. Goldschmidt, Ber., 52, 758 (1919).A. Guyer, A. В ie 1 er, E. Pedrazzelli, Helv.39, 42.3 (1956).H. M. Teeter, E. W. Bell, Org. Synth, 32, 1952, p. 20.E. Berner, C. N. R i i h e r, Ber., 54, 1954 (1921).J. Bead, W. G. R e i d, J. Chern. Soc., 1928, 1487.L. Brunel, C. r., 135, 1055 (1902).
278
279
278
279
280
281
280
281
282
282
[283]
[284] 1285]
1286]
[283]
[284] 1285]
1286]
W. Markownikoff, Ann., 336, 314 (1904).
A, Wohl, Н. Schweitzer, Вег., 40, 94 (1907).
Е. Bamberger, W. L о d t е г, Ann,, 288, 81 (1895),
S. Goldschmidt, Ber., 52, 758 (1919).
A. Guyer, A. В ie 1 er, E. Pedrazzelli, Helv.
39, 42.3 (1956).
H. M. Teeter, E. W. Bell, Org. Synth, 32, 1952, p. 20.
E. Berner, C. N. R i i h e r, Ber., 54, 1954 (1921).
J. Bead, W. G. R e i d, J. Chern. Soc., 1928, 1487.
L. Brunel, C. r., 135, 1055 (1902).
W. Markownikoff, Ann., 336, 314 (1904).
A, Wohl, Н. Schweitzer, Вег., 40, 94 (1907).
Е. Bamberger, W. L о d t е г, Ann,, 288, 81 (1895),
S. Goldschmidt, Ber., 52, 758 (1919).
A. Guyer, A. В ie 1 er, E. Pedrazzelli, Helv.
39, 42.3 (1956).
H. M. Teeter, E. W. Bell, Org. Synth, 32, 1952, p. 20.
E. Berner, C. N. R i i h e r, Ber., 54, 1954 (1921).
J. Bead, W. G. R e i d, J. Chern. Soc., 1928, 1487.
L. Brunel, C. r., 135, 1055 (1902).
а-Бром-0-оксимасляпая кислота [287]. Ес получают, пропуская в течение 5 ч насыщенный парами брома воздух в быстро перемешиваемый водный раствор кротоновой кислоты (0,34 М).
а-Хлор-р-оксиизовалсриановая кислота [288]. Получают приливанием водного раствора хлорноватистой кислоты к суспензии 0,р-днметплакриловой кислоты.
Получение хлоргидринов при помоги хромилхлорида
Направление присоединения НОС1 по С=С-связям, протекающее при взаимодействии с гипогалогенитами [289] или с N-галогенампдами по схеме:
RCH=CHa —> RCH(OH)-CH2C1
можно изменить, используя хромилхлорид СгО2С12. Так, при взаимодействии этого реагента с пропиленом, «-бутиленом, пентеном-1 и гексеном-1 в СС14 или СНС13 присоединение происходит следующим образом [290]:
КСН=СЯ2 —> RCHC1-CH2O1I
То же относится и к соединениям ряда стероидов [291].
2-Хлорпропиловый спирт. В охлаждаемый льдом, быстро перемешиваемый раствор 1 моль СгО3С12 в 300 мл СС14 пропускают пропилен до исчезновения окраски хромилхлорида (23 ч). Выпавший в осадок твердый продукт гидролизуют холодным раствором бисульфита натрия. Водный раствор насыщают NaCI и экстрагируют продукт реакция эфиром. Эфирный раствор высушивают над Na3SO4 и перегоняют; выход хлорпропилового спирта 43% от теоретического.
Получение галогенгидринов по реакции с П-галогенамидами
В качестве источника Вт* при присоединении НОВг по С=С-свяаям с успехом могут применяться N-бромсукцИпимид [292] или N-бромацетамид [293, 294].
Синтез и анализ N-бромацетамида см. [295], N-бромсукцинимида см. на стр. 137.
При комнатной температуре перемешивают в воде 1 леоль ненасыщенного» соединения с 1 моль N-бромамида до полного растворения последнего и затем экстрагируют образовавшийся бромгидрин эфиром или бензолом. Вливая неочищенный продукт в раствор щелочи, его можно непосредственно перевести в эпо-. ксид, который при работе с колонкой будет непрерывно отгоняться. Так, например, получают 2,3-эпокси-2-метплбутан из 2-окси-3-бром-2-метилбутана [296[. Добавка небольших количеств кислоты (серной или уксусной) усноряет реакцию-
При взаимодействии N-бромацетамида с меченным иС этиленом получается [297] с 90%-ным выходом Вг^СНг—14СН2ОН.
Н. Е. С а г t е г, С. L. Z i г k 1 е, J. Biol. Chern., 178, 711 (1949)
Е. AbderhaldeD6 К. Heyns, Бег., 67, 537 (1934).
A. S а у t z е f f, "J. prakt. Chern. [2], 3,88 (1871).
S. J. С r i s t о 1,К. В. E i ha r, J. Am.Chern. Soc„72,4358(1950).
H. L. Slates,N. L. Wendler, J.Am. Chem.Soc., 78,.3751 (1956),
С. O. G u a a, R.R о s e n t h a 1, J. Am.Chem. Soc.,77,2549(1955).
S. Winstein, J. Am. Chem. Soc., 61, 1576 (1939); 64, 2780 1942).
E. S c h m i d t,W. К n i 11 i n g, A. A s c h о r I, Ber., 59, 1279 (1926).
E. P. О 1 i v e t о, C. Gerold, Org. Synth., 31, 1951, p. 17.
S. Winstein, L. L. Ingraham, J. Am. Chem. Soc., 74, 116& (1952).
E. Walz, M. Fields, J. A. Gibbs. J. Am. Chem. Soc., 73». 2968 (1951).
Реакция присоединения НОХ под действием N-галогенамидов представляет ценность также при синтезах стероидов. По 9(И)-С=С-связи гидроксил присоединяется к Сы (110), бром — к Сд (9а). В качестве растворителей применяют смеси ацетона. диоксана, пиридина пли третп-бутилового спирта с водой. В качестве кислоты наиболее пригодной оказалась 0,46 я. НСЮ4, меньше всего способствующая образованию эфиров галогенгидрина [298].
ШX=F,CI,Br,J
По реакции 21-ацетата Д'-9 ,и1-прегнадиендиол-17а,21-диона-3,20 (1> с N-бромацетамидом получают с 80%-пым выходом ацетат 9а-бромгидрокор- тизола П. Соединение II превращают в 90,110-окись III, из которой с хорошими выходами могут быть получены [298] ацетаты соответствующих 9а-гало- генгидрокортизонов IV действием [292—302] HI при —20° С или НС1 и HF ‘ при 0° С
Дальнейшие данные по присоединению гнпобромиой кислоты н стероидам с помощью N-бромацетамида или N-бромсукцинимида см. [299—302].
Присоединение гипохлорной кислоты по С=С-связям может происходить также при взаимодействии с хлормочевиной [303].
тракс-2-Хлорциклопентанол [304]. Монохлормочевину получают, пропуская хлор при температуре 0—15° С и энергичном перемешивании в водный раствор мочевины, в котором содержится СаСО3 для связывания выделяющегося НС1. К водному раствору хлормочевины при охлаждении добавляют уксусную кислоту и соответствующий олефин. Из циклопентена наряду с 1,2-дихлор- циклопентаном и ^uc-2-хлорциклопентанолом образуется 52—56% транс-2— хлорциклопентанола.
* Указанная реакция имеет очень большое практическое значение для получения таких ценных лекарственных препаратов, кан дексаметазон, ’ триамсинолон, синалар н др. — Прим. ред.
J. F г i с d, Е. F. S а Ъ о, J. Аш. Chern. Soc., 79, 1136 (1957).
L. В. Barkley et al., J. Am. Chern. Soc., 76, 5017 (1954).
J. A. Hogg et al., J. Am. Chern. Soc., 77, 6401 (1955).
R. H. Lennard, S. Bernstein, J. Am. Chern. Soc., 77, 6665(1955).
H. L. S 1 a t es, N. L. Wendler, J. Am. Chem. Soc., 78 , 3749(1956).
A. Detoeuf, Bull. Soc. chlm. France [4], 31, 102, 171 (1922).
FL ^B. Donahoe, C. . A. Vanderwerf, Org. Synth,, 30, 1950^
9 Заказ 1835.
При взаимодействии олефина с N-бромацетамидом [294] или другими N-6poj> амидами, например бензолсульфодибромамидом [305, 306], не в водной среде, а при 0—20° С в сухом метиловом пли этиловом спирте получаются алкокснбромпды, а в уксусной кислоте — ацплоксибромпды [294, 307].
Алкоксигалогенироеание
Эфиры а-бром-р-алкоксикарбоновых кислот являются важными промежуточными продуктами для синтеза оксиамипокислот, если соответствующие а,р-пеиасы- щенпые кислоты легко доступны.
Эфиры а-бром-р-метоксикарбоновых кислот получают с хорошими выходами бромированием в хлороформе или этилацетате бромртутных соединений, легко получаемых из ацстоксиртутных производных и водного раствора КВг.
CH»OH n XR»ZCH»OH n XR»Zт,„. ОСН8 HgOCOCIIg
CH»OH n X
R»Z
CH»OH n X
R»Z
I COOR
ОСН3 HgBrОСНз
’ вг» I)CСП>C-CHBr-HHgBr.,
R"/ IR"/|
COORCOOR
Из эфира р,р-диметилакриловой кислоты (R' п R" = СН3) таким способом получают эфир сс-бром-Р-метоксиизовалериановой кислоты [308], из эфира кротоновой кислоты (R' = Н, R" = СН3) — эфир а-бром-р-метоксимасляной кислоты [288, 310] и из эфира акриловой кислоты (R' и R" = II) — эфир а-бром-р-метоксипропионо- вой кислоты [309]. Эти вещества являются промежуточными продуктами в синтезах Р,р-диметилсерина, D,Л-треонина и /Д^-серина.
Иногда удобнее проводить реакцию метоксибром(иод)ртутных соединений с иодом в кипящем метиловом спирте, смеси метилового спирта с водой или в СС14, как, например, при превращении N-аллилфталимида в 2-метокси-З-фталимидпропил- галогенид.
При присоединении ацетата ртути к N-аллилфталимиду в кипящем метиловом спирте и последующем обмене с бромидом (иодидом) калия в кипящей смеси метиловый спирт — вода образуется в осповном бромид или иодид 2-метокси-З-фталимидпропил- ртути наряду с небольшим количеством изомеров. Этот продукт плохо превращается при действии брома в соответствующий пропилбромид [311], но с иодом, напротив, легко образует пропилиодид. 'С N-аллилфталимидом реакция протекает достаточно быстро [317].
Метоксибромирование легко протекает также при непосредственном взаимодействии с бромом. Например, пропуская охлажденный насыщенный парами брома ток воздуха в раствор р,р-диметнлакриловой кислоты в метиловом спирте, получают а-бром-р-метоксивалериановую кислоту с 75%-ным выходом от теоретического [313]. Для связывания НВг добавляют окись магния. Бромистый водород можно удалить также добавлением нитрата серебра и карбоната кальция [314].
А. А. Пет ров, ЖОХ, 8 (70), 487 (1938).
Н. L. И о 1 m е s, К. М. М a n n, J. Am. Chern. Soc., 69 2001 (1947).
М. В. Л и х о ш е р с т о в, А. А. Петров, ЖОХ, 9 (71), 2012 (1939).
W. Schrauth, Н. Geller, Вег., 55, 2788 (1922).
Н. Е. Carter, Н. D. W е s t, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 774.
3101 H. E. Carter, H. D. W e s t, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 813.
D. E. P e а г s о n, M. V. S 1 g a 1 jr., R. II. К г u g, J. Org. Chern., 15, 1048 (1950).
[3121 B. R. Baker et al., J. Org. Chern., 17, 74 (1952).
K. Rufenacht, Helv. chim. acta, 35, 764 (1952).
K. Meinel, Ann., 516, 231 (1935).
Если в присутствии свежеосажденпого карбопата кальция при комнатно! температуре подействовать спиртами на легко получаемые а-нод-р-хлоркарбоновьь кислоты (готовят действием 1,25 .ноль ТС1 и СС14 на 1 .ноль а.р-ненасыщеипой кислоты) то наряду с а,0-пепасыщепиыми кислотами, количество которых зависит пт применен ного спирта, образуются а-иод-р-алкоксикарбоновые кислоты. Такие кислоты такж< получают добавлением к суспензии 7—15 г СаСО3 в растворе 5—10 г ненасыщенно! кислоты в метиловом («-пропиловом, изопропиловом) спирте хлорида иода (1,25 лол; па 1 моль кислоты); после 20 ч перемешивания реакционную массу фильтруют При алкоксигалогенпровапии коричной кислоты по этому методу продукты реакци) выпадают после выливания фильтрата в воду; выход 88 (62 и 22)% от теоретического Реакция протекает через ROI — алкилгипоиодит [315].
3. Присоединение галогенов по С=С- и С^С-связям с одновременным образованием С—N-связи
Реакция присоединения нитрозилхлорида NOC1 к соединениям с С=С- j С=С-связями
(СП3)2С—СНСНз(СНз)гС—СНСНз —> (СН3)8С-СС11э
IIIII
Cl NOClNOH
1И
изучена на многочисленных примерах [316а]. В частности, она приобрела препаративное значение в химии терпенов [317, 318].
Из олефинов аллильной структуры RCH2CH=CH2 нитрозохлориды обра- зуются труднее, чем из алкенов типа пропилена RCH—СИСП3 и олефинов с концевой двойной связью, например С6НЙСП=СН2 или RCH2C(CH3)— СН2. Из а,р-ненасыщен- пых кислот и нитровипильпых соединений нитрозохлориды не образуются, но ид можно получить из ненасыщенных кислот, у которых С=С-связь и карбоксильная группа разделены несколькими СН2-группами. К олефинам с заместителями, снижающими реакционную способность С—С-связи к нуклеофильным реагентам и повышающими реакционную способность к электрофильным реагентам, присоединение питро- зилхлорида происходит особенно хорошо. Па первой стадии присоединяется NO* иа второй стадии С1~, причем хлор присоединяется к наименее гидрогенизированному атому углерода [319].
В большинстве случаев нитрозохлориды получают в виде бесцветных кристаллических веществ, являющихся димерами соединения I. Окрашенные в синий цвеа мономеры образуются при плавлении или при нагревании растворов. Одпано прь этом, чаще всего одновремеппо, происходит перегруппировка в а-хлороксимы (II). сопровождающаяся пслезновением синей окраски. Необходимым условием перегруппировки является наличие в соединении I атома водорода у углерода, связанного с NO-груипой. Если такового нет, то получаются стабильные синие мономеры, например тетраметилэтиленнитрозохлорид [320].
Выходы продуктов реакции присоединения нитрозилхлорида в сильной мере зависят от условий реакции и прежде всего от температуры и растворителя. Если олефин обладает достаточной реакционной способностью, то кристаллические продукты легко получаются при пропускании газообразного NOC1 при 0° С в жидкое ненасыщенное соединение [516а] или в раствор олефина в ледяной уксусной кислоте при 5—10° С. В качество растворителей пригодны также СС14, СПС13, СН2С12, нитрометан и нитроэтан; в качестве катализаторов [316а, 321] — Ni, FeCla, CuCl.
Нитрозилхлорид (т. кип. —5,8° С) получают |316Ь] пропусканием смеси NO и С15 (2 : 1) над активированной окисью алюминия при 40—50° С.
Для препаративных целей нитрозилхлорид преимущественно получают непосредственно в реакционной массе. Для этого к смеси ненасыщенного соединения с амил- или этилнитритом при —15° С добавляют концентрированную соляную кислоту или раствор НС1 в этиловом спирте или к раствору ненасыщенного соединения в спиртовом растворе НС1 приливают по каплнм концентрированный раствор NaNOs.
Нитрозохлорид 2-метилбутена-2 [322, 3231. При температуре ниже 0° С (охлаждение льдом с солью) в перемешиваемую смесь 30 г 2-метилбутена-2 и 50 мл амилнитрита приливают по наплям в течение 1,5 ч 50 мл охлажденной льдом дымящей НС1. Смесь тотчас же окрашивается в синий цвет и постепенно затвердевает в белую кристаллическую кашицу. Через 30 мин охлажденную смесь отсасывают и промывают холодным этиловым спиртом. Выход 29 г; т. пл. 76° С.
Для получения а-хлороксима растворяют 5 г получекяого продукта в 50 мл этилового спирта и нагревают до кяпекяя, после чего раствор •кипит несколько минут даже без дальнейшего нагревания. При этом синяя окрасна переходит в желтую. После удаления спирта получается оксим 2-хлор 2-метил- бутанона-3. Выход 4,5 е; т. пл. 50° С.
Разработан более интересный метод получения а-хлороксимов [324], заключающийся в восстановлении нитроолефинов эфирным раствором SnCl8 в эфирном растворе НС! при охлаждении смесью льда с солью.
Нитрозилхлорид применяют также для определения С— С-связей в жирах, жирных кислотах и ненасыщенных углеводородах (ср. обзор [325]).
Нитрилхлорид NO^Cl также присоединяется по С=С- и С = С-связям, причем из галогензамещенных этиленов, стирола, стильбена, коричной кислоты, циклогексена и фоиилацетилена образуются а-хлорнитросоединения, из этилена — дихлорэтан, .а из кетена — с незначительным выходом легко разлагающийся нитроацетилхлорид. При работе с нитрилхлоридом легко могут происходить взрывы (подробности см. [326]).
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗИ С—Hal В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ
I. Замещение водорода галогеном или роданом
Замещение галогеном водородав насыщенных алифатических углеводородах
Реакция замещения водорода на фтор сильно экзотермична:
II
—С— Н + Гг —> —С—F-f-HF-f-102 ккалII
Поэтому последовательное замещение атомов водорода на фтор связано с большими , трудностями (при замещении на хлор выделяется 22,9 ккал?моль, а при замещении на бром — 6,2 ккал1молъ\. Большей частью фтором замещается сразу несколько атомов водорода н расщепляется С—С-связь, в результате чего основным продуктом реакции является CF4. Моиофторзамещенные чаще получают путем обмена других галогенов на фтор (стр. 191). Промышленное значение имеет прямое получение поли- фтор- и полностью замещенных перфторсоединенин [178с]. Особый интерес представляет электрохимическое фторирование органических соединений в безводной
•фтористоводородной кислоте. Процесс ведут в стальных или никелевых электролизерах при 20° С на никелевых анодах и никелевых или железных катодах при плотности тока 0,02 акмг и напряжении 5—6 в. При фторировании углеводородов для повышения проводимости добавляют KF или LiF. Образующийся в реакции HF непрерывно возвращается в цикл .
В то время как в лаборатории хлорированные алканы в чисто препаративных целях редко получают замещением водорода хлором, хлорирование алканов в промышленном масштабе имеет очень большое значение. Выделяющееся в течение реакции большое количество тепла может быть отведено из газовой фазы введением избыточного количества алкана иди путем разбавления инертным газом, а из жидкой фазы с помощью охлажденного растворителя. В технике используются фотохимические, каталитические и термические процессы. Во всех процессах паряду с монохлорзаме- щенными получаются ди- и полпхлорзамещенпые.
Жидкие, хлорированные, а также ожиженные (при нормальной температуре газообразные) и расплавленные (т. пл. до 70° С) парафины хлорируют, пропуская в парафин хлор при перемешивании и УФ-облучении. пысокоплавкие алканы и полиэтилен хлорируют в СС14. Подробности аппаратурного оформления фотохимического хлорирования изобутана до хлористого изобутила и mpem-бутилхлорида, хлористого метила до хлористого метилена, хлористого метилена до хлороформа, а также хлорирования «-додекана см. [327а].
При жидкофазном гомогенном каталитическом хлорировании к жидким или растворенным в СС14 парафинам добавляют хлориды иода, фосфора, серы, сурьмы, железа, олова (патентную литературу см. [327b) или вещества, инициирующие радикалы, например тетраэтилсвинец [328]. Олефины, которые могут присутствовать в парафинах в виде примесей, также оказывают каталитическое действие f329, 330].
Гомогеппое каталитическое хлорирование осуществимо и в газовой фазе в присутствии паров калия, натрия или SbCl5. Гетерогенное каталитическое хлорирование происходит в темноте при повышенных температурах в газовой фазе над такими контактами, как активный уголь, кизельгур, пемза, глина, каолин, силикагель или боксит, которые могут быть пропитаны солями металлов, особенно солями меди [327с]. Оно протекает по криптоиопному механизму в поэтому на процесс не влияет, например, присутствие кислорода, являющегося ингибитором (обрыв цепи) радикальных процессов фотохимического и термического хлорирования. При этом даже добавляют воздух для того, чтобы так же, как в процессе Дикона, перевести выделяющийся хлористый водород в хлор.
По оправдавшему себя в промышленности варианту подаваемая в ионический реактор газовая смесь поддерживает взвешенный контакт (активный уголь) в постоянном движении («кипящкй слой»). Преимущество состоит в том, что процесс не нарушается из-за отложения угля в смолистых продуктов на поверхности катализатора, как это происходит при чисто термическом или каталитическом хлорировании с неподвижным контактом [327dJ.
Термическое хлорирование (400—500’ С) в отсутствие катализаторов и света является цепной реакцией, инициируемой термической диссоциацией хлора [331,]. Сведения о лабораторной аппаратуре для этого способа хлорирования, особенно важного для низкомолекулярных парафинов, см. [327е, 332]. По этому способу парафины можно хлорировать сначала до монохлорзамещенных, а затем до более высокозамещенных. Правда, получать СИС13 и СС14 прямым взаимодействием метана с необходимым для их образования количеством хлора невозможно, так как в этнх пропорциях компоненты реагируют со взрывом и с выделением углерода.
Псе же СС14 можно получать в одну стадию. Для чего метан при температуре- около 450° С пропускают через многократно изогнутую трубку, в которую подают- хлор через сопла, расположенные на таких расстояниях друг от друга, чтобы реакция- завершалась за время прохождения метана от одного сопла к соседнему [327f, 333].
Количество изомеров, образующихся при мопохлорпровапии парафинов, определяется относительными скоростями реакции замещения различно связанных, атомов водорода. Соотношение скоростей [327g] замещения атомов водорода в группах СН3—, — СН2—, >СН— при 300° С равно 1 : 3,25:4.43. Катализаторы и облучение- не изменяют этого соотношения. Из этого следует, что с ростом длины цепи количество образующихся 1-хлорзамещеиных все больше снижается. Так, из н-пропана-. образуется 48% 1-хлорпропзводиого, а из н-додекана только 8,5%.
Вместо хлора в присутствии веществ, образующих радикалы, источником, СЬ может служить также SO2CJ3.
Из SO2C12 без радикалообразующих веществ выделяется только молекулярный, хлор по схеме:
SO2CI2 -( * SOg + Clg
Свободнорадикальное хлорирование хлором (фотохимическое, термическое пли с добавкой веществ, образующих радикалы) протекает по цепному механизму:
Cb + RII —> R.-I-HC1
R« + Cl2 —> RCl+Cb
Хлорирование SO2C12 в присутствии инициаторов — перекисей пли азосоедн- непий может протекать и таким путем [334—336]:
R«4-SO2C12 —> RClH-SO2Cb
SO2Cb —> SO2-|-Cb
В присутствии перекисей Хлорирование с помощью SO2CI2 протекает даже- в темноте [337]. Хлорирование смеси 1 моль SO2CI2, 1—3 моль углеводорода и 0,02 «ель перекиси бензоила заканчивается в большинстве случаев за 1—2 ч. При этом вторичный атом водорода замещается хлором легче, чем первичный. Наличие галогенных заместителей затрудняет дальнейшее галогенирование и притом особенно сильно у атома углерода, уже имеющего галоген. Ио мере удаления от этого атома влияние галогенного заместителя ослабляется. Наличие двух или трех атомов хлора у одного и того же атома углерода препятствует дальнейшему свободнорадикальному хлорированию SO2CI2 таких соединений, как, например, хлороформ, тетра- хлорэтан иди хлористый бензилиден. В качестве растворителей для свободнорадикального хлорирования парафинов и боковой цепи ароматических углеводородов с помощью SO2C12 (см. стр. 146) пригодны, в зависимости от требуемой температуры реакции, СП2С1г (40° С), СНС13 (61° С), СС14 (77° С), бензол (80° С), хлорбензол (132° С) и о-цпхлорбензол (180° С).
Бромирование алканов представляет меньший интерес. Водород метильной группы замещается бромом с наибольшим трудом, водород метинной группы наиболее легко, так что, например, из 2,3-диметилбутана и брома на свету при комнатной температуре легко получают 2,3-дйбром-2,3-дпметилбутдн [338]. О цепном механизме термически или фотохимически инициируемого свободнорадикального бромирования см. [339].
Е. Т. McBee, Н. В. Hass, Ind. Eng. Chern.. 34, 296 (1942).
H. C. Brown, М. S. Kharasch, 'Г. Н. С п а о, I. Am. Chem. Soc., .
3435 (1940).'
H.-J.Sc’h u т а с h е г,J. S t a u ff, Angew. Chem., 55,341 (1942).
И.C.Fо г d, W. A. W a t e г s, J.Chem. Soc., 1951, 1851.
M. S. К harasch, H. С. В г о w n, J. Am. Chem. Soc., 61, 2142 (1939).
A.V.Gг 0 s s e, V. N. Ip a t i 0 f f,J. Org. Chem., 8, 440(1943).
M.S.Кh a r a s c h, W.S.Zimml, W. Nudenberg,J. Org.Chem.,,.
1430 (1955).‘
С вопросом о га.югсппровашш алифатических углеводородов можно познакомиться также в ряде более старых работ [340—344].
Замещение галогеном водорода в олефинах
Замещение водорода галогенами в насыщенных углеводородах, как уже было отмечено, не имеет cio.ni, большого препаративного значения, как замещение водорода галогенами в углеводородах с С=С-связями,
Галогензаметенные олефины с галогеном у атома углерода, связанного двойной связью, получают в препаративных синтезах и в промышленности отщеплением галогена Х2 или галогеноводорода НХ от полигалогенироваппых углеводородов,
Для отщепления галогена применяют термические методы или взаимодействие с металлами (Fe, Mg, Zn, Al).
Например, 1,2-дихлорэтилен получают в промышленности отщеплением хлора от 1,1,2,2-тетрахлорэтана с помощью Железных опилок и водяного пара [345], дифтор-1,2-дихлор-этилен — из 1,2-дифтортетрахлорэтана с помощью цинковой пыли в этиловом спирте [346, 347J.
Отщепление галогеноводорода с образованием галогеноолсфинов протекает по правилу Зайцева [348], по которому протон предпочтительно отщепляетсн от менее гидрированного атома углерода. В препаративной химии и особенно в промышленности значительную роль играют термическое и водно-щелочное отщепление галогеноводородов [349]. Отщепление галогеноводорода поддействием твердого едкого натра илн едкого кали на примере получения 2,3-дибромпропи- лена-1 из 1,2,3-трибромпропана см. [350]; возможно добавление индифферентных растворителей (петролейный эфир, высококипящие алканы) |351]. В качестве примера реакции отщепления галогеноводорода под действием водно-спиртового NaOH можно указать на получение а-хлорстирола из 1,2-дихлор-1-фенилэтана; выход около 90% от теоретического [352]. Р -Галогенстиролы получают с одновременным декарбоксилированием путем отщепления галогеноводорода от а, р -днталогенгидрокоричиых кислот с помощью ацетатов щелочных металлов в кипящем этиловом спирте или с помощью раствора соды [353]. В качестве реагентов для отщепления галогеноводорода применяют также третичные амины: пиридин, коллидип, хинолин, диалкиланилины или триэтиламин. Бромстероиды можно дегидробромировать в очень мягких условиях [354—355], для чего их раствор в пиридине, содержащем 5—10% AgN03, оставляют стоять при комнатной температуре в течение 30—48 ч.
340340341341342343342343А. I). Ц е rz i с 1 de г, Вег., 26, 2432 (1893); 27, 489 (1894).
340
340
341
341
342
343
342
343
A. Michael, Вег., 34, 4037 (1901).
Н. Kronstein, Вег., 54, 1 (1921).
344344Р. Wertyporoch, Вег., 66, 732,(1933); Ann., 493, 153 (1932).
344
344
F. Asinger, Вег., 75, 66 (1942).
Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie, Bd. 5, 3 [AufL, Mun- chen — Berlin, 1954, S. 428.
H. 8. В о о t h et al., J. Am. Chern. Soc., 55, 2231 (1933).
J. C. Sauer, Org. Synth., 36, 1956, p. 19.
A. Saytzeff, Ann., 179, 296 (1875).
349] R. Stroh, в книге M о u Ь e n - W о у 1, Methoden der organisheU Chemie, Bd. 5, T. 4, Stuttgart, I960, S. 731—742.
R. Lespioau, M. Bourguel, Org. Synth. Coll. v. 1, 1956, p. 209.
H. В a g a n z et al., Angow. Chem., 66, 30 7 (1954); Chern. Ber., 87, 1622 (1954); 89, 1560 (1956).
W. S. E ш e r s о n, E. P. A g n e w, J. Am. Chem. Soc., 67, 520 (1945).
F. Straus, Ber., 42, 2878 (1909); H. В i 1 t z, Ann., 296, 266 (1897).
E. Dane, Y. Wang W. Schulte, Hoppe-Seyler’s Z. physiol, Chem., 245, 80 (1936).
.[355] A. Butenandt, G. Schramm, II. К u d s z u s,Ann., 531.
205 (1937).
Методы непосредственного галогенирования олефинов в положение, соседние с двойной связью, в основном разработаны за последние 20 лет. Аллилхлорирование хлором уже упоминалось на стр. 94. Особенно важным для препаративных целей является аллилбромирование (реакция Воля — Циглера). Этот способ был впервые- описан Волей [356], который подвергал взаимодействию олефины с N-бромацетамп- дом в эфире или ацетоне.
Способ был значительно улучшен Циглером [357]. проводившим реакцию* с N-бромсукцпнимидом:
ПгС-СО, , ЩС-СО,
I \\ I [J \\ I I
;nbt+ >с=с-сн—>мн-\с=с-свг
пас-соН3С-СО1
N-Бромсукцинимид относительно стабилен, однако N-галогенамиды и имиды карбоновых кислот, в том числе 1,3-дихлор-5,5-диметилгпдантоин, N-хлорсукцинимид и N-бромсукципимид, термически лабильны и при нагревании могут разлагаться со взрывом [358].
Аллилбромирование N-бромсукцинимидом является пенной радикальной реакцией, протекающей на поверхности кристаллов имида. При помощи бромсукципимида, растворенного в тетрахлорэтане или нитрометане, бром присоединяется по С=С-связям [365]. Поэтому применяют растворители, в которых N-бромсукцинимид и по возможности также и образующийся сукцинимид плохо растворимы. Предпочтительно употребляют сухой СС14. При работе с компонентами, обладающими значительной реакционной способностью, применимы также циклогексан и бензол. Чем сильнее поляризована ' связь N—галоген в N-галогенированных соединениях, то есть чем сильнее положительно заряжен бром, тем легче происходит замещение атомов водорода по двойной связи. Пространственное строение N-бромсукцинимида и почти неполярная связь. N—Вг делают его особенно пригодным для свободнорадикального аллилбромн- рования.
N-Бромпроиэводные могут действовать как окислители. Например, вторичные спирты окисляются N-бромацетамидом и N-бромсукцинимидом в кетопы; это свойство используется при синтезах стероидов [359]. При взаимодействии первичных спиртов с N-бромсукцинимидом через альдегиды и полуацетали образуются эфиры, из меркаптанов — дисульфиды [365]. Качественное обнаружение- и определение не вступившего в реакцию N-бромсукцинимида производят по* реакции с подкисленным раствором KI, из которого при этом выделяется иод.
Описано хлорирование аллильных групп в ССЦ при помощи некоторых N-хлор- ациланилидов с галогенными заместителями в ядре. Этот способ, однако, значительно1 хуже общепринятого метода аллилбромирования при помощи N-бромсукцинимида [357]. N-Хлорсукцинимид применяют для аллилхлорирования только в некоторых, специальных случаях, например для получения 5-хлорметилурацила или 6-хлор- метил-2-метилтиоурацила из 5-метилурацила или 2,6-диметилтиоурацила в кипящем- СНС18 с добавкой 15 мол. % перекиси бензоила [360].
Реакцию с N-бромсукцинимидом можно активировать термически, УФ-облу- чепием [361, 362], добавкой инициаторов радикалов (перекись бензоила, динитрнл- а,а'-азоиэомасляной кислоты, диметиловый эфир а,а'-азоизомасляной кислотье [363, 364], или же путем увеличения поверхности кристаллов N-бромсукцинимида нанесением его на нейтральную двуокись кремния [365].
A. Wohl, Вег., 52, 51 (1919); 54, 476 (1921).
К. Z i е g 1 е г et al., Ann., 551, 80 (1942).
R. H. Martin, Nature (London), 168, 32 (1951).
L. F. Fieser, S. Rajagopalan, J. Am. Chern. Soc., 72, 5530 . (1950).
R. A. West, H. W. Barrett, J. Am. Chem. Soc., 76, 3146 (1945).
M. S. К h a r a s c h, R. M a 1 о c, N. C. Y a n g, J. Org. Chem., 22, 1443 (1957).
J. С. M a r t i n, P. D. В а г 11 e 11, J. Am. Chem. Soc., 79, 2533 (1957).. [363) H. Schmid, P. К a г г e r, Helv. chim. acta, 29, 573, 1965 (1946).
M. C. F о г d, W. A. W a t e r s, J. Chem. Soc., 1952, 2240.
L. H о г n e r, E. ,H. Winkelmann, Angew. Chem., 71, 349 (1959).
При аллилбромирования с помощью N-бромсукцинимида необходимо учиты- пать протекание побочных реакций
>С--=С—CHBrR>С--=С—CHBrRВгС—^CHRВгС—^CHR
>С--=С—CHBrR
>С--=С—CHBrR
ВгС—^CHR
ВгС—^CHR
которые можно затормозить ведением реакции при низких температурах ц активированием, но полностью подавить их не удается.
Аллильной перегруппировке (ср. стр. 849) первичных продуктов бромирования способствует стремление к сопряжению с соседней кратной связью, например, если R является >С=С<, —С=С—, —C=N, >С=О или СвН6.
Это особенно характерно для олефинов с кокцевой С—С-связью или диолефинов с изолированными С=С-связями. После аллильной перегруппировки может происходить вторичное аллилбромирование, а также отщепление НВг, бели оно приводит к дальнейшему сопряжению или ароматизации. Отщепившийся НВг вытесняет из N-бромсукцинимида бром, который может присоединяться по. С=С-связям. Многочисленные литературные данные по этому вопросу см. 1365].
Для аллилбромирования моно-, ди- и алициклических олефинов действительны следующие закономерности [357, 365]. Без активаторов метиленовые группы бронируются легче, чем метильные, а последние немного легче, чем метиновые. Олефины с прямой и разветвленной цепью могут бронироваться под действием N-бромсукцин- пмида с яамещением только одного атома водорода в каждом аллильном положении. В циклических олефинах возможно двукратное бромирование по каждому аллильному положению, однако в результате аллильных перегруппировок и отщепления НВг происходит дальнейшее превращение таких продуктов. Например, циклогексан превращается в .к- и л-дибромбеизолы [366]. Если на одну С=С-связь приходятся четыре аллильные группы, то возможно, как, например, в случае тетраметилэтилена, четырехкратное аллилбромирование.
Вторичное бромирование многоядерпых циклических олефинов всегда происходит в то же кольцо, а именно по второму, еще свободному аллильному положению. Если это положение занято, бронируются аллильные положения других циклов.
Бромирование веществ, растворяющих N-бромсукцинимид, затрудняется при наличии заместителей, стерически блокирующих аллильную группу, а также в тех случаях, когда угол между С=С-связью и аллильной группировкой сильно отличается от 120° или в случае поляризации аллильного положения нитро-, циан-, сульфогруппами или С—С-связью.
Аллилбромированию с помощью N-бромсукцинимида хорошо поддаются не только олефины, но и а,р-непасыщенные кетоны, эфиры карбоновых кислот, нитрилы н лактоны. При аллилбромировании сопряженных диенов, бромировании боновой цепи ароматических и гетероциклических соединений (см. стр. 186), а также при замещении третичного атома водорода у С=С-связи бромом с помощью N-бромсукцин- пмпда необходимо добавлять инициаторы радикалов.
N-Бромсукцинимид [365] (ср. также [357]). В охлаждаемой смесью льда с водой колбе для сульфирования (или подобной колбе с широким горлом) с механической мешалкой растворяют 50 а сукцинимида (т. нл. 125—126° С) в растворе 20 г NaOH в 100 лм воды. (Сукцинимид, регенерированный из N-бромсукцинимида, предварительно перек ристаллизовывают из двойного количества этилового спирта с активным углем.) В колбу добавляют 100 г измельченного льда и при энергичном перемешивании в один прием приливают 27 жл брома, перемешивают 10 жми и быстро отсасывают. Вром необходимо возможно быстрее суспендировать в смеси, так как N-бромсукцинимид тотчас же выпадает в виде плотной кристаллической кашицы.
Рекомендуется [367] также прибавлять бром в виде раствора в равном количестве СС14.
Полученный N-бромсукцинимид один-три раза замешивают в нашицу ледяной водой и быстро отсасывают так, чтобы последняя промывная вода не содержала брома. Далее N-бромсукцинимид высушивают в эксикаторе сначала
(3(i6J R. А. В arnes,'h67] Е. Campaign(3(i6J R. А. В arnes,'h67] Е. CampaignJ.J.Am. Chern. Soc., 70, 145 (1948).
(3(i6J R. А. В arnes,'h67] Е. Campaign
(3(i6J R. А. В arnes,'h67] Е. Campaign
J.
J.
В. F. Tull ar, Org. Synth., 33, 1953, p. 97.
над NaOH, а затем над Р2О5; выход около 70 г, что составляет 98% от теоретического; т. пл. 174—175’ С, содержание активного брома 44,9%.
N-бромсукцинимид можно перекристаллизовать почти без разложения, для чего его растворяют в десятикратном количестве воды при 75—80° С, быстро отфильтровывают и охлаждают льдом (т. пл. 176—177° С); из нитрометана он кристаллизуется без разложения. Перекристаллизованный N-бромсукцинимид. менее активен, чем неочищенный промытый продукт.
Аллилбромирование с помощью N-бромсукцинимида. Обычно к раствору безводного жирно-ароматического олефина в безводном СС14 добавляют сухой N-бромсукцинимид и активатор и, поместив в баню и изредка встряхивая, взгревают примерно до 80° С (колба должна быть снабжена эффективным обратным холодильником с осушительной трубкой). Вещества с большой реакционной способностью приливают к суспензии N-бромсукцинимида в СС]4 по каплям при комнатной температуре и перемешивании; с легко летучими олефинами можно работать при более низких температурах, используя УФ-облучепие. Применять только фотоактивирование, однако, но очень целесообразно, так как реакция протекает медленно. Олефины обычно можно сушить перегонкой над натрием; технический СС14 кипятят в течение суток с обратным холодильником над пяти- окисью фосфора и перегоняют на колонке. Соотношение олефин : СС14 соответствует интервалу от 1 : 10 до 1 : 20; соотношение N-бромсукцинимид : CCI, равно 1 : 4. При аллилбромировании веществ с малой реакционной способностью применяют меньшие количества растворителя; жидкости можно бромиро- вать и без растворителей.
Очень реакционноспособные соединения реагируют с N-бромсукцинимидои в отсутствие катализатора; в остальных случаях добавляют инициаторы радикалов. В качестве инициаторов (активаторов) применяют часто дипитрил ад'-азоизомасляной кислоты (1 ч. на 100—1000 ч. N-бромсукцннимида) и перекись бензоила (1 ч. и больше па 100 ч. бромсукцинимида).
а ,а '-Азоизомасляная кислота. Получают взаимодействием бромной воды с динитрилом а,а*-гидразоизомасляной кислоты, который синтезируют из ацетона, KCN и гидразинсульфата в горячей воде [368, 369].
Температура разложения перекиси бензоила выше, чем температура разложения азоизомасляной кислоты, и примерно на 30° С выше температуры кипения CCI,.
Реакции с N-бромсукципимидом в присутствии перекиси бензоила трудно поддаются управлению, и поэтому ее рекомендуется применять при работе с малореакционноспособпыми веществами, главным образом с жирно-ароматическими соединениями. Активатор можно смешивать с N-бромсукциннмидом (не растирать!') или добавлять растворенным в небольшом количестве хлороформа. Большие количества перекиси бензоила нельзя нагревать с хлороформом?
Особенно действенны окислительно-восстановительные катализаторы [365]. К реакционной массе добавляют на холоду несколько капель примерно 60%-ного раствора трет-бутилгидроперекиси в метилфталате и затем при 70’ С 1—2 капли концентрированного хлороформного раствора лаурината кобальта (II) или меди (II). Реакция начинается тотчас и протекает спокойно.
При достижении 80° С начинается бромирование, сопровождающееся выделением тепла. Охлаждение реакционной массы нежелательно, но на случай бурного развития реакции нужно иметь паютове воду со льдом для периодического охлаждения. Если начало процесса задерживается, смесь нагревают в течение нескольких минут при 80° С или добавляют еще активатор. В большинстве случаев реакция закапчивается за несколько минут (при загрузках до нескольких сот граммов). Если реакция продолжается при 80° С более 1 ч, то это указывает, особенно при работе с олефинами, на протекание побочных реакций. Окончание реакции определяют по исчезновению тяжелого осадка N-бромсук- цинимида па дне колбы и образованию слоя более легкого сукцинимида на поверхности жидкости. Если нужно, разбавляют концентрированную массу не-
J. Thiele, К. Heuser, Ann., 290, Во (1896).
A. W. D ox, J. Аш. Chern. Soc., 47, 1473 (1925).
большим количеством CC14 и прерывают нагревание. При получении многократно бронированных соединений их отсасывают в горячем виде, в остальных случаях — после предварительного охлаждения. Сукцинимид промывают СС]4, который удаляют из фильтрата в вакууме; остаток перекристаллизовывают или фракционируют в вакууме.
Следует указать еще две обзорные работы, посвященные реакциям с N-бром- «сукцинимидом [365, 370].
3. Общие положения о замещении галогеном водородав ароматических соединениях
Прямое замещение водорода галогеном в ароматических соединениях (гало- тенировапие в ядро) является препаративно важной реакцией. Конкуренция реакций присоединения и замещения галогеном в ароматических соединениях рассмотрена на стр. 104. Фтор целесообразнее вводить в ядро и в боковую цепь путем замены С—N-связп (стр. 253) или другого галогена (стр. 191) на фтор. Поэтому ниже будут рассматриваться только хлорирование, бромирование и иодирование ароматических соединений. Так же как нитрование и сульфирование, галогенирование в ядро является реакцией электрофильного замещения. Реакция ускоряется под влиянием растворителей с высокой диэлектрической проницаемостью (например, нитробензола, ледяной уксусной кислоты) и действующих поляризующе катализаторов (железные опилки, галогениды железа, алюминия, цинка, сурьмы, а также иод). В этих условиях жирноароматические соединения, у которых галогенируется также и боковая цепь, можно галогенировать при низких температурах (10—20° С) преимущественно в ядро.
Легкость реакции галогенирования в ядро ароматических и гетероциклических соединений, обладающих свойствами ароматических, в большой мере зависит от имеющихся в молекуле заместителей. Если заместителями являются галогены я группы —СООН, —SO5H п — N02, то, как правило, галогенирование надо вести в присутствии катализатора. Наличие, например, групп —ОН, — О-алкил и —NHB настолько благоприятствует галогенированию в ядро, что реакция протекает и без катализатора.
В замещеппых бензолах заместители влияют па скорость и направление галогенирования в ядро. Заместители первого рода, такие, как —Вг; —CI; —F; —СН3; —NHC0CH3; —ОСН3; —ОН; —Ш1а и—Н(СПД)2, расположенные в ряд по возрастающей (по сравнению с водородом) скорости хлорирования и бромирования, являются орто- и преимущественно пара-ориептантамц. Заместители второго рода: —ОНО, —COR, — СООС2Н5, — СООН, —NO2, — SO3H, CF8 ориентируют галоген в мета-положение и снижают скорость галогенирования [371]. Фтор-, хлор- и бромбензолы бро- мируются в газовой фазе при 400—450° С преимущественно в мета-, а не в орто- •и пара-положения. В присутствииFeCl3 температура, при которой происходит инверсия направления замещения, выше, а при УФ-облученпи ниже, из чего можно сделать вывод о свободнорадикальном механизме мета-бромирования галогенбензо- лов [372].
Для галогенирования ароматического .соединения с заместителями первого рода в мота-, а с заместителями второго рода в орто- и лара-положения, следует применять в общем случае косвенные способы.
1,3,5-Трибромбензол [3731. Его получают из 2,4,6-триброманилина, , который диазотируют и кипятят с этиловым спиртом. 2,4,6-Триброманилин легко >
синтезируют, пропуская воздух, насыщенный парами брома, через водные рас- { твор гидрохлорида анилина.’
Трибромбензойная кислота (374]. Ее получают аналогичным нуте» .и из 3-амино-2,4,6-трибромбензойной кислоты, в которой диазотированием в при- 1 сутствни гипофосфористой кислоты обменивают аминогруппу на водород, у
Роль катализаторов при упомянутом выше электрофильном галогенирована»; ядра галогенами заключается в образовании катиона Х+:<
Вгг + ЕеВгз 5= Br*(FeBr,)-•
Другой метод получения галогенкатионов X* описан в работах Биркенбаха^^ Губо, Уотерса [375—377]. При взаимодействии эквимолекулярных количеств иода. ^ (брома) с ацетатом ртути или ацетатом, трихлорацетатом, перхлоратом, сульфатом^ или трифторацетатом серебра в отсутствие воды в реакционной смеси в качествен? промежуточных продуктов образуются ацилгипогалогениты:\?
AgC104+I3 —> Agl + IClO#
RH + IClO* —> RI + НСЮ»'j
CF3COOAg + I2 ► Agl4-CP3COOI5
RH + CF3COOI —>- RI + CF8COOHJ
По этому способу можно бронировать и иодировать незамещенные аромати^ ческие соединения (стр. 144) и соединения с заместителями, ориентирующими в орто- и пара-положения (стр. 156) и, прежде всего, в мета-положение (стр. 173). Описаны; также некоторые аналогичные методы хлорирования [378]. Эти методы применимы) в безводной и в водной средах. Часто работают и без растворителей.4
Перхлорат серебра применяют в сухом виде или в эфире или бензоле с добав- 4 кой СаО, MgO или СаСО3 для связывания образующейся хлорной кислоты. Пример*^ такого галогенирования приведен на стр. 145.’^
Для ацетата серебра в качестве растворителя пригодна ледяная уксусная 4 кислота, для трифторацетата серебра — СС14 и до 150° С — нитробензол. Как конку-^ рирующий процесс может протекать реакция Бородина * — Хупсдикера [ 379] (стр. 819);.;? при совместном нагревании иода, трифторацетата серебра и нитробензола в отсутствие-^ способного иодироваться вещества образуется трифториодметан:
CF3COOAg + I2 —► CF3I+AgI4-CO8j;
Получение трифторацетата серебра из окиси серебра и трифторуксусной^ кислоты в водной среде и очистка сырого продукта (остатиа после выпаривания воды) экстракцией эфиром см. [380].
Трифторацетат серебра обладает преимуществами перед остальными солям»® [381а]. Он лучше всего растворим в органических растворителях (например, в бензоле^ и эфире); выделяющаяся трифторуксуцная кислота (т. кип. 71,5fl С) легко отгоняется;^ не образуется опасная хлорная кислота, как при работе с перхлоратом серебра. При- > мер использования трифторацетата см. на стр. 156.v
Для галогенирования соединений, содержащих СООН-группы (например,, бензойная [382] или жирно-ароматические кислоты [383]), их сухие соли серебра (0,05 лоль) в сухом СС14 обрабатывают бромом или иодом.
В водных растворах галогенов содержится чрезвычайно мало катионов X*. • Для того чтобы сдвинуть вправо равновесную реакцию
НаО + Вгг ^± НОВг-|-Н+ + Вг-
добавляют соли серебра или ртути (И), или КВгО3, связывающие Вг~:
5Н+ + 5ВгЧ-НВгОз—► ЗВг34-ЗН2О
При одновременном добавлении минеральных кислот (пригодна и 75%-ная1 уксусная иислота [384]) бромноватистая кислота становится сильным бронирующим агентом:
Н++НОВг [Н3ОВг]+
Те же рассуждения относятся и к иодированию (примеры см. на стр. 144
В то время как бромирование и иодирование ядра по методу Биркенбаха — Губо — Уотерса происходят в примерно одинаковых условиях, почти все остальные- способы иодирования ядра ароматических соединений отличаются от обычных методов- хлорирования и бромирования, так как реакция иодирования иодом обратима:
RH-]-Ig ^Г RI + HI
При этом образующийся иодистый водород целесообразно удалять следующими-' способами:
путем солеобразоваяия (добавлением гидроокисей, карбонатов, бикарбонатов щелочных металлов, буры [385], окиси ртути, ацетата ртути (II), аммиака, алифатических аминов);
с помощью окислителей (Н2Оа, Na2S2O8, НЮ, или МеЮ,, HNO8, Н,8О,^ или олеума), которые вновь приводят к выделению иода из HI.
По окончании реакции избыточный иод удаляют пропусканием SO, или встряхиванием с растворами гидросульфита или тиосульфата натрия; иногда» также применяют раствор KI или ртуть. Кроме воды в качестве растворителей^ применяют ледяную уксусную иислоту, спирты, бензоя, реже эфир и СС14. Довольно широко используется-иодирование в присутствии Na2S2O8, НЮ, или HNO3; реагенты, перечисленные в пункте а, как и перекись водорода,, ■рименимы тольио для иодирования таких ароматических или гетероцикличе-- ских соединений, строение которых благоприятствует электрофильному замеще-- нию; многочисленные примеры см. на стр. 144, 152, 171сл., 187.
Для свободнорадикального хлорирования и бромирования боковой цепи, еслвг растворители вообще применяются, используют неполярные растворители CS2, СС^, менее пригоден бензол.
Уже незначительные количества серы в CS2 или СС1, заметно замедляют бромирование боковой цепи толуола [386] иа свету и при 57° С. В иесиольио раз обработанном встряхиванием с ртутью и перегнанном CS2 бромирование боковой цепи происходит значительно быстрее. Хлороформ является не очень хорошим растворителем при бромировании, так как при 57’ С он уже через несколько- минут вступает в реакцию с бромом. Однако хлороформ (75 лм), десять раз промытый водой (по 50 ял), высушенный и перегнанный, устойчив к действию^ брома [387],
К. Birnbaum, Н. R е i n h е г z, Вег., 15, 456 (1882).
D. Рара, Е. Schwenk, Е. Klingsberg, J. Аш. Chern. Soc., 72^.
2623 (1950).
S. J. Branch, В. J о n е s, J. Chern. Soc., 1954, 2317.
A. Classen, W. Lob, Ber., 8, 1605 (1895).
J. R. S a m pl ey, E. M. Hicks, J. Am. Chern. Soc., 62, 3252 (1940).
J. R. Sa mey, F. S. F a w c e 11, В, A. M orehead,1 J. Am. Chern-.
Soc., 62, 1839 (1940).
Галогенированию боковой цепи способствует нагревание при солнечном свете, УФ-облученпе или освещение сильной нематовой лампой (200—.300 вш), а также добавление инициаторов радикалов. Прибавление 0,03 моль перекисного соодппепия (аскаридол, перекись бензоила) на 1 моль брома вызывает при 25° С в темноте уже через 25 .чин бромирование толуола на 85%, причем образуется бензилбромид [388]; выход 98%. Большие концентрации НС1 или НВг в реакционной смеси оказывают неблагоприятное действие на реакцию.
Галогенирование боковой цепи метилированных пли более высокоалкилирован- иых ароматических соединений но а-углероду протекает аналогично аллилгалогени- рованию олефинов (стр. 94 и 136). Поэтому понятно, что N-бромсукцинимид может применяться также для бромирования боковой цепи. Но в то время как действуя хлором или бромом на метилароматические соединения, можно заместить галогеном все три атома водорода в боковой цепи, с помощью N-бромсукциннмида удастся ввести в боковую цепь только два атома брома. Для замещения одного а-атома водорода бромом применяют не более 1 моль N-бромсукцинимида на каждую метильную группу, для замещения двух а-атомов — 2 моль реагента. В большинстве случаев в качестве активатора добавляют перекись бензоила; реакция продолжается 5—60 мин (стр. 138)-
Таким способом получают, например из толуола бензилбромид [363, 389], из 1- и 2-метилпафталина — соответствующие ороммстилсоединения [390, 391 ]; дальнейшие примеры см. [365].
В тех случаях, когда условия благоприятствуют галогенированию в ядро, бромирование ядра происходит также под действием N-бромсукцинимпда. Ароматические углеводороды с конденсированными ядрами, например нафталин, антрацен и фенантрен [392], а также такие феноловые эфиры, как 1- и 2-метоксинафталин, вератрол, диметиловыс эфиры резорцина и гидрохинона [392], триметилоный эфир пирогаллола [393], бромируются в ядро под действием N-бромсукципимпда без катализатора. Из пирокатехина и 2 моль N-бромсукцпнимида образуется 4,5-днбромпиро- катехин, из резорцина и 3 моль N-бромсукципимида — 2,4,6-трибромреэорцин [394,395], из антраниловой кислоты, а также из 2- или 4-окснбспзойпой кислоты и 2 моль N-бромсукцинимида — 4,5-дибром- или 3,5-дибромпроизводиыс [394—396]. Бензол и толуол бромируются N-бромсукцинимидом в ядро только в присутствии эквимолекулярных количеств A1CI3, ZiiCl2, FeCl3 или JI2SO4.
4. Замещение галогеном водорода в ядре ароматических углеводородов
Для галогенирования в ядро чаще всего применяют хлор, который, в зависимости от обстоятельств, можно разбавлять двуокисью углерода. Хлорбензол получают с обычными переносчиками галогена (I2, A1CI3, FeCl3). Несмотря на то что при хлорировании паф|алина получается главным образом 1-хлорпафталпп, его трудно отделить от образующегося в качестве побочного продукта 2-хлорнафталина, п поэтому 1-хлорнафталин предпочитают получить по Зандмейеру из 1-аминонафталцна (а-нафтил- амина). Чистые орто- и пара-галогентолуолы также лучше готовить из соответствующих толуидинов.
Вместо хлора можно применять также SO3C12 (стр. 150) или хлор в момент выделения, который для препаративных целей подучают из хлористого водорода и перекиси водорода (стр. 157), а в промышленности — из хлористого водорода на контакте, содержащем соли меди. Под действием хлорамина Т (7i-CH3CsH4SOgNCL) в растворе хлористого водорода в ледяной уксусной кислоте 2-метилмезобснзаптроп хлорируется в ядро с образованием З-хлор-2-метилмезобензантрона [397]. При кипя-
М. 8. Kharasch, J. Am. Chern. Soc., 59, 1405 (1937).
П. Schmid, Helv. chim. acta, 9, 1144 (1946).
Ng. Ph. Buu-Hoi, J. L e с о c q, J. Chern. Soc., 1946, 830.
N. В. C h a p m a n, J. F. A. W ill i am s, J, Chern. Soc., 1952, 5044.
Ng. Ph. Buu-Hoi, Ann., 556, 1 (1944).
Ng. Ph. Buu-Hoi, Rec. trav. chim., 73, 197 (1954).
|394] W. I. Bailey, J. В e I 1 о, J. Org. Chem., 20, 525 (1955).
M. F. Abdel -Wahab, M. Z. В а г a k a t, Mh. Chem., 88, 692 (1957).
M. Z. В a r a k a t, M. F. A b d о I - W a h a b, J. Am. Chem. Soc., 75, 5731 (1953); 77, 1670 (1955).
D. H. II e у, IL I. N i c h о 1 I s, C. W. P г i t c h e t t, J. Chem. Soc., 1944, 97.
чении бензтриазола в течение 3 ч с обратным холодильником в царской водке получается 4,5,6,7-тетрахлорбензтриазол с 87%-ным выходом от теоретического |398].
Обычно монобромирование проводят, прибавляя по каплям 0,8—1 моль брома при перемешивании и охлаждении льдом к 1 моль углеводорода с добавкой переносчиков галогена и выдерживая смесь 12 ч. Затем для завершения реакции мржно некоторое время выдерживать реакционную массу при 50° С или сразу же промыть ее водой и разбавленной щелочью. Если возможно, продукт очищают перегонкой с водяным паром. Бромирование бензола бромом в присутствии железных опилок подробно описано Гаттерманом [399]. Перед началом бромирования полезно вводить в углеводород сухой бромистый водород [400J.
В качестве еще одного примера галогенирования следует указать на бромирование о-ксилола до 4-бром-о-ксилола бромом в присутствии иода или железных опилок и иода [401].
Некоторые ароматические углеводороды легко бромируются в ядро в индифферентных растворителях (CCL или CS2) при нагревании без катализатора при добавлении 10%-ного избытка брома. Это относится, например, к мезитилопу [402], нафталину [403], антрацепу (образуется 9-бром- [404] или 9,10-дибромантрацед [405 [) и фенантрену [406'] (образуется 9-бромфенантрен). Мезитплен, который может также бронироваться в боковую цепь, бронируется в ядро в СС14 при 10—15° С. Продукт бромирования боковой цепи, получающийся наряду с примерно 80% бром- мезитилена, удаляют кипячением в течение 1 ч неочищенного продукта бромирования с раствором этилата натрия в этиловом спирте.
Хлормезитилен и другие монохлорполиалкилбеизолы тоже получают хлорированием в СНС13 при 0’ С без переносчиков [407].
4,4'-Днбромдифенил. Получается с выходом 75—77% даже при выдерживании в течение 8 ч тонкоизмельченпого дифенила (0,1 моль) и брома (0,24 лоль) в вакуум-эксикаторе, кран которого немного приоткрыт, для того чтобы НВг мог улетучиваться [408].
Если при охлаждении льдом к 7 мл брома и 0,-2 г железа в порошке добавить 1 мл. алкилбепзола в течение 1 ч и перемешивать еще 1 ч, то получается полибром- соединение, в котором вторичный и третичный алкилы замещены бромом, а первичный алкил не затронут |409].
В качестве примера бромирования ароматического углеводорода по способу Уотерса приведено получение бромбензола.
Бромбеизол [376]. В эмульсию, приготовленную из 0,25 моль бензола, 1 л 2 н. HNOS и 0,125 моль (20 г) брома, при комнатной температуре в течение 90 мин приливают по каплям при перемешивании раствор 0,125 моль AgNO, в 100 мл воды; выход бромбензола 80% от теоретического.
R. Н. W 11 е у, К. Н. Н и s s u n g, J. М о f f a t, J. Am. Cbem. Soc., 77 5105 (1955).
L. Gattermann, Die Praxis des organischen Chemikers, 37 AufL, Berlin 1956, S. 95.
Пат. США 2659760 (1950/53); С., 1955, 5897.
W. A. W i s a n s k у, S. Ansbacher, Org. Synth., Coll. v. 3 1955, p. 138.
LT J. Smith, F. II. M c D о u g a 11, J. Am. Chem. Soc., 51, 3002 (1929> L. LSmit h, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 95.
F. F. В 1 i c ke, J. Am. Chern. Soc., 49, 2846 (1927); H. T. Clarke, M. R. В r e I he n, Org.Synth., 10, 14 (1930); Coll. v. 1, 121 (1941).
E.do Вa г г у Barnett, J. W. Cook,J. Chem. Soc.,1924, 1086.
1.M. IIо i 1 6 г оn, J. 8. Heaton, Org.Synth., 3, 41(1923).
C.A. Dи r ii I e 1d, J. E. C a 1 1 e n, G. H.С. о 1 c m a u,Org. Synth., Coll
v. 3, 1955, p. 134.
,407] L. I. S m i t n. C. L. M о у 1 e, .1. Am. Chem. Soc.. 58, 7 (1936).
R, E. Buckles, N. G. W heel er, Org. Synth., 31, 29 (1951).
G. F. H e n n i и n, J. G. Anderson, J. Am. Chem. Sue., 68, 424 (1946)
Аддукт диоксана с бромом (см. стр. 158) также пригоден для введения брома в ядро [410].
4-Бромтолуол. Смешивают 9,5 г толуола с дилпсяндибромидом (из 15,1 а брома) и нагревают до 35—40° С; смесь быстро обесцвечивается. После разбавления 10%-ным раствором NaOH получают 16,8 г 4-бромтолуола. Аналогично монобромируются нафталин в положение 1, антрацен в положение 9 и флуорен в положение 2.
Бромид иода 1Вг в ледяной уксусной кислоте, в СНС13 и даже в нитробензоле [411] является мягким бронирующим агентом и рекомендуется для получения 4-бром- 1-нафтола, а-бромнафталина [412] и 4-бром-1-метоксинафталина [413]. Бромид иода приготовляют из эквимолекулярных количеств иода и брома в используемых для реакции растворителях (ледяная уксусная кислота, СНС1$).
Для прямого введения иода в ядро ароматических углеводородов из упомянутых на стр. 141 методов обычно могут быть использованы только те, в которых реакции проходят особенно активно. Так, в наиболее пригодном для бензола и алкилбензолов сильно экзотермичном процессе иодирования [414] при помощи иода и HNO3 (d = 1,5) п качестве побочных продуктов получаются фенолы и нитросоединения. Фенолы удаляют встряхиванием неочищенного продукта реакции с 10%-ным раствором NaOH, нитросоединения — восстановлением железными опилками и НС1; иодароматически» соединения отгоняют с водяным паром из подкисленного раствора (индикатор конго).
В перемешиваемую, нагретую на водяной баие до 50° С смесь 1,5 люль' иода и 5,1 моль бензола по иаплям вводят в течение примерно 1 ч 275 жл HNOj (d = 1,5). Выделяются значительные количества окислов азота, и смесь постер пенно разогревается до кипения. Подробные данные о получении иодбензола* см. [415] и 2-иодтиофена см. [416].
Можно использовать не только систему иод — азотная кислота, по и проводить-' ■иодирование вещества в смеси ледяной уксусной кислоты, концентрированной HgSO*, 1 .ноль иода и NaNO2 [417]. При этом особое значение имеет качество нитрита натрия.' Рекомендуется спекшийся нитрит измельчать в ступке так, чтобы получались кусии? объемом не более 1 сл8. Вместо азотной кислоты употрсбимы также нитрозилсернаЯ' кислота и нитрующая смесь [418].
Персульфат натрия Na2S2O8 также может применяться в качестве окислителя^ HI, образующегося при прямом иодировании алкил- и арилбензолов [419]:
2КСвНб+12-ЬНа25гО8 —► 2RCeHJ4-2NaHSO4
Растворителем служит ледяная уксусная кислота, к которой для растворений^ Na2S20g добавляют 10—20 объемп. % воды; иод и Na2S2O8 вводят в стехиометриче*- -скпх количествах [420а]. "
А. П. Т о р е и т ь е в, Л. И. Бе л ель кп й, Л. А. Я н о в с к а я, ЖО X 24, 1265 (1954).
। [411] F. W. В е n n е 11, A. G. S h а г р е, J. Chern. Soc., I960, 1383.7
W. М Hitz er, J. Am, Cheat. Soc., 60, 256 (1938).
E. C. Spaeth, . T. A. G e i 6 m a n, T. L. J a с 0 b s, J. Org. Chern., 11,- 399 (1946).
[414] R. L. D a t t a, N. R. C h a t t e r j e e, J. Am. Chern. Soc., 39, 437 (1917);“* 41, 292 (1919 .
F. B. D a i n s, R. Q. В r e w s t e r, Org. Synth., 9, 46 (1929); СоП.^ v. 1, 323 (1947)..
■[416] H. Y. Lew, C. R. Noll er, Org. Synth., 30, 53 (1950).
[417JU, T. P J a t i, W. H. Strain, S. L. W a г r 0 n, J. Am. Chem. Soc., 65, 4 274 (1943). '
P. S. Varma et al., J. Indian Chem. Soc., 12, 343 (1935); 14, 156 (1937);
A. 41. П о в и к о в, ЖОХ, 24, 655 (1954).
К. Е I b s, A. J а г о s 1 a w z е w, J. prakt. Chem. [2], 88, 92 (1913).
Д420] Н. О. W i г t h, * О. Konigstein, W. Kern, Ann., 634, 84(a), 87(b), 96(c), 100(d) (1960).
4-Иоддифенил [420с). Раствор 15,4 г дифенила в 100 мл ледяной уксус" ной кислоты при 80° С разбавляют до помутнения водой (около 25 зм) и добавляют 12,7 г мода, 12,5 г Na2S2Oe и 8 мл СС14. Последний служит для смывания из холодильника возгоняющегося иода. Смесь интенсивно перемешивают до исчезновения окраски иода (приблизительно Зч). Добавляют 300 лм воды, отсасывают выделившийся в осадок продукт и высушивают. Образовавшийся 4-иоддлфенил (т. пип. 118—125° С при 0,05 мм pm. ст.) перегоняют вместе с непрореагировавшим дифенилом. После перекристаллизации из метилового- спирта получают 17,4 г (62% от теоретического) 4-иоддифенила; т. пл. 112° С.
Довольно широко используются способы иодирования иодом и йодноватой кислотой или иодатами [420b) (см. также стр. 156). Как растворитель пригодна ледяная уксусная кислота, которая до 80° С не реагирует с йодноватой кислотой. При 100й С она разлагается с выделением двуокиси углерода. Для повышения растворимости можно применять нитробензол, который иодируется только при 120е С. Чтобы растворить йодноватую кислоту, необходимо добавлять около 10 объеми. % поды. На 2 лоль иода берут 1.1—1,15 молъ йодноватой кислоты, т. е. 10—15%-пый избыток. Иодируемое ароматическое соединение вводят с небольшим избытком: 5КСвНб-)-212-(-И10з —► ЙКСвН*! + ЗН^О
Иодирование системой 14—ШО3 пли с добавкой Na4S4O8 является реакцией, катализируемой кислотами. Поэтому в большинстве случаев к смеси добавляют 3 объема концентрированной H2SO4. Реакция экзотермична п при 80—85° С заканчивается через 2—3 ч.
Иодбензол [420d]. Смесь 25 а беплола, 80 мл ледяной уксусной кислоты, 15 мл 50%-ной H2SO4, 24,4 а йодан 9,5 г НЮ,нагревают 1 ч при перемешивании до 90° С, затем перемешивают при 95° С до полного израсходования иода (2 ч). Выделенный водой продукт реакции растворяют в 50 мл СНС13, обрабатывают раствором NaHSOg, высушивают и отгоняют бензол и СНС13. Неочищенный продукт (47,5 г) разбавляют 50 мл петролейнога эфира и пропускают для очистки через колонку с окисью алюминия, которую предварительно обрабатывают аммиаком, высушенным над КОН, до прекращения первоначального разогревания. Перегонкой элюата в вакууме получают иодбензол; выход 83% от теоретического.
1-Иод-4-хлорбснзол (выход 53%), 1-иод-4-бромбензол (выход 65%) и n-даиодбензол (выход 5о%) получают аналогично.
Способ иодирования по Биркенбаху — Губо — Уотерсу описан в следующих примерах:
Иодбензол. В быстро перемешиваемую смесь 0,3 молъ бензола, 0,1 лямь Ag2SO4, 200 мл концентрированной НС1 и 200 мл воды в течение 2 ч порциями добавляют 0,22 молъ тонкоизмельченного (1) иода, перемешивают еще 1 ч, разбавляют 600 мл воды и декантируют от осадка Agl и непрореагировавшего иода. После обработки бисульфитом экстрагируют эфиром продукт реакции из декантированного раствора и твердой фазы. Экстракт перегоняют в вакууме и получают иодбензол; выход 78% от теоретического [377].
По другому способу [375] суспендируют 22 г AgClO.и 10 г СаСО3 в 100 мл бензола и при охлаждении смешивают в течение 15 мин с 25 г иода. Затем смесь отфильтровывают, трижды промывают водой, сушат над СаС18 и перегоняют; выход нодбеизола 80% от теоретического.
1-Иоднафталин. Иодируют нафталин, как описано выше, но в ионцентри- рованном (50%-ном) эфирном растворе; выход продукта 85% от теоретического. Эфирнуй раствор иода неустойчив при длительном контакте с перхлоратом, однако вследствие быстрого протекания реакции разложение не проявляется.
Замещение галогеном водорода в боковой цепиароматических углеводородов
Хлорирование боковой цепи горячего толуола хлором на свету с образованием хлористого бензила и бензилидена (бензальхлорида) описано Гаттерманом [421].
L. Gattermann, Die Praxis des organfschen Chemikers, 37 Aufl., W. de Cruyter u. Co., Berlin, 1956, S. 92, 184.
10 Заказ 1 835.
При получении бепзальхлорида прямым хлорированием толуола одновременно образуется трихлорбензол, с трудом отделяемый от бензальхлорида вследствие близости их температур кипения (205 и 214° С). Однако при гидролизе бензальхлорида до бензальдегида трихлорбензол превращается в легко отделимую бензойную кислоту.
Для хлорирования боковой цепи требуется добавка перекисей. Не содержатпй перекисных соединений толуол не реагирует в темноте с SO2C12 даже при кипятенян в течение 6 ч.
К смеси хлорируемого соединения с SO2C12 добавляют 0,001—0,005 моль перекиси бензоила или лаурила на 1 молъ SO8C12, нагревают с мощным обратным холодильником до слабого кипения и кипятят (15—30 мин) до прекращения выделения HCI и S02, что указывает на конец реакции (при работе с кумолом кипятят 90 мин). Продукты хлорирования выделяют разгонкой реакционной смеси. Из 1 молъ толуола и 1 молъ SO2C12 (или менее) с очень хорошим выходом получается хлористый бензил, с 2 молъ нли больше SO2C12 — бензальхлорид. Бензотрихлорид не образуется.
Так же как при свободнорадикальном бромировании боковой цепи при хлорировании боковой цепи под действием SOaClg и перекиси галоген вступает преимтще- ствеппо в «-положение к ядру: из этилбензола главным образом образуется а-хлор- этилбензол, из кумола — 90% а- и 10% р-хлоризопропилбензола. При хлорировании mpem-бутилбензола хлор вступает в p-положение. При действии сульфурилхлорида и перекиси на о- и п-нитротолуолы соответствующие хлористые бепзилы не образуются [422].
Вместо перекисей можно применять также «.«'-азоизобугиронитрил, где R = CN, или диметиловый эфир «,«'-азоизомасляной кислоты, где R = СООСН3.
В растворе при 80—120° С опи гладко разлагаются с образованием азота и третичных ароматических радикалов:
RRR
(CH3)2C-N=N-C(CH3)2 —-* 2(СНз)гС. + N2
Эти вещества не действуют на такие растворители, как бензол, толуол и СС14.
При добавлении 0,3—0,5 мол. % инициатора к кипящей смеси толуола ник трифепилметапа с S02CI2 получают хлористый бензил (выход 70% от теоретического) или трифепилхлорметан (выход 77% от теоретического) [336].
Хлористый бензил [336]. В нагреваемую с обратным холодильником на водяной бане смесь 0,8 моль сухого толуола и 0,4 молъ SO2CI2 добавляют 0,2 а динитрила «, «'-азоизомасляной кислоты. Через несколько секунд начинается j бурная реакция с выделением HCI и SO2; реакция заканчивается через 15 мин. » Реакционную массу дважды перегоняют и получают наряду с избыточным толу- j олом хлористый бензил с выходом 70% от теоретического."^
Трифенилхлорметап [422]. Смесь 8,4 г трифенилметана, 13,5 г SO2CIa.
и 0,1а перекиси лаурила кипятят 30 мин с обратным холодильником. После- J отгонки избыточного SO2Cl2 полученный трифеннлхлорметан перекристалли-'. зовывают дважды из бензина (т, кип. 90—100’ С). Выход 5,7 г; т. пл. 111 — 112° С. ^
При хлорировании боковой цепи бромтолуолов под действием SO2C12 и пере- ^ киси бензоила протекает побочная реакция замещения брома в ядре на хлор [423]. < Обычный способ получения замещенных бензилбромидов заключается в следующем. В соответствующий замещенный толуол при перемешивании и нагревании ■; до 120—160° С на масляной баке или в его кипящий раствор в СС14 при УФ-облучении ‘ или освещении лампой в 100—600 em приливают по каплям 1,1 моль брома или " раствор брома в СЫ4 в течение 1,5—2 ч. При работе с бромом трубка капельной ; воронки должна быть погружена в жидкость.
Примером бромирования бромом при 145—150° С является получение 4-нитрс~ ; бензилбромида из 4-нитротолуола [424].г-
М. S. К h а г a s с h, Н. С. Brown, J. Am. Chern. Soc., 61, 2144, 2148 (1939)..
G. L. G о е г п е г, R. С. Name tz, J. Am. Chern. Soc., 73, 2940 (1951).
[4241 G. TI. Co[e m а л, p. E. Hone у wel I, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 443.,
4-Нитробепзилбромид. К 4-нигротолуолу в течение 2 ч при 145—150° по каплям прибавляют бром; реакцию ведут еще 10 мин и затем выливают масс в горячий бепзин, из которого после обработки активным углем выкристаллиз< нывают 4-нитробензилбромид. Кренке, опубликовавший прописи для получена замещенных бензилгалогенидов, в том числе .ч-нитро-, .и-хлор-п-иод-, 2,6-д1 хлор-[425] и п-хлорбензилбромидов [426], а также краткий литературный обзо методов получения таких соединений [427], усовершенствовал прпведеннуз в «Органических синтезах» [428] пропись получения 4-нитробензплбромид( По его способу необходимо па каждые 80 г н-иитротолуола добавлять 4 г ртут и 1 мл воды. Реакционную массу выливают в воду и растворяют иерастворенны остаток в 240 мл горячего этилового спирта. При 0е С выкристаллизовываете 80% 4-нитробеизилбромида, в то время как по первоначальному способу выхе составлял 55—66% от теоретического.
Друтпм примером бромирования может служить получение а,а'-дибров о-ксплола [428].
Хлористый или бромистым бензилы могут быть также легко получены замене хлором (бромом) гидроксильной группы путем хлормстилировапия [429] пли бров метилирования [7(1].
Ароматические соедипепия с галогенированной боковой цепью чувствительн к влаге и действуют раздражающе на слизпстые оболочки. Эти соединения термическ пс очень устойчивы. Их термостойкость тем меньше, чем менее ароматично ядре Па легкой подвижности брома в бромзамещенпом бензиле основан простой сноса определения брома в боковой цепи [387].
Навеску сухого бромида кипятят 3 ч с большим избытком ацетата натри в абсолютном этиловом спирте, подкисляют 6 н. HNO3. добавляют отмереннщ избыток стандартного раствора AgNO3 и оттитровывают его остаток раствора
Бензальхлориды и бромиды представляют интерес как промежуточные пр< дукты для синтеза альдегидов. Их получают аналогично моногалогснсоединениям - действием на бензил только 2 моль галогена.
Подробно описано: приготовление неочищенного 4-хлорбензальхлорид£ из которого при действии ионцентрированной H2SO4 получают п-хлорбензалэ дегид [430]; неочищенного 4-бромбензальбромида, который по реакции с водны карбонатом кальция переводят в п-бромбензальдегид [431]; чистого а,а,а',а тетрабром-п-ксилола — исходного продукта для синтеза терефталевого альд* гида [432]; «,«,«',а'-тетрабром-о-ксилола—исходного продукта для получ« ния о-фталевого альдегида [433].
Бромирование ацетилированного .ч-крезола в СС14 при облучении лампа в 500 вт дает 75% л-ацетоксибензальбромида, который по реакции с формиата натрия в спирте превращается в л-оксмбензальдегид; выход 70% от теоретиче ского [434]. .
Krohnke, Н. S с h m е i В, W. G о t1 s t e i n, Chern. Bet., 8* 135 (1951).
F. Krohnke, Chern. Ber., 83, 43 (1950).
F. Krohnke, I. Vogt, Chern. Ber., 85, 373 (1952).
E. F. M. Stephenson, Org. Synth., 34, 100 (1954).
R. Adams, Org. Reactions, 1, 63 (1947).
W. L. McEwen, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 133.
IL С и I e m a n, G. Ё. Honeywell, Org. Synth., Coll, v. 3 1943, p. 89.
J. M. S n e I I, A. Weis s b erg e r, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 788»
J. С. В i I 1, D. S. T а г b e 1 I, Org. Synth., 34, 82 (1954).’
L. Eliel, K. W. Nelso n, J, Chern, Soc., 1955, 16^8.
Замещение галогеном водорода в ацетиленах
Замещение водорода у С=С-связи галогеном может происходить непосредственно или через С = С-металлоорганпческпе соединения, из которых затем, без промежуточного их выделения, можно получать галогенацетилены.
Методы хлорирования, бромирования и иодирования ацетиленов в щелочных растворах гипогалогенитов [435] применимы для галогенирования алкинов, алкино- лов и ацетиленмопокарбоиовых кислот, хотя бы с одним атомом водорода у С^С-свяаи-.
RC=CH + NaOX —► RC=CX + NaOH
Наиболее быстро протекает взаимодействие с гипоиодитом, наиболее медленно с гипохлоритом.
При взаимодействии свободных гипогалогенитПых кислот НОХ с алкинами . замещения не происходит, а образуются а,а'-дигалогопкарбонильпые соединения:
RC=CH + 2HOX —> [КС(0Н)2-СНХ2] —> RC-CHX2
Газообразные алкппы вводят при 0° С в щелочной (до 23% в пересчете на КОП) • раствор гипогалогенита. Жидкие, предварительно растворенные в петролейном эфире, и твердые алкины встряхивают или перемешивают при комнатной температуре - с щелочным раствором гипогалогенита, иногда с добавкой эмульгатора.
Растворы гипогалогенитов [435]. В раствор 180 г КОН в 800 мл воды . при 0° С и интенсивном перемешивании вливают по каплям 25 мл брома. Получается раствор примерно 0,55 н. по КОВг и 2 и. по КОН.
В водный 12,5%-ный раствор КОН при 0° С пропускают хлор до мгновенного обесцвечивания лакмусовой бумаги и затем разбавляют равным объемом 25%-ного раствора КОН. Получается примерно 0,4—0,7 и. раствор по КОС1 и 2,2—1,7н. по КОН.
Щелочной раствор гипоиодита довольно неустойчив. Лучше всего его готовить непосредственно в реакционной смеси из KI и раствора NaOCl (стр. 149}.
Гипогалогенитный способ может служить также для получения дихлорацети- левов. В качестве исходного продукта наиболее пригоден ацетилен из карбида кальция. Ознакомиться с методом рекомендуется в работах [435, 436]. Дихлорацетилен - (т. кип. 29° С при 743 мм рт. ст.) ядовит и при нагревании, а также при соприкосно- ^ пенни с кислородом (даже с растворенным в воде воздухом) легко взрывает. Дибром- а ацетилен тоже очень взрывоопасен. С увеличением числа атомов углерода и молеку- #з лярного веса галогена в молекуле галогенацетиленов стабильность соединений возрастает, но все они термически нестойки и требуют осторожного обращения. v
Описан простой опыт [436], демонстрирующий склонность дихлораце- - тилена и взрыву, который также показывает, что совместное хранение хлорной извести, карбида кальция и щелочей в присутствии влаги опасно.
В высокий химический стакан емкостью 250 мл, содержащий холодный j раствор щелочи, приготовленный из 20 г КОН и 50 г мелкорастолченного льда, j добавляют 15 г хлорной извести. Смесь размешивают до жидкой кашицы. Стаиан помещают в баню со льдом и вносят в смесь в течение 20—30 мин 3—5 кусочное ! технического карбида иальция величиной с горошину. Затем вынимают стакан из бани и, после того как смесь вследствие гидролиза карбида постепенно * нагреется, наблюдают при перемешивании самовозгорание выделяющейся пены, ■ я также легкий треск, происходящий от хорошо заметных в темноте отдельных ■ взрывов (тяга!).~
Дпхлорацетилеп удобнее получать отщеплением HCI от трихлорэтилена [436, 437]. Эфирные растворы дихлорацетилена, который с эфиром образует молекулярное 1
F. S t г a u s, L. К о 11 е k, W. Н е у п, Вег., 63, 1868 (1930).
R. Riemschneider, К. Brendel, Ann., 640, 8, 14 (1961).
Е. О t t, W. О t t е m е у е г, К. Packendorff, Вег., 63, 1941 (1930); '
соединение, не подверженное аутоокислению (I : 1), лучше всего получать при пропускании смеси паров трихлорэтилена и эфира над нагретым до 125° С КОН в атмосфере азота; подробности аппаратурного оформления см. (436].
1-Бромгексин-1 [438]. К щелочному раствору гипобромита (стр. 148) прибавляют 45 г гексина-1 и энергично перемешивают при комнатной температуре в течение 18 ч. Органическую фазу извлекают петролейным эфиром и высушивают над Na2SO4. Вакуумной перегонкой получают 1-бромгексин-1. Выход 72% от теоретического, т. кип. 40—41° С при 15 мм pm.. ст.
Дииодацетилен. При охлаждении льдом и перемешивании пропускают ацетилен в раствор 20 г KI в 100 ли 1 н. раствора NaOH и одновременно приливают по каплям около 150 мл 1 н. раствора NaOGl до почти полного исчезновения первоначальной желтой окраски смеси. Выпавший белый осадок дииодацетилена промывают водой, хорошо отжимают и сушат 24 ч над Р2О5 в эксикаторе прп нормальном давлении (так как он летуч, то его нельзя сушить в вакууме). Выход 96,5% от теоретического; т. пл. 82° С. Ацетилен для синтеза получают, приливая по каплям воду к 600 г карбида кальция. И'з такого ацетилена образуется чистый белый продукт, а из чистого ацетилена, отбираемого из баллона, наряду с дикодацетиленом образуется желтый тетраиодэтилен. Раствор гипохлорита готовят [489], пропуская 12 г хлора в 200 мл охлажденного льдом 2 и. раствора КОН.
Считают, что в темноте при комнатной температуре дииодацетилен может храниться, не разлагаясь, в течение несколько месяцев [439]; однако имеется сообщение о несчастном случае [440], когда сухой продукт (2 кг/) разложился - со взрывом.
По более старой, подробной прошей дииодацетилен получают из ацетилена и иода в жидком аммиаке [441].
Вместо гипоиодита щелочного металла для получения иодацетиленов можно применять также ацилгипоиодит в форме комплекса Симонини [(C6H6COO)aAg]I. Реакцию бензоата серебра и иода с алкином проводят [442] в бензоле или СС14:
R'COOAg+Iz + RG^CH —^ R'GOOH + RC=C—I •
Алкин-1-олы-З (этинилкарбинолы) с хорошими выходами хлорируются и бронируются по С=С-связи водно-щелочными растворами гипогалогенитов [443, 444], « го время как для их иодирования применяется реакция, протекающая с промежуточным образованием —С=С-металлоорганических соединений [443].
Такой способ имеет также известные преимущества при галогенировании высших алкилацетиленов. Сначала по реакции алкина с этилмагкийбромидом в сухом эфире или с амидом натрия или калия в жидком аммиаке готовят соответствующий металлоорганические соединения, из которых далее получают галогеналкнны. Так, из магнинбромалкина (без его выделения) при действии брома в сухом эфире при —32° С получаются с хорошим выходом 1-оромалкиаы:
CHs(CH2).C=CMgBr —* CHs(CH,),G=CBr + MgBrz
Из калиевого производного в сухом эфире получают при действии хлора и —70° С 1-хлоралкииы [445]:
СЦз(СН,)„С=СК + С12 —> СНз(СНз)„С=С-С14-КС1
К. Е. Schulte, М. Goes, Arch. d. Pharm., 290/62, 124 (195 7).
V. Franzen Chern. Ber,, 87, 1148 (1954).
[44Q] H. Jaeschke, Chern. Ber., 88, 101 (1955).
Th. H. Vaughn, A. Nieuwland, J Am. Chem. Soc., 54, 787 (1932).
C. Prevost, C. r., 200, 942 (1935); 204, 989 (1937).
[443[ A. В a v 1 e y, J. Ore. Chern., 19, 570 (1954); 20, 109 (1955). •
J. Colonge, L. C u m e t, Bull. Soc. chim. France, 1947, 841,
[445J P. A. Me C u s k e r, R. R. V о g t, J. Am. Chem. Soc., 59, 1307 (1937).
Из натриевых производных с иодом в жидком аммиаке образуются 1-иодалкнны [446]. Иодалкины могут быть синтезированы и из магнийбромацетплена и пода при 0° С в растворе абсолютного эфира [447].
Замещение галогеном водорода в фенолах,окспарилалканпарбоновых кислотах, эфирах фенолови ароматических аминах *
Получение моно- и дигалогенпроизводных фенолов и ароматических аминов • представляет особый интерес для препаративных целей. Нежелательное в этом случае ■ замещение хлором и бромом, иногда даже во всех активируемых заместителями « положениях, происходит часто уже прн проведении реакции в мягких условиях. 3 Монохлорирование (бромирование) фенола хлором (бромом) идет на холоду преиму- | щественно в 4-положение, а при 150—180® С — в 2-положение.|
4-Бромфенол. Бромирование фенола в С83 при охлаждении смесью льда ,| и соли приводит к получению около 80% 4-бромфекола. Предварительно отго- ч няется фракция, содержащая трудноразделяемую смесь 2- и 4-бромфенолов. Выход 4-бромфенола можно еще повысить применением 20%-ного избытка фе- а нола и приливанием по каплям при 0° С раствора брома в дихлорэтилене [448, 449].|
4-Хлорфенол [450]. При обычной температуре смешивают эквнмоле- Я кулярные количества фенола и SO2C12 и после окончания бурною выделения я SO2 и НС1 нагревают ка водяной бане до прекращения выделения газов. Затем А реакционную массу промывают раствором соды, сушат над СаС12 и разгоняют; • выход почти количественный; т. кип. 216—218° С; т. пл. 37° С.
Для получения орто-галогенированных фенолов можно предварительно ввести । сульфогруппы в положения, не подлежащие замещению хлором или бромом. Соответ- ствующие оксисульфокислоты хлорируют или бромируют без их выделения и затем - гидролизуют реакционную смесь перегонкой с водяным паром в присутствии H2SO4. * 2-Вромфенол [451]. Его получают с выходом около 40% бромированием водно- щелочного раствора о- н n-фенолдисульфокислот.
Лучшие результаты дает галогенирование неочищенных оксисульфокислот « в смеси нитробензола с H2SO4. Таким способом получают 2,6-дихлорфенол или .1 2,6-дйбромфенол с выходом около 70%, 2-хлорфенол с выходом 72% и 2-бромфенол • [452] с выходом 46,5%.1
Можно также галогенировать соответствующие фенолкарбоновые кислоты с последующим декарбоксилированием полученных продуктов.;
2,6-Дихлорфенол [453]. Этиловый эфир 4-оксибензойной кислоты нагре- л вают 1,5 ч на паровой бане с 2,2 моль SO2C12 и получают с 85%-ным выходом этиловый эфир 3,5-дихлор-4-оксибензойной кислоты, который омыляют затем. '
446447448449450446447448449450[451][451][452][452][453][453]См. также А. П.Терентьев, Л. А. Я н о в с к а я. Реакции и методы иссле- 4 дования органических соединений (РиМИОС), Госхимиздат, 6, 7 (1957).— 4 Прим. ред.
446
447
448
449
450
446
447
448
449
450
[451]
[451]
[452]
[452]
[453]
[453]
Th. Н. Vaughn, J. A. N i с u w 1 a n d, J. Am. Chern. Soc., 55, 2152 (1933). ' V. Grignard, H. Ferric h on, Ann. Chim. [10], 5, 5 (1926). -j R. Adams, C. S. Marvel, Org. Synth., 1 39 (1921).
H. E. P о d a 1 1, W. A. Foster, J. Org. Chem., 23, 280 (1958).
метанольным раствором КОНвЗ,5-лихлор-4-окспбензоцную кислоту. Эту кислоту (1,2 люль) медленно нагревают с 575 г диметиланилина до 190—200° С и выдерживают при такой температуре до окончания выделения СО2 (около 2 ч). 2 6- Дпхлорфенол получают с выходом 80—90% от теоретического. '
Для избирательного бромирования фенолов и феноловых эфиров могут быть использованы п некоторые комплексные соединения брома.
С диоксандибромидом без растворителя или в растворе эфира или диоксана можно получать монобромзамещепные фенола, многоатомных фенолов, феноловых эфиров и салициловой кислоты [454].
4-Бромфенол. К 9,4 г фенола при охлаждении водой постепенно добавляют 25 г диоксандибромида (получение см. на стр, 158), выливают смесь в воду и экстрагируют эфиром. Получают 4-бромфепол с выходом 88% от теоретического; т. кип. 115—117° С при 11 —12 .«.« рт. ст.; т. пл. 64—65° С. Без охлаждения образуются значительные количества 2-бромфенола!
Многоатомные фенолы, например пирокатехин, пирогаллол, а также эфиры фенолов можно монобромировать гидробромидом дпбромида пиридипия (пербромидом пиридипийбромида) при комнатной или более низкой температуре [33, 455]. Применяют готовый реактив (получение см. на стр. 100) или прибавляют по каплям раствор брома известной концентрации в ледяной уксусной кислоте к смеси бронируемого вещества с гидрохлоридом пиридина (получают пропусканием сухого НС1 в эфирный раствор пиридина) или к смеси вещества с сернокислой солью хинолина и ледяной уксусной кислотой.
Многоатомные фенолы легко бронируются бромом с образованием ди- и полн- бромпроизводных. Из пирокатехина с 2 .коль брома в ледяной уксусной кислоте получают 4,5-дибромпирокатехпн, который легко бронируется в хлороформе До 3,4,5-три- бромпирокатехина [456]. Аналогично этому резорцин сначала бронируется в параположение к двум гидроксильным группам с образованием 2,4-дибрОмрезорцина, затем в общее орто-положение до 2,4,6-трибромрезорцина [457]. 4-Бромрезорцин получают [458] бромированием 2,4-диоксибснзойной кислоты [459] 1 моль брома в ледяной уксусной кислоте при 30—35° С и последующим декарбоксилированием образующейся 2,4-диокси-5-бромбензойной кислоты кипячением с водой в течение 24 ч. 2,4-Диоксибензойную кислоту готовят из резорцина.
2,4,6-Трибромфенол легко синтезировать добавлением к водному раствору фенола бромной поды до прекращения обесцвечивания реакционной массы. При избытке брома образуется трибромфенолбромид (получение см. [460]), который легко отдает катион брома и поэтому действует как бронирующий агент. Он вытесняет иод из иодидов [481], так что при титровании фенола бромом (или раствором бромид-бромата), К[ и NaaSgOg расходуется шесть атомов брома на одну молекулу фенола и образуется трпбромфецол.
При бромировании о- и n-оксибензойных, а также о- и n-аминобензойных или, бензолсульфокислот в воде уже при обычной температуре карбоксильные нлп сульфогруппы замещаются бромом с выделением СО2 или H2SO4. При 40—45° С в о- и п-окси-, а также в у- и п-амипобензальдегпдах альдегидная группа тоже замещается бромом с оттеплепием окиси углерода. Конечными продуктами являются 2,4,6-трибромфенол или 2,4.6-триброманилин [462]. Поэтому можно, например, с помощью 0,1 н. раствора бромид-бромата количественно определять n-оксибенаойную и сульфаниловую кис-
1454][455][456457458459460461[4621454][455][456457458459460461[462Л. А, Яновская, А. П. Терентьев, Л. И. Беленький, ЖОХ, 22 (84), 1594 (1952); С. А„ 47, 803211 (1953).
1454]
[455]
[456
457
458
459
460
461
[462
1454]
[455]
[456
457
458
459
460
461
[462
К. Freudenberg., Н. Fikentscher, М. На г d ег, Ann., 441 178 (1925).
М. Kohn, J. Am. Chern. Soc., 73, 480 (1951).
М. Kohn, G. L о i f, Mb. Chern., 45, 592 (1924).
R. B. S an din, R. A. Me К e e, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 100.
M. Nierenstein, D. A. С 1 i h h e n s, Org. Synth., Coll. v. 2,1943, p. 557.
M. К о h n, S. Sussman n, Mh. Chern., 46, 578 (1925).
Ph. Fresenius, Angew. Chern., 64, 473 (1952).
A. W. Francis. A. J. Hill. J. Am. Chem. Soc., 46. 2498 (1924).
Для иодирования фенолов и оксифенилалкановых карбоновых кислот применим ряд мягких методов замещения водорода иодом в ароматическом ядре, перечисленных в способе а) (стр. 141, а также стр. 187), и, кроме того, иодирование хлоридом иода в аммиачной или щелочной средах (стр. 170).
При иодировании иодом в присутствии щелочей или аминов применяют порошкообразный иод или раствор иода в водном растворе NaI(Nals) или К1(К13), в метиловом спирте или иногда в эфире. Недостатком этого способа является накопление в маточных растворах большого количества иодида, из которого при больших загрузках регенерируют иод (стр. 92). Однако в лаборатории этот метод часто применяется и дает хорошие выходы. В щелочных растворах иодом были проиодированы многочисленные перазветвленные и разветвленные со-(4-оксифенил)-жирные кислоты [463]-
Дииод-4-оксифенилуксусная кислота. К раствору 0,1 моль 4-окси- фенилуксусной кислоты в 800 мл 0,5 н. КОН при комнатной температуре и перемешивании прибавляют по каплям раствор 50,8 г иода и 50,8 г К] в 250 мл воды. После отсасывания осадка реакционную массу охлаждают до 0—5° С и при перемешивании медленно пропускают в фильтрат SO2 до pH 2—3. Выпавший неочищенный продукт переосаждают из раствора NaHCO3 и кристаллизуют из водного этилового-спирта. Выход 3,5-дииод-4-оксифсннлуксусной кислоты 92% от теоретического; т. пл. 216,"5—217,5° С.
При иодировании иодом фенолов со свободными орто- и пара-положениями в водно-щелочной среде наряду с желаемыми иодпроиэводными могут образоваться красно-коричневые полимерные побочные продукты, папример «красный Лаутемана» из фенола [464—465] и аристол из тимола [466]. Эти нежелательные побочные реакции • можно свести к минимуму ведением процесса в метанольном растворе щелочи [467] ■ и в концентрированных водных или метанольных растворах аммиака [468]. Медленным добавлением концентрированного раствора иода в KI к раствору фенола в концентрированном NH4OH получают 2,4,6-трииодфенол с почти количественным выходом [469].
При работе по описанному способу в виде промежуточного продукта образуется . чорпый взрывчатый иодид азота Nl3, поэтому способ следует применять для иодирования только легко иодируемых фенолов (ср. [467]), которые быстро связывают иодид- азота по мере его образования. Реакцию ведут при комнатной температуре и быстром- перемешивании, причем раствор иода (в водном К1 или метиловом спирте) медленно > приливают по каплям по мере его расходования. Во избежаине возможного образо- ■ вания избыточного иодида азота к концу реакции добавляют концентрированный < раствор NaHSO3 и перемешивают.
Вместо аммиака можно применять водные или метанольные растворы первич-'* ных или вторичных алифатических аминов, не образующих взрывчатых иодпроизвод-- ных [470, 471]. Этот рекомендуемый для препаративных целей метод полностью ■ оправдал себя при получении тироксина из 3,5-дииодтиронина в 20%-ном водном ; этиламине (К13), метилового эфира тироксина [471] из метилового эфира 3,5-дииодти-., ронина (12) в растворе бутиламина в метиловом спирте (1 : 2), 3,5-дииодтироэина (Nalg) в 20%-ном водном этиламине [472] и "при иодировании (К13) ряда ароматических аминов и феполов с применением 0,5 моль 60%-ного водного раствора этилендиамина на 1 .коль иодируемого соединения [473].-
[463][463]464465466467468469470[471][472][473]464465466467468469470[471][472][473]D. Рара, Е. Schwenk, ,Е. Klingsberg, J. Am, Chern. Soc., 72, 2623 (1950); D. P a p a, H. Breiger, E. Schwenk, V. Peterson, J. Am. Chern. Socx, 72, 4907 (1950); M. G. Pratt, J. O. Hoppe, S. Archer, J. Org. Chem., 13, 578 (1948).
[463]
[463]
464
465
466
467
468
469
470
[471]
[472]
[473]
464
465
466
467
468
469
470
[471]
[472]
[473]
W. H. Hunter, G. H. W о о 11 e t, J. Am. Chem. Soc., 43, 135 (1921).
G. H. W о о 1 1 e 11 et al., J. Am. Chem. Soc., 59, 861 (1937).
G. H. W о о 11 e t t, J. Am. Chem. Soc., 43, 553 (1921).
H. Cassebaum, J. prakt. Chem. [4], 13, 141 (1961).
J. C. Colbert et al., J. Am. Chem. Soc,, 66, 122 (1944).-
R. L. D a 11 a, N. P г о s a d, J. Am. Chem. Soc., 89, 441 (1917).
С. V. В о г d e i a n u, Ann. sci. Univ. Jassy, 20, 131 (1935); C. A., 30, 1760. (1936).'
J. С. С 1 a у t p п, В. A. H e m s, J. Chem. Soc., 1950, 842.
J. H. В а г n e s, В. A. H e m s et al., J. Chem. Soc., 1950, 2829. ,
К. T. P о t t s, 3'. Chem. Soc., 1953, 3711.
Р-(3-5 Дииод-4-оксифенил)-лропмоновая кислота [472]. Раствор 50 г иода и 48 г К] в 150 мл воды постепенно добавляют при перемешивании к раствору 16,2 з В-(4-оксифенил)-пропионовой кислоты в 200 мл 20%-ного водного метиламина. После 10 мин перемешивания смесь подкисляют (по конго) медленным добавлением 2 н. раствора ПС1. Выпавший белый неочищенный продукт промывают водой и перекристаллизовывают из этилового спирта; выход90% от теоретического; т. пл. 166—168’С.
Нежелательного образования (особенно при больших загрузках) значительного количества иодида в маточном растворе можно избежать, применяя 1GI вместо иода. Преимуществом 1С1 является также его растворимость в йодных растворах NaCl и KCI; о получении 1G1 и его растворов см. стр. 170. Очень легко кодируемые фенолы .h-RC6H4OH (R=NH2 или ОН) при обычной температуре уже гладко образуют триподзамещенные, взаимодействуя с солянокислым раствором хлорида иода [467, 474]. Иодирование фенола 1С1 в ледяной уксусной кислоте не рекомендуется, так как образующийся 2,4,6-трииодфенол содержит много примесей. Иодирование с помощью [С1 в уксусной и соляной кислоте будет подробней рассмотрено на стр. 171.
Метод иодирования IC1 в щелочной или аммиачпой среде оказался пригодным, для получения 2,4,6-трицодфенола, а также ряда 2,4,6-трииодирбваииых «-замещенных фенолов *-R—С.Н4ОН (R=OCH3, NHGOCH3, NHGOCSH7, СН3, Cl, I, СОС,Н5; COOH, NO„ OCH2GOOH, ОСНаСОбСНя) [467].
При иодировании IC1 в аммиачной среде, так же как при иодировании иодом, в качестве промежуточного продукта образуется илдид азота Nl3. Несмотря на ^О что до сих пор не поступало сообщении о взрывах образующегося при иодироваийй иодида азота, все же необходимо принимать меры предосторожности (защитнЙ'О экраны, очки, добавление фенолов, легко взаимодействующих с иодидом азота [467]. Совершенно безопасным и равноценным является применение 1С1'в метанольных растворах метиламина или NaOH.
Ниже приведены общие способы получения трииодпроизводных фенола и «-замещенных фенолов действием 1CI в присутствии NH3, NaOH или метиламина [467]),
Трииодзамещениые фенолы
Растворяют 0,1 моль фенола в 600 мл 10—15%-ного раствора NH3- При перемешивании в течение 20 мин приливают по каплям 155 мл 2М раствора NaICl2 (получение см. стр. 171), перемешивают 10 мин и добавляют 10—20 мл концентрированного раствора NaHSO3, чтобы разложить избыточный Nl3, который может образоваться в этих условиях. Выпадающий в осадок иодированный фенол отсасывают, суспендируют в воде и подкисляют НС1. Если продукт реакции остается в растворе, то по окончании реакции иодированный фенол выделяют НС1 или H2SO4; выход трииодзамещениых 73—96,5% для фенолов, у которых R = 0dH8, NHCOC3H7, NHCOCHa, CHg, H, I, COOH, OCH2COOH, OCH2COOCH3. При получении иодзамещениой л-окснбензойиой кислоты (R = GOOH) для иодирования требуется больше времени, чем указывалось выше. В то время иак первые две молекулы 1С1 реагируют еще относительно быстро, для введения третьего атома иода необходимо 30 мин.
Растворяют 0,1 моль фенола в 500 мл 5—10%-ного раствора NH*в метиловом спирте. Вводят при перемешивании в течение 20 мин 155 мл 2 М раствора NaICl2, перемешивают еще 10 мин, разбавляют 500 мл воды, избыток иодирующего агента разлагают 10—20 мл концентрированного раствора NaHSOg и выделяют продукт реакции подкислением НС1 или H2SO4. За потреблением 1С1 удобно следить по исчезновению темной окраски, обусловленной Nig. Выход трииодзамещениых продуктов 80—95% при R = NHCOG3H7, NHCOCHg, Н, *NO2. При иодировании «-нитрофенола (R = NO2) приливают по каплям 2 М раствор NaIG]3 порциями по 50 мл в течение 10 мин, после чего перемешивают смесь до исчезновения окраски, обусловленной NI3, а именно: около 15 мин после введения первой порции NalGl2, около 30 мин после введения второй п около 60 мин после введения третьей порции.
Реакцию проводят, как описано в пункте б), по вместо 5—10%-ного раствора аммиака в метиловом спирте применяют раствор метиламина в метиловом спирте; выход триподзамотетгиого 80—95% при R =NHCOCgH7, NHCOCHg, Н.
[474] Н. Gassebaum, Pharmazie, 15, 313 (1960).
Растворяют 0,1 моль фенола и 18 г NaOH (в случае фенолмонокарбоновых кислот 22 г NaOH) в 500 мл метилового спирта. При перемешивании в течение 20 мин вводят 155 мл 2 М раствора NalCl2, отсасывают выпавший в осадок NaCl и промывают 55 мл метилового спирта. Фильтрат разлагают 10—20 мл концентрированного раствора NaHSO3, разбавляют 500 мл воды и выделяют продукт реакции подкислением концентрированной НС1: выход трииодзамещен- ного фенола 75—95% при R = NHGOC3H7, NHCOCH3, Н, СОС6Н8, GOOH, NO2. Чтобы легко получить триподзамещеииый л-нитрофонол (R = NO3), требуется двойное количество 2М раствора NalClj.
Ароматические соединения с заместителями, облегчающими электрофильное замещение, можно иодировать в ядро с помощью иода и Н2О2. Для получения относительно чистого 2,4,6-трииодфенола с хорошим выходом в раствор фенола и иода в этиловом (55° С) или в метиловом (45° С) спирте медленно приливают но каплям при энергичном перемешивании 3,5—4 моль 30%-ной перекиси водорода [475]. Недостатком этого способа является возможность бурно протекающей реакции разложения перекиси. Опасность взрыва может быть сильно уменьшена добавлением небольшого количества двуокиси марганца [467]. В присутствии следов других тяжелых металлов возможно образование значительных количеств (30—40%) тетраиодзамещен- ных фенолов.
Способ, в котором применяется 12 — Н2О2, пригоден также для подирования некоторых гетероциклических соединений (ср. стр. 187). Например, из 8-оксихино- лина образуется 5,7-дииод-8-оксихинолип с выходом 89,4% от теоретического [476]. Медленно приливая по каплям при перемешивании 30%-ную Н2О5 к анилину в метиловом спирте при 45е G, получают 2,4-дииоданилин при соотношении иод : анилин = 3 : 1 и 2,4,6-трииоданилии [477] при соотношении реагентов 4:1: Феноловые эфиры можно иодировать иодом в присутствии Н2О8 только при добавлении концентрированных минеральных кислот (серной, фосфорной или .азотной) [478—480]. В кислой среде скорость иодирования значительно возрастает и в большинстве случаев реакция протекает бурно.
4-Иодаиизол [478]. К смеси 5,93 г анизола, 6,97 г порошкообразного иода, 30 мл 95%-ного этилового спирта и 1,0 мл H2SO4 (d = 1,83) в течение 20 мин маленькими порциями приливают 10,0 мл 30%-ной Н2О2. В промежутках между добавлениями перекиси смесь слабо подогревают и энергично перемешивают. После введения примерно 5 мд раствора Н2О2 происходит бурная реакция, которой дают утихнуть перед дальнейшим добавлением перекиси. После охлаждения и разбавления водой выделяется темное масло, которое извлекают эфиром. Экстракт промывают раствором Na2S3O3 и водой, сушат над СаС12 и отгоняют эфир. Остаток кристаллизуют в холодильнике и получают 11,2а продукта; т. пл. 49° G. После перекристаллизации ив 90%-ного этилового спирта получается 10,18 г (80% от теоретического); т. пл. 50° С.
Аналогично получают 1-иод-2-метокси(этокси)нафталин.
3,5-Динодсалициловая кислота [479]. К энергично перемешиваемой смеси 4,0 г салициловой кислоты, 7,4 е порошкообразного иода, 2,0 мл H2SO4 (<Z = 1,83) и 20 мл 95%-ного этилового спирта при 60° G порциями по 0,5 мл в течение 10 леия прибавляют 4,5 мл 30%-нои Н2О2. После введения 3 мл Н3О2 наступает бурная реакция, температура повышается до 85° С и иод полностью растворяется. По .окончании бурной реакции добавляют оставшуюся перекись, продолжают процесс еще 5 мин при 60—65° С, охлаждают и добавляют 80 мл воды. Неочищенный продукт промывают водой, трижды 4 мл уксусной кисЛоты и вновь водой, растворяют в 15 мл кипящего ацетона и выделяют кристаллическую 3,5-дииодсалициловую кислоту медленным добавлением 80 мл воды при перемешивании.
475] J. Е. М а г я h, J. Chern. Soc., 1927, 3164.
476} Т. Nog га di, Chern. Вег., 85, 104 (1952).
477] II. D о rn, Chern. Вег., 90, 464 (1957).
4781 L. J u rd, Austral. J. Sci. Res., 2A, 595 (1949), 479] L. J u r d, Austral. J. Sci. Res., ЗА, 587 (1950).
L. J urd, J. Am. Ghem. Soc., 77, 5747 (1955).
Иногда при иодировании в ароматическое ядро бывает целесообразно переводить С—Н-связь сначала в G—металл-связь и затем замещать металл иодом. Из металлов большей частью применяется ртуть, за исключением особых случаев, в которых используется литий [481].
CeH6OH + (CH8COO)2Hg ————* 0-CH3COOHgC6I14OH
«-CH3COOHgCeH,OH ^^♦«-ClHg-GA-OH + CHsCOONa .
2«-ClHg-C,H.-OH —* 2«-l-CgH4-OH + HgCl2 + Hgl2
Введение ацетоксимеркур- или хлормеркургруппы в ароматические соединения иди в гетероциклические соединения, обладающие ароматическими свойствами, легко осуществимо, но и при этом в большинстве случаев образуется грудноразделимая смесь изомеров.
о-Иодфенол [483]. о-Хлормеркурифенол (получение см. [482]) в хлороформе 2 ч перемешивают с иодом, отсасывают смесь HgCl2 и Hgl2. отгоняют большую часть хлороформа и остаток встряхивают с раствором KI для удаления растворенного Hgl2. Перегонкой в вакууме получают о-иодфенол. Выход 63% от теоретического; т. кип. 130° С (18 мм pm. cm.).-л 1
2,4-Дииодфенол [485]. К энергично перемешиваемой суспензии 2Q ? 2,4-диацетоксимеркурифенола [484] в 10%-ном растворе KI добавляют раствор 33 г иода и 33 г XI в 300 мл. воды. Получается 2,4-дииодфенол с хорошим выходом.
Хлормеркурисоединекия настолько устойчивы, что перед обменом группы — HgCl на галоген их можно подвергнуть значительным превращениям. Так, например, получаемое из толуола [486] или из п-толуолсульфокислоты [487] соединение n-CeH4IlgClCH8 может быть окислено щелочным раствором перманганата калия в тг-хлормеркурибензойиую кислоту [488], которая по реакции с иодом превращается в 4-иодбевзойную кислоту [489]; ряд примеров приведен на стр. 189.
Эфиры фенолов можно хлорировать в ядро хлором, более удобна дозируемым SO2C12 в ледяной уксусной кислоте, а также при помощи РС18.
Дихлор- и трихлорфеноксиуксусные кислоты. Из феноксиуксусной кислоты с 2 моль хлора в ледяной уксусной кислоте образуется 2,4-дихлор-, а при избытке хлора 2,4,6-трихлорфепоксиуксусная кислота. При медленном нагревании феноксиуксусной кислоты с избытком SO2C12 от 0 до 75° С и выдерживании при этой температуре до окончания выделения газа получается 2,4-дихлор- фриокспуксусная кислота с выходом 74% от теоретического. При взаимодействии с SO2CI2 в кипящем СС14 хлорирование не происходит [490].
Н. Gilman ct al., J. Am. Chern. Soc., 67, 350, 1479 (1945); J. Org. Chern,» 19, 560 (1954).
F. C. Whitmore,E. R. Hanson,Org.Synth.,4,13 '(1925).
F. C. Whitmore,E. R. Hanson,Org.Synth.,4,37 (1925).
J. C. Caius, J. H. Wadia, J. Indian Chem. Soc., 6, 613 (1929); C., 1930, I, 46.
S. a w z о n e k, S. C. Wang, J. Org. Chem., 16, 1271 (1951).
I486] O. D i m г о t h, Ber., 32 761 (1899); W. Steinkopf, Ann., 413, 329 (1917).
W. Peter s, Ber., 38, 2569 (1905); F. C. W h i4 m о r e, F. H. Hamilton, N. Thurman, Org. Synth., 3, 99 (1923).
F. C. W li i t m о r a G. E. W о о d w a r d, J. Am. Chem. Soc., 48, 534 (1926); Org. Synth., 7, 18 (1927).
F. C. Whitmore, G. E. Woodward, Org. Synth., 7, 58 (1927).
M. Fields, S. R othchild, M. A. LealfeT, J. Am. Chem. Soc., 74, 2435 (1952).
Для бромироважя в ядро соединений с окси-, алкокси- или аминогруппами в мягких условиях рекомендуется пропускать насыщенный парами брома воздух, азот нли двуокись углерода через водный раствор или суспензию ароматического соединения. Такое бромирование может быть осуществлено и в отсутствие влаги, если до и после реакционного сосуда присоединить хлоркальциевые трубки.
4-Броманнаол [492]. В охлажденный раствор 200 г анизола в 750 мл ледяной уксусной кислоты при перемешивании пропускают воздух, насыщенный парами брома. Реакцию ведут в трехгорлой колбе, снабженной газоподводящей трубкой, опущенной в раствор, н отводной трубкой, соединенной с водоструйным насосом. К газоподводящей трубке присоединяют двухгорлую колбу, в которой находится 310 г брома с погруженным в него широким капилляром. Полученный в результате реакции бледно-желтый раствор вливают в 4 л воды, бром- анизол отделяют и перегоняют в вакууме; выход около 53% от теоретического; т. кип. 120° С (12 мм рт. ст.).
Аналогично получают 4-бромвератрол (выход 80% от теоретического) [493].
4-Броманизол образуется из анизола также по реакции с РВг6; 4-хлор- анизол [491] получают аналогично по реакции с РС15.
Моно- и дибромзамещениые эфиры фенолов можно получать при действии на растворы эфира в сухом бензоле или СС14 N-бромсукцинимидом (1 — 2 лоль), который вносят в раствор в несколько приемов при перемешивании и охлаждении водой (ср. стр. 138, 142).
Метод Биркенбаха —Губо — Уотерса (стр. 140) пригоден также для введения брома н нода в ядро феноловых эфиров.
4-Иодавизол. Нагревают 20 лм анизола с 4,40 г трифторацетата серебра до 100° С и затем охлаждают до комнатной температуры. После добавления 5,10 а . порошкообразного иода тотчас выпадает Agl. Реакционную массу нагревают 15 мин при 160° С, охлаждают, фильтруют и перегоняют. Выход 75% от теоре- ■ тического: т. кип. 235—237° С.
4-Броманизол. Получают аналогично по реакции с бромом при 120° С. Выход 76% от теоретического, т. кип. 110—115° С (23 мм рт. ст.)»
Способ пригоден также для получения из анилина 4-иоданилина (выход 51%) и 4-броманилина (выход 62%).
4-Иод-1,2-диметоксибепзол [380, 494]. Раствор 1 моль иода в CHCls приливают по каплям при комнатной температуре н перемешивании к суспензии 1 моль сухого трифторацетата серебра в 1 моль сухого вератрола и ведут ; реакцию в течение 3 ч. Отсасывают осадок Agl, промывают СНС1з и перегрняют фильтрат. Получается 4-иод-1,2-диметоксибензол; выход 85—91% от теорети- ■ ческого.
4-Иоданизол удобнее получать иодированием анизола IC1 в ледяной уксусной к"ислоте [495], хотя выход продукта при этом ниже.
Примером иодирования эфиров фенолов системой 12—Н1О8 является получе- ■; ние 4-иоданнзола п 2,4-дииодавизола 1420dJ.
4-Иодавизол. Прн эвергйчном перемешивании смесь 12 г анизола, 45 мл is ледяной уксусной кислоты, 20 мл воды, 0,7 мл концентрированной H2SO4, 15лл « СС14, 10,2 г иода н 3,9 г йодноватой кислоты нагревают при 40° С до полного „^ израсходования иода (3 ч). Осажденный водой продукт иодирования растворяют « в СНС1з, раствор высушивают н пропускают через колонку с окисью алюминия.
W. Authcnrieth, Р. Miihlinghaus, Вег., 39, 4098 (1906),
К.И. S 1 о11 а, Н. Heller, Вег.,83,3043 (1930).
W.М. W hal е у, С. White, 3.Org.Chern., 18,184(1953),
D.Е. J a ns s е n, J. v a n A 11 e n,С.V. Wilson,J.Org. Chern.,
1328 (1955).
H. R. Frank. P. E. Fanta, D. 8. T a r b e 1, J. Am. Chern. Soc., 70,
2317 (1948).*
которая предварительно обработана NH3, высушенным над КОН до прекраще ния первоначального разогревания. После отгонки растворителя получаю 4-поданпзол после двойной перекристаллизации из метилового еппрта. Выхо. 73% от теоретического; т. пл. 52° С.
Дииоданизол. Реакцию ведут, каи описано выше, во берут половинно количество анияола (6 г) и воды (10 мл) и проводят реакция? 2 ч при 40° С, 2 при 60° С и наконец, при 75° С. Выход 2,4-дииоданизола 72% от теоретичесного т. пл. 67° С.
Давпо известный метод иодирования иодом в присутствии IlgO описан в; стр. 187. Для связывания образующегося HI вместо HgO может применяться такж. ацетат ртути (П) в ледяной уксусной кислоте. Так, например, из 3,3'-диметоксиди бензила получают б.б'-дииодпроизводпое с выходом 93% от теоретического [496]
Получение феноксиметилхлоридов описано на стр. 258. Солеобразовани< (среда — минеральная кислота), N-ацилирование и N-алнилирование снижают ело собность ароматических аминов вступать в реакцию с галогенами. Взаимодействие с галогенами подвергают водные растворы, гидрогалогенидов аминов или применяю в качестве растворителя ледяную уксусную кислоту, и иоторой для связывании обра зующегося галогеноводорода добавляют ацетат натрия. Так же как при бромирова нии фенолов, особенно большой интерес представляет получение моно- и дибромпро взводных аминов.
4-Броманнлин [497]. Можно получить, приливая по каплям при охла ждении льдом немного менее 1 моль брома в ледяной уксусной кислоте к рас твору 1 моль анилина в том же растворителе.
Хлорирование (бромирование) обоих орто-положений анилина достигается с помощью искусственного приема, аналогичного применяемому для фейола, а имени- замещением пара-положения легко отщепляющейся группой. В качестве примера одновременно демонстрирующего метод галогенирования с помощью хлористого (бро мистого) водорода и перекиси водорода (более старые данные см. тайнее [498, 499) можно привести получение 2,6-днхлор- или 2,6-днброманилина:
nh2
nh2
NHg
A +2HX:2H,O2—.
X\/Vx
H,0; H,Sa*
X\A/X
SO2NII2
SO3NHs
где X =С1 или Вг«
Дихлор(днбром)анилин [500]. К раствору 1 лоль сульфаниламид: в приблизительно 6 моль НС1 (концентрированная соляная кислота, раабавлеа ная в отношении 1 : 1) или в примерно 2,3 моль бромистоводородной кислоте (40%-ная ПВг, разбавлекная в отношении 1 : 8,5) при быстром перемешиваниз и температуре 45° С (или для диброманнлина соответственно 70—75® С) при бавляют 2 моль 30%-нойНвО6. Экзотермическую реакцию проводят в течени. 30 5шк при температуре не выше 60° С (соответственно 85—90® С). В обоих слу чаях осаждается §,5-дигалогенсульфаниламид, из которого нагреванием с 70% ной H2SO4 и перегонкой с водяным паром получают 2,6-дигалогенанилины
1. w. Cornfort h, R. Robinson, J. Chern. Soc., 1942, 684.
[497| W. Fuchs, Mh. Chern., 36, 113 (1915).
[498| A. L e u 1 i e r, Bull. Soc. chim. France [4], 35, 1325 (1924).
[499] A. Z i n k e, Ber., 58, 330 (1925).>
1500] M. K. Seikel, Org. Synth., 24, 47 (1944); Coll. v. 3, 262 (1955).
Для мягкого бромирования ароматических аминов пригоден диоксандибромид (оранжево-желтое вещество, т. пл. 64° С), легко получаемое смещепием эквимолекулярных количеств диоксана и брома и охлаждением разогревшейся реакционной массы ледяной водой (501]. При использовании раствора диоксандибромида в диоксане достаточно добавить к диоксану при перемешивании и охлаждении желаемое количество брома.
Диоксаядибромид можно получать также и следующими способами.
Диоксаядибромид
К 500 а диоксана при перемешивании быстро прибавляют 990 г брома. Горячий раствор вливают в 2 л ледяной воды, отсасывают оранжевый осадок и высушивают его на глиняной пластинке; выход 94% от теоретического; т. пл. 60° С. Диоксандибромид умеренно растворим в диоксане, СНС13, 1,2-днхлор- этане, СС14, слабо — в зфире, с которым постепенно образует двухфазную систему. Он малорастворим в воде и гидролизуется при комнатной температуре через несколько дней, быстрее — при нагревании[453]. В качестве растворителей употребляют диоксан или эфир.
При энергичном перемешивании добавляют 320 г высушенного брома к 160 г перегнанного над натрием диоксана [502]. Разогревшийся до 60° С раствор выливают в 2 л охлажденного до —20й С петролейного эфира (т. кип. ниже 40° С), отсасывают желтый осадок и, как можно быстрее (чтобы исключить потери из-за значительной летучести диоксандибромида), в вакууме освобождают осадок от оставшегося растворителя; т. пл. 60—61° С; может храниться при 0° С .
Амины бронируются диоксандибромидом в присутствии рассчитанного количества концентрированной щелочи; при охлаждении и перемешивании в диоксаповый раствор амина прибавляют диоксаядибромид.
4-Бромаяилин [501]. К 9,3 г анилина в 30 мл диоксана и растворе едкого кали (5,6 г КОЯ в 20 мл воды) приливают по каплям при энергичном перемешивании и 5s С в течение 2 ч 16 г брома в 160 мл диоксана. Органический слой промывают 15 мл 40%-ного раствора КОН, отгоняют в вакууме растворитель и перекристаллизовывают осадок из разбавленного этилового спирта; выход броманилипа 68% от теоретического.
Для иодирования ядра ароматических аминов обычно применяют иод в присутствии основных акцепторов HI (а также перекиси водорода) или IC1 в соляной или ледяной уксуспой кислоте.
2,6-Дииод-4-нитроанилин [503]. К раствору 1 моль 4-нитроанилина в 370 мл горячей ледяной уксусной кислоты при перемешивании в течение 2 ч приливают по каплям раствор 2 моль ICI в 100 мл ледяной уксусной кислоты (экзотермическая реак^ия!^ и затем перемешивают еще 2 ч на кипящей водяной бане. Более подробное описание см. [504].
4-Иоданилин [505, 506]. Раствор 1 жоль IC1, приготовленный из 127 а иода и 150 мл ледяной уксусной кислоты (стр. 170), приливают по каплям при перемешивании к раствору 1 моль ацетанилида в 150 мл ледяной уксусной кислоты (экзотермическая реакция/) и затем перемешивают еще несколько часов. Выпадает 4-иодацетанилид. Через 12 ч добавляют 2 л воды и сырой продукт, промытый водой и разбавленным раствором NaOH, перекристаллизовывают из этилового спирта, Выход 90%; т. пл. 184° С. Омылением концентрированной НС1 получают 4-иоданилин.
Получение 4-иоданилина взаимодействпем анилина (1,2 моль) с порошкообразным иодом (1 моль) в 1 л воды в присутствии 1,8 моль NaHCO8 см. [507]. Соответствующее иодирование o-толуидина в пара-положение к аминогруппе осуществляется в эфирно-водной среде [508] в присутствии СаСО3.
Замещение галогеном водорода в простых эфирах
Эфиры, в которых атомы водорода замещены галогеном, можно получать непосредственным действием хлора или брома на соответствующий эфир. Также важны способы получения галогензамещеииых из альдегидов, полуацеталей и ацеталей (стр. 221. 228). в которых, следовательно, по крайней мере формально, одна С—О-связь заменяется связью С—Hal.
Методы непосредственной замены водорода галогеном имеют препаративное значение только для получения хлорэфиров. О хлорировании диэтицового эфира, последованием которого занимались длительное время^ см. [509, 510]. При комнатной температуре хлор вступает в диэтиловый эфир в такой последовательности: а-; а В-; a,g,g -; а,Р,9,р-, что, вероятно, происходит в результате чередования отщепления НС1 и присоединения хлора. Хлорирование при температуре от —25 до —30° С при облучении в значительной степени предотвращает отщепление НС) и позволяет получить из сухого диэтилового эфира а,а'-дихлордиэтиловый эфир с выходом 57% от теоретического [511].
При работе до этому способу с меньшим количеством хлора в качестве основного продукта образуется а-хлорэтилэтиловый эфир, который фракционной перегонкой зпачительпо легче отделить от побочных продуктов, чем эфир, полученный по синтезу Генри (стр. 221). Аналогично при хлорировании тетрагидрофурана при температурах от —30 до —40° Си УФ-облучении образуются 2-хлор- и 2,5-дихлортетра- гидрофураны ■ [512], а при хлорировании диоксана при температурах от —5 до —10° С в СС14—2,5-дИхлордиоксан [513]. Из дииаопропилового эфира при низких температурах образуется смесь не установленного состава [514].
а ,р-Дихлорэтилэтиловый эфир из диэтилового эфира [515]. В начале реакции хлор необходимо пропускать в эфир медлеппо при охлаждении ледякой водой, так как накопление его в реакционной массе легко может привести к бурному взаимодействию, сопровождающемуся воспламенением смеси. В ходе реакции смесь насыщается НС1 и опасность воспламенения снижается. Однако при недостаточно интенсивном перемешивании из-за пересыщения смеси НС1 может произойти выброс массы вследствие мгновенного резкого выделения НС1.
A. Michael, L. М. Norton, Вег., И, 108 (1878).
D. Chattaway, А. В. Constable,!. Chern. Soc., 1914, 124.
R. Q. Brewster, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 347.
A. A. G о 1 d b e r g, J. Chern. Soc., 1942, 713.
A. L i e b e n, Ann., 146, 180 (1868).
O. Jacobsen, Ber., 4, 215 (1871).
E. H a 1 1, F. M. U b e r t i n i, J. Org. Chern., 15, 715 (1950).
H. Grog, Angew. Chern., 72, 268 (1960).
L. A. Bryan, W. M. Smedley, R. K. Summerbell, J. Am. Chern. Soc., 72 , 2206 (1950).
G. E. Hall, I. Sirel, !. Am. Chcm. Soc., 74, 836 (19^2).
E. A. Wildman, H. Gray, J. Am. Chern. Soc., 41, 1122 (1919).
Хлорированием 800г диэтилового эфира сначала при охлаждении льдом (35ч до плотности реакционной массы 0,785 г/с.и3) и затем при постепенном повышении температуры до комнатной (еще 47 ч до плотности 0,96 г/сл3) получают а.^-ди- хлорэтиловый эфир; выход 24,2% от теоретического.
При хлорировании диметилового эфира, в котором нет р -углерода, замещение происходит преимущественно в последовательности а,а'-[516]; а,а,а'-[517, 518]; а,а,а,а' ,а'-;а,а,а,а' ,а'',а'-.
Для получения полихлордиметиловых эфиров любой степени хлорирования в жидкий хлордиметиловый эфир одновременно вводят диметиловый эфир и хлор при охлаждении водой (внутренний холодильник) и интенсивном УФ-облучении [519]. Во избежание взрыва реакция должна проводиться в атмосфере азота до тех пор, пока не начнется интенсивное выделение HCL
сс.а-Дихлордиметиловый эфир получают хлорированием диметилового эфира. Быстрый лабораторный способ получения малых количеств а,а-дихлорметилалкило- вых эфиров, основанный на превращении карбонильной группы в группу > CCL, заключается во взаимодействии алкиловых эфиров муравьиной кислоты с РС18 (стр. 241).
а,а- и а,а'-дихлорднметиловые эфиры. Хлорирование в газовой фазе моно- хлорциметилового эфира хлором, разбавленным азотом, проводят при УФ-облучении и 90—95° С в насадочной колонке (подробное описание см. [520]), состо-’ ящей из трубки для возврата жидкости и расположенного сбоку от нее более широкого реактора. Хлорируемая в реакторе газовая смесь конденсируется в обратном холодильнике, установленном таким образом, что конденсат стекает в колонку через трубку для возврата жидкости, минуя реактор, а более низко- кипящий (60° С) моиохлордиметиловый й>ир постоянно возвращается в реакционный объем. В перегонной колбе собираются а,а'-(т. кип. 101—ЮЗ"1 С) и а.а-дихлордиметиловый (т. кип. 84—86,5° С) эфиры, а также более высокохлори- рованные продукты.
При периодическом процессе хлорирование ведут до тех пор, пока температура выходящих па колонки паров не достигнет 64° С. После фракционной перегонки продуктов хлорирования из 599 г монохлордиметилового эфира получают 225 г а,а- и 459 г а,а'-дихлордиметилового эфира. Пропускание выделяющегося НС1 в смесь метилового спирта и формалина [521] дает дополнительное количество мопохлордпметилового эфира.
Хлорирование диоксана ведет, в зависимости от условий реакции, к получению многочисленных продуктов установленного строения (см.’обзор [522]). 2,5-Дибром- дигидрофурая удается получить 1,4-присоединеннем брома к фурану [523].
Бромирование диалкиловых эфиров приводит к бромальдегидам и ацеталям 1 [524,525]. а,р-Дибромалкиловые эфиры получают из а-хлоралкиловых эфиров- и брома:
СНаСНСЮСгНв + Вгг —> CHeBrCHBrOCJb+HCl
Образующийся хлористый водород уДаляют в конце реакции в вакууме в токе двуокиси углерода.
F. М. L i t t е г s с h е i d, Ann., 330, 112 (1904).
A. de 8 о n а у, Ber., 27R, 337 (1894).
H. S. Booth, P. E. Burchfield, J. Am. Chern. Soc., 57. 2070 (1935).
O. Neu nhoeffer, G. Schmi d t, Chern. Techn., 10, 103 (1958).
H. Gro 8, Chern. Techn., 10, 659 (1958).
C. S. Marvel, P. K. Porter, Org. Synth., 9, 58 (1929).
H. Stumpf, Chemie und Anwendungen des 1,4-Dioxans, Verlag Chemie Weinheim, 1956.
C.-H. Schmidt, Angew. Chem., 68, 175 (1956).
C. Mauguin,, С. r., 147, 747 (1908).
К. К г a t z 1, K. Schubert, Mh. Chem., 81, 988 (1950).
а ,р-Днбромэтилэтиловый эфир 1526]. В смесь 100 г паральдегида и 100 г этилового спирта, охлаждаемую смесью льда с солью, осторожно пропускают сухой НС1; при этом образуется два слоя. Верхний слой высушивают над СаС12 и разгоняют, собирая фракцию в интервале 93—96° С; выход 69%. К полученному таким образом а-хлорэтилэтиловому эфиру при охлаждении льдои постепенно (каждый раз после прибавленной порции ждут, когда произойдет обесцвечивание) приливают по каплям теоретическое количество брома; при этом выделяется НС}. Неочищенный продукт перегоняют в вакууме, собирая фракцию в интервале 92—95° С (17 мм pm. cm.), выход а,р-дибромэтилэти~ левого эфира 88—91% от теоретического.
1,5-Диэтокси-1,2,4,5-тетрабромпентан [527]. Тетраэтилацеталь глутарового диальдегида обрабатывают РС1з при 30—40и С и перемешивании и бро- мируют образовавшийся 1,5-дпэтокси-1 .о-дихлорпентап при 0е С.
а-Галогенэфиры легко отщепляют галогеноводород даже при относительно низких температурах. Они чувствительны к нуклеофильным реагентам, следовательно и к воде. В этих эфирах галоген значительно более подвижен, чем в алкилгалогенидах, и обменивается легче, чем алкоксильная группа. Обзор способов получения а-гаяо- генэфиров. см. [528].
Замещение галогеном водорода в алифатических монокарбоновых кислотах
При хлорировании неразветвленных алифатических карбоновых кислот предпочтительное замещение в то или иное положение зависит от того, преобладает ли ионный или свободнорадикальный механизм хлорирования [529, 530]. Ионное (электрофильное) замещение хлором происходит в a-положение к карбоксильной груше. Ему благоприятствуют добавка поляризующих катализаторов (РеС18; иод) и исключение доступа света. а-Хлорироважиё облегчается также индуктивным действием групп СООН, COOR (в эфирах) или СОС1 (в хлорангидридах кислот). Хлорангидрид- ная группа оказывает значительно более индуктивное действие, чем сложноэфирная или карбоксильная группы. Поэтому хлорирование хлорангидридов кислот Протекает* с особенно хорошими выходами, а хлорирование эфиров жирных кислот с незначительными выходами.
Уже давно известно получение а-хлормасляной кислоты хлорированием ее хлорангидрида при температуре кипения в присутствии иода с последующим омылением водой [531].
В систематической работе Гриляссотр. [532] исследовано хлорирование жириКос кислот со средней длиной цепи в присутствии катализаторов, оказывающих поляризующее действие или промежуточно образующих хлорангидриды (иод, сера, фосфор, SOCL, РС1е); лучше всего действует смесь иода и РС15. Хлорирование ведут, применяя эквимолекулярные количества хлора и кислоты, скорость подачи хлора 25—50 л/м при температуре — для масляной кислоты 100—160° С, а для «-капроновой и высших кислот — не выше 100—120° С. Поскольку при хлорировании высших жирных кислот повышается вероятность протекания побочных реакций, необходимо поддерживать возможно более высокую концентрацию образующегося па промежуточной стадия
С. S w a!! en, С. Е. В о о г d, J. Am. Chern. Soc., 52, 654 (1930).
P. Baudart, Bull. Soc. chim. France, 11, 336 (1944).
L. Summers, Chem. Rev., 55, 301—342 (1955).
|529| M. s. К h a r a sc h, H. C. Brown, J. Am. Chem. Soc., 62, 925 (1940).
В. E i s t о г t, Chemismus und Konstitution, Bd. I, F. Enke^ Stuttgart, 1948.
S. 321
W. W. Markownikoff, Ann., 153, 241 (1869).
W. G r i e h 1, W.-J. Schulze, H. Furst, Chem. Ber., 91, 1165 (1958).
И Заказ 1835.
хлорангидрида кислоты в возможно более низкую концентрацию пропускаемого хлора. Установлено, что УФ-облучение гораздо сильнее благоприятствует Протеканию побочных реакций, чем видимый свет или ИК-облучение. Несмотря на то что облучение способствует свободнорадикальному хлорированию, ведущему к образованию наряду с а-хлорзамещенными жирными кислотами также жирных кислот, замещенных хлором у остальных атомов углерода (см. ниже), в двух следующих примерах кислоты и хлорангмдриды хлорируются при добавочном воздействии видимого света. При проведении реакции в темноте выходы, по-видимому, снижаются (532]. Однако если несколько продлить время протекания реакции, то, вероятно, можно отказаться от освещения.
а-Хлормасляная кислота [532]. Смесь 1 моль масляной кислоты, 0,005 жояъ иода, 0,038 моль фосфора и 0,006 моль РС1а обрабатывают при перемешивании, 100° С и освещении лампой в 200 вт 1 моль хлора (скорость подачи хлора 50 л/ч). Затем небольшие количества образовавшегося хлорангидрида омыляют в течение 30 мин 10 мл воды. Простой перегонкой выделяют а-хлорма- сляную кислоту; выход 71% от теоретического, считая на прореагировавшее вещество. Дальнейшим топким фракционированием выделяют чистую а-хлор- масляную кислоту; т. кип. 104,2° С при 20 мм рт. ст. (колонна заполнена насадкой на высоту 1 ле и соответствует 18 теоретическим тарелкам).
Хлорапгидриды кислот до С8 хлорируются с хорошими выходами; слишком высокая концентрация хлора снижает выход [532].
Получение хлорангидридов а -хлоркарбоновых кислот. На бане пагре- вают 1 моль хлорангидрида кислоты до 100° С и при перемешивании со скоростью 25 л/ч вводят в него 1,1 .чоль хлора, все время освещая реакционный раствор лампой в 200 вт. По окончании реакции продукты хлорировапия разделяют разгонкой. ct-Хлорбутирилхлорид (т. кип. 130—131° С) получают с выходом 92% от теоретического, считая на хлорангидрид, а хлорангидрид а-хлориаовалериановой кислоты — с выходом 89%; т. кип. 1о5—156° С.
Рекомендуется добавка поляризующих катализаторов, например иода. Так, пропуская хлор в кипящий хлорангидрид (30 г) с добавкой 0,5 г нода до достижения теоретического привеса [533] получают а-хлорпропиотир и -бу- тирилхлориды.
В темноте без катализаторов SOaCl2 при 70—90° С слабо хлорирует алифатические кислоты и их хлорангидриды. Однако в присутствии переносчиков галогена получаются а-хлорзамещенные соединения.
При кипячении в течение 12 ч с обратным холодильником 0,5 моль про- лиоиилхлорида с 0,3 моль SOaCla и 0,5 г иода получается 22,0 г чистого а-хлор- пропионилхлорида, не загрязненного Р-изомером [529].
е-Беизоиламино-а-хлоркапроновая кислота [534]. Растворяют 35,3 г (0,15 моль) е-бензоиламииокапроновой кислоты и 0,5 г тониоизмельчотюго иода в 70 мл SOaCla и нагревают смесь на водяной бане при 60—65° С до прекращения выделения газа (60—90 .чик). В течение следующих 60—90 мин водяную баню медленно доводят до кипения, затем отгоняют избыточный SO2C12 и остающуюся неочищенную е-бензоиламипо-а-хлоркапроновую кислоту промывают водой; выход 96—97,5% от теоретического. Полученный продукт без дальнейшей очистки используют для получения лизина.
При применении к нерааветвленным гомологам хорошо изученного способа хлорирования уксусной кислоты хлором в присутствии красного фосфора на солнечном свету (синтез монохлоруксусной кислоты см. [535]) получается смесь хлорзаме- щенных [536]. В разветвленных кислотах гладко замещается лишь третичный а-атом
В. WolUcnstein, J. Rolle, Вет., 41, 735 (1908).
[534 ] A. G а 1 a t, J. Am. Chern. Soc., 69, 86 (1947).
L. Gattermann, Die Praxis des organischen Chemikers, 37 AufL, W. de Gruyter u. Co., Berlin, 1956, S. 109.
H. H. Guest, Ch. M. Goddard jr., J. Am. Cliem. Soc., 66, 2074 (1944).
водорода. Из изомасляной кислоты получают а-хлоризомасляную кислоту, из изо- валериацовой ((СН3)2СНСНйСООН} — р-члорпроизнодиое.
Свободнорадикальной "реакции замещения хлора способствует отсутствие поляризующих катализаторов, освещение прямым солнечным светом млн УФ-облуче- пие, а при работе с SO2C]2 добавка перекисей. При хлорировании жирных кислот и их хлорангидридов в таких условиях получается незначительное количество а-хлор- замещенных и много р - и у-хлорзамещенных [537]. При фотохлорировании бутирил- хлорида в СС14 (солнечный свет, 0° С) образуется около 20% «-, 60% Р - и 20% у-хлор- бутирилхлорида [538].
Жирные кислоты и их хлораягидриды при помощи сульфурилхлорида в присутствии перекисей почти иоличественио превращаются в хлорпроизводные. Ледяная уксусная кислота является исключением," не более 50% кислоты превращается в хлоруксусную кислоту; ацетилхлорид не Хлорируется сульфурилхлоридом и в присущ ствии перекисей лаурила и бензоила. Ввиду бурного протекания катализируемой перекисями реакции хлорирования жирных кислот сульфурилхлоридом рекомендуется добавка разбавителей (CCL, хлорбензол). Хлорангидриды кислот реагируют гораздо менее бурно и поэтому добавки разбавителей не требуется. s
На следующем примере показано, в каком соотношении образуются изомеры при хлорировании некоторых жирных кислот SO2Cla в присутствии перекисей [529]. Смесь 0,8 моль жирной кислоты, 0,4 моль SO2CI2, 0,4 моль CCJ4 и 0,002 .ноль перекиси бензоила умеренно нагревают с обратным холодильником в темноте до окончания выделения 6О2 и HCI (60—90 .чин). Затем нагревание ведут в течение еще 4 ч с 1,6 моль тионилхлорпда и получают смесь .хлорангидридов, которую фракционируют после отгонки избыточного тионилхлорида и четыреххлористого углерода. Состав смеси: 45% а- и 55% Р-хлорпропионил- хлорцда, 15% а- и 85% р-хлоризобутирплхлорида и 10% «-, 45% р- и 45% у-хлор-ч-бутирилхлорида.
«-Бромирование идет чище, чем «-хлорирование. При а-хлорироварии жирных кислот и их хлорангидридов трудно избежать образования побочных продуктов, при бромировании получаются только сс-бромпроизводные. В изовалериановой или изо- капроновой кислотах в условиях ионной реакции бромом замещается а-атом водорода, а не третичные р- или у-атомы [539]. а-Бромалкановые кислоты и их эфиры можно синтезировать непосредственно или через стадию образования галогенангид- ридОВ кислот.
Электрофильное замещение бромом а-СН2-группы карбопильных соединений протекает тем легче, чем меньше мезомерная стабилизация карбонила. Трудность замещения увеличивается в ряду: кетон, хлораягидрид кислоты, ангидрид, сложный эфир, карбоновая кислота, амид кислоты [540]. Эту закономерность можно, в частности, продемонстрировать на примере бромирования левулиновой (у-кетовалериано- вой) кислоты. В присутствии красного фосфора эта кислота бронируется 2 моль брома не в «-положение к карбоксильной группе, а по обоим атомам углерода, соседним с карбонильной группой, с образованием 3,5-дибромлевулнновой кислоты [541].
Ио Геллю — Фольгарду — Зелнкскому [542—544] безводную кислоту подвергают взаимодействию с красным фосфором и бромом. Красный фосфор предварительно промывают водой от следов кислот и высушивают при 100° С; бром обезвоживают встряхиванием с концентрированной Н28О4. Можно применять 1 моль красного фосфора, ио также и каталитические его количества (примерно 3%). Вместо красного фосфора можно вводить каталитические количества РС13. Для получения свободных «-бромзамещепных жирных кислот 1 моль низшей или средней жирной нис- лоты подвергают взаимодействию с 1,1 моль брома (10%-ный избыток) и отгоняют
N. О. V. Sonntag, Chern. Rev., 52, 359 (1953).
1538] Л. Michael, W. W. Garner Ber., 34, 4046 (1901).
E. Fischer, Ber., 36, 2988 (1903).
loiO] Ingold, C. W. S h и p p e c, J. F. Thorpe, J. Chern. Soc., 1926,
] Ch. D. II u r d, J. R. F e г г а г о, I. Org. Chern., 16, 1640 (1951).
C. Hell, Ber., 14, 891 (1881).
J. Volhard, Ann., 242, 141 (1887).
] N. Zelinsky, Ber., 20, 2026 (1887).
соответствующую а-бромкислоту из реакционной смеси в вакууме, создаваемом водоструйным насосом. При бромировании высших жирных кислот применяют немного более 2 моль брома и разлагают водой неочищенный бромангидрид а-бромкислоты, разбавленный СС14.
Этиловый эфир а-бромфенилуксуспой кислоты [545]. Растертую в ступке смесь 275з фснилуксусной кислоты и 15г красного фосфоравысушивают несколько суток в эксикаторе надСаС13. Затем к этой смеси в колбе емкостью2 л при встрлхи- ; мании прибавляют 200 г брома, высушенного концентрированной H2SO4. Реакционную массу нагревают, сначала осторожно, а затем на кипящей водяной бане и добавляют к ней еще 320 г брома. Затем нагревают еще 2 ч, охлаждают, раз- ; бавляют 200 .мл абсолютного этилового спирта, оставляют на ночь и кипятят- ' еще 1 ч с обратным холодильником. После выливания в воду высаливают этило- . вый эфир а-бромфенилуксусной кислоты и извлекают СНС1а; выход 75% от теоретического.
В качество примеров бромирования средних или высших жирных кислот'3 см. синтезы а-бромизовалериановой [546], а-бромизокапроновоп [547], а-бром-н-кап- ч роновой [548] и сс-бромдодекаяовой [549] кислот. У
а-Бромизовалериановая кислота [546]. Смесь 8,6 моль изовалериановой Л кислоты, обезвоженной азеотропной перегонкой с бензолом, 1500 г брома, вы- | сушенного встряхиванием с 1 л концентрированной H2S04, и 15 мл РС13 нагре- вают при 70—80° С до исчезновения в обратном холодильнике темно-красной я окраски паров брома (10—20 ч). Затем вносят еще 25 мл брома, нагревают до 1 исчезновения бурых паров, медленно повышают температуру масляной бани ч до 100—105° С и выдерживают массу 1,5—2 ч при такой температуре. После | этого разгоняют в вакууме и фракцию с интервалом кипения 110—125° С (15 лем^я рт. ст.) используют для получения Ш-валина; выход фракции 87,5—88,6% . J
а-Бромвзокаироновая кислота [547]. Получается из 4,3 моль кислоты,^ 4,65 моль орома и 10 мл РС13; выход 63—66% от теоретического. Фракция 125— ; 131° С (12 мм рт. ст.) служит для синтеза D Л.-лейциня
а-Бромдодекановая кислота [549]. Для получения этой кислоты в присутствии РС1а вполне достаточно 2 моль брома на 1 моль кислоты.j
Можно обойтись и меньшим количеством брома, прежде всего для бромирования; кислот с длинной цепью, если эти кислоты действием тионилхлорида ЗОС12 сначала? перевести в хлорангидриды и затем бронировать [550]. Небольшая добавка иода' при этом ускоряет реакцию, но зачастую необходимости в ней нет. Хлорангидриды?; а-бромзамещенных кислот можно перевести в кислоты действием воды, а в соответ-, ствующие эфиры — действием спиртов. По этому способу легко, например, полу-5 чается этиловый эфир а-бромпропиоиовой кислоты [551]. \
Метиловые эфиры неразветвленных жирных (С4_12; С14; С1в и С18)а-бром^ кислот [552]. Смесь 1 моль жирной кислоты и 150 г SOC12 нагревают при 80—9 100е С до окончания выделения газов (3—4 ч). Затем добавляют несколько кри5 сталлов иода и приливают по каплям 1,2 моль брома в течение 4 ч при работе с низшими кислотами и 1,4 моль брома в течение 10 ч при работе с высшими кие-я лотами, следя за тем, чтобы в верхней части холодильника не было заметно брома^
[545]546547548549550551552[545]546547548549550551552М. Родионов, Н. Н. С у в о р о в, К. С. Михайлов, ( тезы органических соединений, Сборник 2, Изд. АН СССР, 1952.
[545]
546
547
548
549
550
551
552
[545]
546
547
548
549
550
551
552
С. S. М а г V el, Org. Synth., 20, 106 (1940); Coll. v. 3, 848 (1955).
S. Marvel, Org. Synth., 21, 74 (1941); Coll. v. 3, 523 (1955).
H. T. Clarke, E. R. Taylor, Org. Synth., Coll. v. 14 1941, p. 115.
C. F. A 11 e n, M. J. К a I m, Oig. Synth., 37, 29 (1957).
Gb. K. Ingold, J. Chern. Soc., 119, 316 (1921).
A. I. Vogel, J. Chern. Soc., 1948, 648.
П. Beinheclcel, Chern. Ber., 93, 2227 (I960).
и нагревают еще 2—4 ч на кипящей водяной бане. Реакционную смесь выливают в 125 мл кипящего метилового спирта, причем высшие кислоты образуют два слоя. Бромэфир выделяют, выливая реакционную массу в холодную воду, затем растворяют его в этиловом эфире и последовательно промывают водой, растворами NaHSOs, Na2CO3 и водой (при работе с высшими кислотами соду не применяют во избежание образования эмульсий). После высушивания над Na«SO4 отгоняют эфир и остаток фракционируют в вакууме, создаваемом при работе с кислотами (до С1г водоструйным, а с более высокомолекулярными — масляным насосом). Чистоту эфира оценивают по коэффициенту преломления.
Ниже, на примере синтеза метилового эфира ct-бром-н-масляной кислоты показано, что при работе с небольшим избытком спирта этот способ еще более упрощается.
Метиловый эфир а-бром-м-масляной кислоты [553], К 112 г технического SOC12 приливают в течение 75 мин при обычной температуре и перемешивании 70,4 г н-масляной кислоты. Затем смесь нагревают 30 мин на водяной бане л отгоняют избыток SOCla. В заключение при 80—90° С прибавляют 135 а брома в течение 1 ч при перемешивании и нагревают реакционную массу 5 ч на кипящей водяной бане. Затем ее охлаждают и, продолжая охлаждение, приливают по иаплям 46 мл метилового спирта, после чего кипятят 2 чс обратным холодильником. В делительной воронке отделяют ненужный незначительный верхний слой. Перегонку ведут сначала при атмосферном давлении и отбрасывают небольшую фракцию, отгоняющуюся при 100° С, далее перегонку ведут в вакууме и собирают фракцию, кипящую в интервале 70—75° С (при 15 лж рт. ст.)-, выход эфира 75—86% от теоретического.
Синтез а-бром-н-масляной кислоты омылением горячен водой неочищенного бромангидрида, образовавшегося по реакции масляной кислоты с красным фосфором и бромом, см. [5541.
Этиловый эфир бромуксусной кислоты. Получают бромированием 17,5 моль кипящей ледяной уксусной кислоты, к которой добавлено 200 лм уксусного ангидрида и 1 мл пиридина, 7,03 моль брома. Получается бромуксусная кислота, которую этерифицируют смесью этилового спирта с бензолом при непрерывном удалении воды [555]. Более старые методы бромирования красный фосфором и большим избытком брома см. [556, 557].
Эфиры карбоновых кислот не бронируются бромом. Одиако можно бронировать смесь эфиров с хлорангидридами кислот в молярном отношении от 1 : 1 до 5 : 1, причем достигаются такие же выходы, как при бромировании 2—6 моль хлор- ангидрида |558]. При этом происходит переэтерификация промежуточного а-бром- хлорангидрида кислоты эфиром кислоты с образованием эфира а-бромированной жирной кислоты и хлорангидрида:
RCHCOC1 + RCH2COOCH3 ±^ RCHCOOCH84-RCH2COC1 в1, к
Из полуэфиров хлорангидридов дикарбоновых кислот, ROOC—(СНг)„—СОС1, в^иоторых имеются как эфирная, так и хлораягидридная группы, можно оез особых искусственных приемов, но с умеренными выходами получать неочищенные полуэфиры моно-а-бромхлораяпадридов дикарбоновых кислот ROOC (CH2)«-i СНВгСОС) (см. бромирование в тионилхлориде, стр. 167). При применении 1 моль брома образуются еще и монобромированные диэфиры и диэфиры о^а'-дибромдикарбоновых кислот или их хлорангидриды. Таким образом, в результате превращения образуется смесь диэфиров а-моно^ром- и а,а'-дибромдикарбоновых кислот.
[553] И. Cassebaum, Arch. d. Pharm., 292/64, 569, 570 (1959).
{554] E. Fischer, A. Mouneyrat, Ber., 33, 2387 (1900).
S. Natelson, S. Gottfried, Org. Synth,, 23, 37 (1943); Coll. v. 3, .381 (1955).
4556] K. A uw e rs, R. Bernhard i, Ber., 24, 2216 (1891).
L. Vanino, Handbuch der praparativeii Chemie, Bd." 11, F. Enke. Stuttgart, 1937, S. 108.
II. R о i n h e c k e 1, Chem. Ber., 93, 2222 (1960).
Получение ^-галогепкарбоновых кислот или их эфиров путем присоеди- пепяя галогеноводородов к а,р-ненасышенным карбоновым кислотам рассмотрено на стр. 119-
Большое значение для препаративных целей имеют также у-бром-а р -нрттр- сыщенные карбоновые кислоты, которые получают бромированием N-бромсукцин- имидом (стр. 136) при кипении. В качестве растворителя в большинстве случаев применяют СС14, иногда не содержащий тиофена бензол, инициатором радикалов служит перекись бензоила. По этому способу получают, например, метиловый (этиловый) эфир у-бромкротоновой кислоты [357, 559] и этиловые эфиры следующих кислот: 4-бромиен- тен-2-овой [560], 4-бром-4-метилпентен-2-овой [363] (СН3),СВгСН=СНС0дс2Н= и ta-бромсорбиновой [561] ВгСН2СН=СНСН=СИСООС2Н6.
Бутиролактон легко бронируется при сильном охлаждении в присутствии красного фосфора [562] или триоромида фосфора с образованием бромангидрида а,у-дмброммасляной кислоты, который осторожным прибавлением более 1 моль воды при 80° С переводят к кислоту. При отщеплении бромистого водорода от кислоты опа превращается в а-бромбутпролактон — важный промежуточный продукт в синтезе метионина [562].
Склонность алифатических кислот к а-бромированню так сильно выражена, что при взаимодействии кислоты с бромом в толстостенной ампуле в присутствие переносчиков галогена (сера, фосфор, иод) образуются сс.а-дибромкислоты. Так, из ледяной уксусной кислоты и брома с добавкой серы при 150° С получают дибром- уксусвую кислоту [564].
Трпхлор- или трибромуксусные кислоты получают окислением хлораля или бромаля. а,а-Дихлорзамещениые алифатические кислоты образуются при взаимодействии ct-кетокислот с пентахлоридом фосфора.
Замещение галогеном водородав алифатических дикарбоновых кислотах и нитрилах
Для галогенирования дикарбоновых кислот применяют в основном те же методы, что и для галогенирования монокарбоновых кислот. Такими являются предпочтительное а-бромирование и сс-хлорирование в условиях ионной реакции, понижение доли а-хлорпроизводпых при радикальном хлорировании и обычно применяемое галогенирование галогенангидридов кислот как таковых или с промежуточным их образованием. Течение реакции осложняется тем, что во многих случаях, например при получении а,сс'-дигалогепдикарбоновых кислот и их эфиров, образуются два диастереомера, лезо-форма и рацемическая форма.
о,,а'-Дихлорадшгиновая кислота [565]. При 80° С в темноте в дихлор- ангидрид адипиновой кислоты вносят 5 8 FeClg или соответственно 2 г иода на 1 .ноль дихлорангидрлда и пропускают хлор до поглощения 2 моль хлора на 1 моль исходного дихлорангидрида. После этерификации продукта реакции метиловым спиртом получают 55% (при употреблении FeGlg) и 69% (при употреблении иода) диметилового эфцра дихлорадипиповой кислоты; т. кип. 122— 128° С (0,6 .нм рт. ст.). После охлаждения дистиллята и внесения затравки выкристаллизовывается 43% общего количества эфира а,а'-дихлорадициновой
J. English jr., J. D. Gregory. J. Am. Chem. Soc., 69, 2123 (1947); ; D. T о d d, S. Teich, J. Am. Chern. Soc., 75, 1895 (1953); R. D. Schuetz, W. TT. HoufI, J. Am. Chem. Soc., 77, 1839 (1955).
[560 W. Herz, J. Am. Chem. Soc., 78, 1488 (1956).
[561 H. E, U n g n a d e, T. R. Hopkins, J. Am. Chem. Soc., 73, 3091 (1951).
[562 H. P 1 i e n i n g e r, Chem. Ber 83, 267 (1950).
[563 K. Folke rs et al., J. Am. Chem. Soc., 77, 5142 (1955).
[564 A. 1 1 i c e t о, E. Sc off one, Gazz. chim. ital., 81, 133 (1951); C., 1951, II, 2325; P. Genvrcsse, Bull. Soc. chim, France [3], 7, 365 (1892).
W. Treibs, H.'Walther, Chem. Ber., 88, 396 (1955).
кислоты, который омыляют кипячением с концентрированной НС1 до полного растворения (1 ч). Полученную кислоту можно разделить перекристаллизацией из воды на плохорастворимую .чезо-а.а'-дихлорадипиновую кислоту (т. пл. 186° С) и легкорастворимую рацемическую а.а'-дихлорадипиповую кислоту (т. пл. 145° С).
рф'-Дихлорадипиновая кислота. Вез применения поляризующих катализаторов и при УФ-облучении в аналогичных условиях ^получают дпметило- вый эфир дихлорадипиновой кислоты (61%; т. кип. 108—112° С при 0,6 лл pm. cm.), который омыляют в кислоту. В противоположность обеим а,а'-дихлоради- виновым кислотам полученное вещество состоит на 94% из растворимой в бензоле р,9'-дихлорадипииовой кислоты (т. пл. 126° С), которая является также главным продуктом хлорирования сульфурилхлоридом в темноте в присутствии 4 г перекиси бензоила на 1 .ноль дихлорангидрида [565].
О хлорировании глутаровой кислоты см. [566].
Хлорирование нитрилов RCII2CN в условиях ионной и даже свободнорадикальной реакций (УФ-облучсние) дает преимущественно а,а-дихлорпитрилы. Это справедливо также и для динитрилов дикарбоновых кислот, iW*
Пропуская хлор при 70—75е С в динитрилы глутаровой [567], адипиновой, пробковой и себациновой [568] кислот, их переводят в динитрилы а,а,а' а'-тетрахлор- цикарбоновых кислот, которые омыляют кипящей концентрированной HCI, и получают соответствующие тетрахлордикарбояовые кислоты.
Очень легко галогенируются малоновая кислота, малоновый эфир и их алкил- и аралкилпроизводные. Хлормалоновую кислоту готовят омылением хлормалонового эфира, который образуется при пропускании хлора при 70° С в малоновый эфир [569]. О получении а-хлор-п-масляной кислоты через этилмалоновый эфир см. [570].
Под действием 1 моль брома суспендированная в эфире малоновая кислота превращается в растворимую в эфире броммалоновую кислоту [569]г'под действием 2 моль брома в муравьиной кислоте получается, особенно быстро на свету, диброммалоновая кислота [571]. Приливая по каплям бром в сухие эфирные растворы алкил- или аралкилзамещеииых малоновых кислот с такой скоростью, чтобы реакционная масса непрерывно кипела, с очень хорошим выходом образуются замещенные броммалоновые кислоты, из которых декарбоксилированием получают большое число а-бром(арил)алифатическйх кислот:
ВСН(СООН)а —> ПСВг(СООН)2 —> НСПВгСООН + СО2
Этот способ подробно описан на примере сс-бром-p-фенилпропионовой кислоты [573] — важного продуита для синтеза £>,£-фенилаланпна [572].
Высшие дикарбоновые кислоты бронируют по способу Гелля — Фольгарда — Зелинского как таковые или в виде дихлорангидридов, получаемых с помощью SOC18, Такими способами готовят, например, а,а'-дибромяптарную [542, 574], -глутаровую [575], -адипиновую [576] и пимелиновую [577] кислоты. Для синтеза диэфиров неочищенные дихлорангидриды а^'-дибромдякарбоновых кислот подвергают
W. Т г е i b s, К. М i с h а о I i s, Chern. Вег., 88, 402 (1955).
W. Тге ibs, J. Herrmann, G. Zimmermann, Chern. Вег., 93, 2198 (I960).
W. Т ге ibs, Q. Zimmermann, Chem. Bor., 90, 1146 (1957).
M. Conrad, H. R e i n b a c h, Ber., 35, 1816 (1902).
A. M. Cloves, Ann.. 319, 357 (1901).
R. Willstatter, Ber., 35, 1375 (1902).
E. Fischer, Ber., 37, 3063 (1904).
S. Marvel, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 705.
Hell, J. Gorodetzky, Ber., 21, 1731 (1888).
J. M. van der Z a n d e n, Rec. trav. chim., 53, 483 (1934).
J. M, v a n der Zanden, Rec. trav. chim., 63, 113 (1944).
A. F c h n e 1, G. С. О p p e n 1 ав der, J. Am. Chem. Soc., 75 4660
..p p,,
взаимодействию с соответствующими спиртами. Типичным примером является синтез диэтилового эфира а,а'-дибромадипиновой кислоты с промежуточным получением, дихлорангидрида (578}.
Диметпливые эфиры а,а'-дибромадиш1новой [579—5811 или а.а'-дибром- себациновой кислоты синтезируют через бронированные дихлорангидриды- Наиболее легко получаются их лвзо-формы (т. пл. 77 и 52° С соответственно)» которые выкристаллизовываются из разогнанной в вакууме смеси изомеров Рацемический жидкий диметиловый эфир а.а'-дибромадипиновой кислоты перегруппировывается в лме-форму частично уже при перегонке, а полностью при обработке раствором метилата натрия [580].
Так как наличие хлорангидридной группы COCL гораздо больше благоприятствует а-бромированцю, чем наличие эфирной группы COOR, следовало ожидать, что- полуэфиры монохлорангидридов дикарбоновых кислот предпочтительно будут бронироваться 1 моль брома в се-положение и COCl-группе. что даст возможность легко получить диэфиры ct-бромдикарбоновых кислот. Однако практически выход их очень, мал. Так, диэтиловый эфир а-бромглутаровой кислоты получается с 58%-ным выходом [582], диметиловые эфиры а-бромадипицовой кислоты—с 42%-ным выходом [583], а-бромпробковой кислоты — с 18,5%-ным выходом и а-бромсебациновой кислоты — с 11,5%-ным выходом. Причина плохих выходов приведена на стр. 165- Значительно лучшие выходы достигаются бромированием эфиров монохлорангидридов в SOC12 в качестве растворителя. При бромировании моноэфиров дикарбоновои кислоты нет необходимости выделять моноэфнр хлорангидрида кислоты.
Дмэфиры а-бромдикарбоновых кислот. Примерно 2 ч кипятят в колбе- с обратным холодильником 1 моль моноэфира дикарбоновой кислоты с 300 м* SOCl2; затем в течение 2—3 ч к реакционной массе приливают по каплям при слабом кипевии 1,05 моль брома, оставляют на ночь и потом осторожно выливают в 500 мл этилового спирта. Можно сначала отогнать в вакууме избыток SOC12 в затем неочищенный эфир а-бромхлорангидрида обработать 200 мл этилового- спирта. После 2—3 ч стояния при комнатной температуре смесь выливают в воду, неочищенный бромэфир извлекают тремя порциями эфира (по 150 мл каждая)» эфирный раствор последовательно промывают водой, растворами NaHSO3 и Na2CO3, вновь водой и высушивают над Na2SOj. После отгонки эфира продукт реакции перегоняют па колонке высотой 15—30 см с хорошим водоструйным или масляным вакуум-насосом. Выходы диэтиловых эфиров а-бромглутаровои»: а-бромадипивовой и а-бромсебациновой кислот около 90% от теоретиче-’. ского [584].
Этот способ пригоден также для получения эфиров а-броммонокарбоновых^ кислот, папример этиловых эфиров а-бромциклогексил- и а-бромфенилуксус- пых кислот.
Диэтиловые эфиры а-хлордикарбояовых кислот [584]. Такие эфиры- с хорошим выходом получают по описанному выше способу. Вместо 1 моль бром&а добавляют 450 мл SO2CI2 и перед обработкой этиловым спиртом неочищенного' моноэфира хлорангидрида ct-хлордикарбоновой кислоты удаляют в вакуум»
а,а;а',а'-Тетрабромдикарбоновые кислоты получаются при взаимодействии дикарбоновых или а,а'-дибромдикарбоновых кислот с бромом в присутствии малых коли*
Р. С. Guha D. К. S a n k a r-a п Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 623.
H. Stephen, Ch. Weizmann, J. Chem. Soc., 103, 271 (1913).
А. В e г n t о n, H. I n g, W. P e г к 1 n, J. Chem. Soc., 126, 1500 (1924).
W. T г ci bs, G. Leichsenring, Chem. Ber., 84,54 (1951)^
W. T г e i b s, H. Reinheckel, Chem. Ber., 89 , 51 (1956).
P. Karr er, F. Kehier, Helv. chim. acta, 27, 142 (1944).
H. В e f n h e с к e I, Chem. Ber., 93. 2554 (I960).
E. Schwenk, D. Papa, J. Am. Chem. Soc., 70, 3626 (1948).
честв иода в запаянной трубке при 120—245° С. По другому способу [385] омыляют тстрабромдинитрилы NC—CBr2(CH2)„CBr2—CN. Тетрабромдинитрилы (кроме тех, у которых п равно 0 или 1) синтезируют пропусканием паров брома в токе азота в нагретый до 80—125° С динитрил соответствующей кислоты с добавкой иода (0,3 г на 100 з адиподинитрила) до окончания поглощения брома (8 ч); выход около 40%. Хлорированием при атмосферном давлении получают только тетрахлординитрилы кислот с малой и средней длиной цепи; бромированием в ятих условиях могут быть получены и тетрабромдинитрилы высших кислот, например тапсиевой (п = 14) кислоты [586]. '
При бромировании ацетонитрила в присутствии красного фосфора при 50— 60° С образуется 2,4,б-три-(дибромметил)-!,3,5-триазин [587].
а-Бромиитрилы типа R(CH2)„CHBrCN малоустойчивы. Их окраска изменяется при стоянии при комнатной температуре, они перегоняются с разложением даже в вакууме при 30е С. Неочищенные ct-бромнитрилы получают [588], медленно прибавляя по каплям 1 моль брома при 70° С к 1 моль нитрила и примерно 1 г РВг3.
При действии на сс-бромнитрилы в течение 3 мин. концентрированной HsSO4 получаются устойчивые амиды а-бромкислот. а-Хлор- и а-бромнитрилы типа R2CBr(CI)CN устойчивый могут перегоняться в вакууме, создаваемом водоструйтпли насосом. Они получаются с хорошими выходами [589] по реакции нитрилов с PCL или РВге.
И. Замещение галогеном водородав ароматических окси- и аминокарбоновых кислотах
В свободные орто- и пара-положения к гидроксильной или аминогруппе ароматических окси- и аминокарбоновых кислот (а также соответствующих сульфокислот и эфиров) можно в мягких условиях вводить хлор, бром или иод. В воде под действием избытка брома замещается карбоксильная i-рунпа (см. стр. 151). Легче всего получаются дигалогенпроиаводные о- или n-оксибензойных кислот с атомами галогева в о-, п- или о-,о-положениях к оксигруппе. Из салициловой кислоты в ледяной уксусной кислоте с небольшим избытком против 2 моль хлора, брома [590] или хлорида иода [591] образуются 3,5-дигалогенсалициловыс кислоты, из 4-оксибензойной кислоты— 3,5-дигалоген-4-оксибснзойная кислота. '
О хлорировании этилового эфира 4-оксибензойной кпслоты SO2CIs см. стр. 150; 3,5-дибром-4-оксибензойная кислота легко получается при добавлении раствора 2 моль брома в ледяной "уксусной кислоте к раствору 4-оксибензойной кислоты в том же растворителе и последующем нагревании на паровой бане.
Антраниловая кислота бромнруется бромом в ледяной уксусной кислоте с образованием 3,5-дибромпроизводного [592]. Еще лучше ]593] реакция протекает при пропускании в солянокислый раствор антраниловой кислоты тока воздуха, нястлцан- ного парами брома (2 моль). Йз раствора в галогеноводородной кислоте 3,5-дибром- 2-аминобензойная нислота выделяется наряду с незначительным количеством три- броманнлина; выход 92% от теоретического. При введении в солянокислый раствор антраниловой кислоты при температуре не выше 30° G около 2 моль.хлора аналогично получается 3,5-дихлор-2-аминобензойная кислота; подробную пропись см. [594[.
W. Т ге i b a, J. Herrmann, W. Gerhardt, Chem. Вег., 91, 290 (1958).
[586[ W. Тге i bs, J. Нег г man л, G. Zimmermann, Спет. Вег., 93, 2198 (I960). '"
Е. Ghigi, Gazz. chim. ital., 71, 641 (1941).
C. L. Stevens, W. Holland, J. Org. Chem., 18, 1112 (1953).
C. L. Stevens, T. H. Coff ield, J. Am. Chem. Soc., 73, 103 (1951).
R. B. Earle, H. L. Jackson, J. Am. Chem. Soc., 28, 109 (1906).
[591[ G. H. W о о 11 e 11, W. W. Johnson, Org. Synth., Coll. v. 2, i943, p. 343..
A. S. W h e e I e r, W. M. О a t e s, J. Am. Chem. Soc., 32, 7^1 (1910).
[593[ F. Ullmann, E. Kopetschn'i, Ber., 44, 426 (1911).
E, R, Atkinson, D. M. Murphy, J. E. Lufkin, Org, Synth., 31, 96 (1951).
Из галогенированных окси- и аминокарбоновых кислот большой интерес представляют иодзамещенные- являющиеся промежуточными продуктами синтеза рентгеноконтрастных веществ. Особенно пригодными для их получения оказались методы иодирования с применением IC1, которые удобнее рассмотреть именно в этом разделе (ср. также стр. 153).
Хлорид иода. Пользуясь часто рекомендуемым методом получения ICI, заключающимся в пропускании тока хлора через порошкообразный иод до рассчитанного привеса- и последующей перегонке, нельзя получить чистый продукт. Для получения чистого препарата следует руководствоваться приводимой ниже методикой [595].
Во взвешенную колбу емкостью 1 л со шлифами, охлаждаемую смесью сухого льда и ацетона, конденсируют 300 лл хлора (d = 1,557). Газообразный хлор предварительно пропускают через пустую промывную склянку, склянку с концентрированной ЩЗО4 и склянку со стеклянной ватой. Затем в колбу добавляют 6,5 яолъ иода (по весу), после чего содержимое колбы затвердевает. Колбу постепенно вынимают из охлаждающей бани (тяга!), причем улетучивается избыточный хлор, взвешивают и в случае надобности добавляют недоста-' ющее для образования IC1 небольшое количество иода. Неочищенный жидкий ICI выдерживают в закрытой пришлифованной пробкой колбе не менее 24 ч при температуре на несколько градусов выше обычной комнатной . Уже достаточно чистый продукт может быть очищен кристаллизацией; жидкий ICI (т, пл."” 27,2° С) охлаждают и, после того как закристаллизуется около 80% всей массы, сливают жидкий остаток.
Для препаративного иодирования вполне пригоден полученный таким образом неочищенный IC1. Содержание в нем примеси избыточного иода (в работе не мешает) определяют титрованием раствором К1О3 (50 г/л) навески ICI (1—2 -ил), которую добавляют к смеси 25 ял концентрированной HCI, 25 ял воды и 5 ял хлороформа. Титрование ведут до исчезновения фиолетовой окраски хлороформного слоя; 1 ял К1О3 соответствует 0,1188 г иода [596].
Пе-рехлорировапие (или недостаток иода) определяют титрованием на- ; вески ICI раствором К1 (50 г/л) до появления окраски иода в хлороформном .
С12 + К1^КС1 + ТС1■•
1С1 + К1=КС1 + 1г•
1 ял Ki соответствует 0,0766 г недостающего иода. Рассчитанное недо- ;” стающее количество иода добавляют к неочищенному IC1 или его свежеприго- товленным растворам в соляной или в ледяной уксусной кислоте., ^
Хлорид иода, не содержащий иода и 1С13, анализируют, добавляя водный .< раствор KI и титруя 0,1 н. раствором NaaSgOs; 1 мл 0,1 н. Na2S2O3 соответствует . 0,00812 г ICI.
Хлорид иода проще получать в виде раствора н применять его не выделяя. ; Для этого существуют различные способы.-!
В темноте при 15° С пропускают рассчитанное количество хлора (при ) малых загрузках ожиженный хлор отбирают из калиброванного сосуда) в иод, ^ находящийся под слоем ледяной уксусной кислоты. Во время пропускания ле- v дяную уксусную кислоту, находящуюся над более тяжелым иодом, перемегаи- . •• нают. К концу реакции иод почти полностью переходит в раствор [553, 597]. /
Растворяют 110,7 г KI и 71,3 г К1О3 в 833 мл 6 н. раствора HCI и раз-, •; бавляют водой до 1 л. Получается солянокислый 1 М раствор KIC1S. Прине- v обходимости солянокислый раствор хлорида иода можно извлечь эфиром и эфирный раствор высушить над хлористым кальцием [598].л
Эфирный раствор IC1 получают также из 1 .моль TIgCl2 и 2 .ноль иода. Такой раствор используется для присоединения иода кС = С-снязям жиров (иодное числи ио Гюблю, стр. 102) п олефинов [599].
Хлорид иода является иодирующим агентом только в условиях, благоприятствующих его диссоциации ла I* и С]', что, например, происходит в уксусной кислоте и нитробензоле. В большинстве случаев иодирование проводят в ледяной уксусной кислоте. Пары хлорида иода хлорируют твердую салициловую кислоту [411].
Ароматические амины, аминокарбоновые кислоты и амипосульфокислоты [508] можно иодировать хлоридом иода в солянокислом растворе.
Хлорид иода разлагается в водных растворах [600]:
51С]г+ЗН3О ^ 2I2-I-IO3+10С1- + 6Н+
Разложение можно устранить, применяя достаточно концентрированную соляную кислоту или используя для иодирования водные растворы KICL или NalCK, содержащие избыточный КС] или NaCI, что тоже сдвигает равновесие влево [601].
Водные растворы К]С]2 или NaICl2 можно получать из ранее приготовленного IC1 или, что проще, непосредственным приготовлением 2 М раствора К1С12. Ниже приведено несколько таких способов.
Из хлорида иода [602]. Добавляют 1 моль IC1 к раствору 120 г КС1 в 350 мл воды и разбавляют водой до 500 .ил.-Если в растворе недостаточно хлора, отфильтровывают нерастворенный иод через стеклянный фильтр или стеклянную вату, если имеется избыток хлора — добавляют рассчитанное количество КТ.
Непосредственное получение раствора.
К10з+2К1 + 6НС1 —► ЗК1С12 + ЗН2О
В энергично перемешиваемую смесь 71 г К1О3, 40 a KCI, 5 мл концентрированной НС1 и 80 мл поды одновременно приливают по каплям раствор 111 г КТ в 100 .чд воды и 170 мл концентрированной НС] (d — 1,19) с такой скоростью, чтобы не происходило выделения хлора. Затем доводят водой объем смеси до 500 мл.
Непосредственное получение раствора NaICl2. Исходят из молярных количеств хлора и иода. Суспендируют 520 г порошкообразного иода в растворе .- 400 a NaCl в 1,2 л воды, вводят при комнатной температуре и перемешивании 142 г хлора (2—3 ч) и перемешивают еще 1 ч. Отсасывают избыточный иод, промывают водой, раствор разбавляют до 2 л. На титрование 1 лл раствора после обработки KI должно расходоваться 40 мл 0,1 н. раствора NaaS?O3. .
Нейтральные растворы КЮ12 или NalClg особенно пригодны для иодированна фенолов в присутствии аммиака, аминов или щелочей (стр. 153). С таким же успехом их можно применять для иодирования в слабой солянокислой среде (пример см. на стр. 172)'.
3-Амино-2,4,6-трииодбензойная кислота [596]. В раствор 68,5 е (0,5 моль) 3-аминобепзойной кислоты в 2 л воды, содержащий 50 мл концентрированной HCI (d = 119), медленно при перемешивании приливают смесь 290 а 1С1 и 290 мл концентрированной HCI. Реакционную массу постепенно иагреваю1! до 80—85° С и перемешивают еще 3 ч при этой .температуре. Выпавшую неочищенную 3-амине-2,4,6-трииодбепзойную кислоту (около 92%) очищают двукратной перекристаллизацией ее натриевой соли из примерно пятикратногс (по весу) количества воды с добавкой небольшого количества NaHSO3. Получается бесцветный продукт; т. пл. 196,5—197,5° С (разл.); выход 70% от теоретического.
{5 991 S. Wfnstefn, Е. Grunwald, J. Am. Chern. Soc., 70, 836 (194g).
C. J. К ] e m m e, J. H. Hunter, J. Org. Chem., 5, 232 (1940).
H. W. Cremer, D. R. Duncan, J. Chem. Soc., 1932, 2031.
J. O. Hoppe et al., J. Am. Chem. Soc., 78, 3214 (1956).
2-Амино-3,5-динодбензойная кислота. Получают аналогичным способом, применяя 185 г 1С1 и 0,5 лоль 2-аминобензойиой кислоты. Таким же способом можно синтезировать 4-амино-3,5-1Щиодбензойную кислоту.
2-Амино-5-иодбензойная кислота [603]. Получают с хорошим выходом взаимодействием 1 .коль антраниловой кислоты с 1 моль IC1 при 18—22° С в разбавленной нс1.
В 3,5-диаминобензойную кислоту с двумя- способствующими электрофильному аамещению.аминогруппами при помощи NaICI2 или К1С12 в солянокислой среде можно внести три атома иода. Между тем иодированием водной суспензии З-ацетамидо-5- аминобснзойной кислоты при помощи 2 М раствора К1С12 удается получить только 2,6-дииодпроизводное. При этом реакционная среда становится солянокислой. Если ясе для нейтрализации карбоксильной группы и образующейся соляной кислоты добавить нужное или даже избыточное количество щелочи (около 0,5 моль NaOH на 1 моль СООН), то иодом замещается и третий атом водорода в ядре. Следовательно, в нейтральной или слабощелочной средах, в которых свободные амино- и карбоксильная, 1 руппы являются аннонами, электрофильное замещение иодом происходит легче^ чем в кислой среде [602].
3,5-Диамино-2,4,6-трииодбеизойная кислота [602]. К полученному ката-' литическим гидрированием 1 моль 3,5-динитробензойной кислоты раствору 3,5-диаминобензойной кислоты в 12 л разбавленной НС! (содержащей 1Ь8 мл концентрированной HCI, d — 1,19) добавляют при перемешивании и комнатной температуре 1,6 л 2 М раствора К1С12 и перемешивают еще 30 мин. Выпавший коричневый неочищенный продукт промывают водой и высушивают на воздухе; выход 475 г. Кислоту очищают через аммониевую соль.
Получение трииодзамещенной 3-оксибензойпой кислоты с помощью NalClg описано на стр. 153.
До сих пор рассматривалось галогенирование ароматических окси- и аминокарбоновых кислот в орто- или пара-положения к окси- или аминогруппе, т. е. в положения, для которых облегчено электрофильное замещение. Ири замещении боле» двух атомов водорода в 2- и 4-оксибензойных кислотах требуется также замещение; мета-положения по отношению к оксигруппе, и поэтому галогенирование возможно : только в более жестких условиях, например в олеуме. Проведение реакции в олеуме, - содержащем 60—70% SO8, позволяет вводить в 3,5-дибромсалициловую кислоту еще ; два атома брома, в 3,5-дихлорсалициловую кислоту — еще один атом хлора или один * атом хлора и одип атом брома [604] п в 3,5-дибром-4-оксибензойную ккслоту — еще, два атома брома [605].t
2,3,5,6-Тетрабром-4-оксибензойная кислота. В колбе для сульфирова-л ния, снабженной механической мешалкой на шлифе (смазывается концентриро--: ванной H2SO4), обратным холодильником н капельной воронкой, трубка которой^ немного погружена в олеум, в течение 30 мин энергично перемешивают смесь, 150 г 3,5-дибром-4-оксибензбйной кислоты и 750 мл 70%-ного олеума на водяной? бане с температурой 28—29° С. Затем при 29° С пятью порциями (6; 6, 6, 5: и 5 мл) через каждые 10 мин в течение 45 мин приливают по каплям высушенный : концентрированной П2ЗО4 бром и перемешивают еще около 5 ч при 29° С. j Смесь оставляют па ночь и затем при перемешивании стеклянной палочкой мед-?; ленпо выливают на лед. Выпавшую в осадок неочищенную 2,3,5,6-тетрабром-4- ; оксибензойную кислоту переосаждают из аммиака; выход 76% от теоретического; t т. пл. 222° С. После перекристаллизации из разбавленного этилового спирта ■) т. пл. кислоты 228° С.
При действии избытком брома па эту полигалогенироваппую оксибен- з зойную кислоту в растворе 30%-ной уксусной кислоты (60° С) происходит за- ■ мещение карбоксильной группы на бром и отщепление СО2.
V. Н. Wallingford, Р. А. К г u е g ег, Org. Synth., Coll. у. 2, 1943, р. 349.
L. Н. F а г i n h о I t, А. Р. Stuart, D. Twiss, J Am. Chem. Soc., 62, 1237 (1940).
H. Pf an z, H/D о г n, Arch. d. Pharm., 61, 657 (1956).
Дальнейшее введение атомов иода в 3,5-дигалоген-2 (или 4)-оксибенаойные кислоты иодированием в олеуме не удается. Однако, галогенируя ангидрид о-сульфо- бензойпой кислоты в 60%-ном олеуме, можно получить ангидриды 3,4,5,6-тетрахлор-о- сульфобензойных кислот и из них соответствующие кислоты [606] (то же относится и к тетрабром- и тетраиодзамещенным). Этот способ впервые применил Ювалта [607] для бромирования фталевого ангидрида в 50%-ном олеуме и получил наряду с дру- гнмп продуктами ангидрид тетрабромфталевой кислоты [607, 608].
Подробное описание синтеза ангидрида тетраиодфталевой кислоты при взаимодействии 1 моль фталевого ангидрида с 2,12 моль иода в 600 мл 60%-ного олеума при 65° С и далее в течение 2 ч при 170° С см. [609].
Способ Ювалта применим также для полибромирования гетероциклических соединений. Так, из 3,5-Дибром-4-пиридона по реакции с бромом в 70%-ном Олеуме при 80° С получается с 85%-ным выходом 2,3.5,6-тетрабромпиридон. Из этого вещества взаимодействием с РВг6 в запаянной трубке при 180° С с хорошим выходом получают пентабромпиридия [605].
Описанные до сих пор способы синтеза галогенированных ароматических карбоновых кислот относились к кислотам, которые содержат группы, облегчающие электрофильное замещение. Если таковых не имеется, то, не отдавая предпочтения 1 косвенным методам (реакция Зандмейера, окислению галогенированных альдегидов или толуолов), можно по методу Биркенбаха — Губо — Уотерса (стр. 140) довольно изящно вводить бром или нод в мета-положение к карбоксильной группе. Бензойную кислоту, которая взаимодействует с бромом только в зацаянной трубке, а с бромом и железными опилками [610] только при 170—260° С, можно быстро галогенировать ионами шиогонов в смеси уксусной и азотной кислот в присутствии AgNO3 или в смеси уксусной и серной кислот в присутствии КВгО3, как описано в следующих примерах [376j.
З-Бромбензойная кислота. В раствор 0,1 моль бензойной 'кислоты и 2,1 мл брома в смеси 250 мл ледяной уксусной кислоты н 150 мл концентрированной НС1 при 25° С (охлаждение!) в течение 15 мин, при перемешивании приливают по каплям раствор 4 г КВгО3 в 50 мл воды. Во время последующего перемешивания (1 ч) начинает выпадать 3-бромбензойная кислота. Затем в течение 30 мин приливают по каплям еще 4 г КВгО3 в 50 мл воды; выход 3-бром- бензойной кислоты 11 г.
З-Иодбензойная кислота. В энергично перемешиваемую смесь 0,1 моль бензойной кислоты, 0,05 моль AgaSO4 (AgjSO4 растворим в 90%-ной HtSO4), 240 мл концентрированной H3SO4 и 30 мл воды, нагреваемую на кипящей водяной бане, порциями вносят 0,11 моль тонко измельченного (!) иода. Во время последующих 80 мин перемешивания и нагревания непрерывно выпадает AgL После охлаждения смесь разбавляют 2 л воды, удаляют избыточный иод бисульфитом и экстрагируют эфиром 3-иодбензойную кислоту из раствора и из выпавшего продукта. Полученную после отгонки эфира неочищенную 3-иодбензойную кислоту перекристаллизовывают из водного ацетона; выход 75% от теоретического; т. пл. 185—186° С.
Замещение галогеном водорода в ароматических ннтросоединеннях
Получение 3-бромнитробензола по Уотерсу [376]. К 0,1 моль нитробензола и 0,1 моль брома в 90 мд концентрированной H2SO4 и 10 мл воды прибавляют 0,1* моль Ag2SO4, встряхивают в течение 16 ч при комнатной температуре. После отделения AgBr фильтрат-разбавляют водой и экстрагируют З-бромннтробензол эфиром; выход 70% от теоретического, т. пл. 55—56° С.
О. Т w i s $, L. Н. F а г i n h о I t, J. Am. Chern. Soc., 58, 1561 (1936).
[607[ N. Ju wait а, герм. пат. 50177 (1889); FrdL, 2, 94 (1887—1890).
D. S, Р г a t t, С. О. Y о u n g, J. Am. Chern. Soc., 40, 1416 (1918).
C. F. H. A 11 e n, II. W. J. С г e s s m a n, H. B. Johnson, Org.
Synth., 27, 78 (1947); Coll. v. 3, 796 (1955).
[61n] H. L. Wheeler, B. W. M c F а г I a n d, Am. Chern. J., 19, 364 (1897).
2-Бром-4-нитрокумол [011]. Его можно синтезировать либо аналогично синтезу 3-бромнитробензойной кислоты, либо классическим методом бромирования нитробензола бромом в присутствии порошкообразного железа [612].
Замещение галогеном иодорода в альдегидах и кетонах ]
При прямом хлорировании и бромировании альдегидов замещение галогеном/ может происходить как по атому углерода альдегидной группы, так и по соседнему 1 атому углерода. Последняя реакция представляет наибольший интерес.
Хлорированные в a-положение ацетальдегиды являются важными промежу-У точными продуктами. Хлорацетальдегид (т. кип. 85—85,5° С при 748 мм рт. стЛД может быть получен хлорированием ацетальдегида хлором при 18—20° С в соляноиа кислоте [613] или безводного ацетальдегида [614] при температуре ниже 10° С. В по-1 следнем случае во избежание воспламенения, возможного при действии хлора на паро- образный ацетальдегид, смесь необходимо, особенно вначале, сильно охлаждать,- Реакцию начинают с малым количеством ацетальдегида, и остальное количество- охлажденного сухим льдом ацетальдегида прибавляют в несколько приемов. Скорость- подачи хлора (до с^о — 1,37) регулируют по отводу реакционного тепла.
Хлорируя ацетальдегид сухим хлором при температуре 18—20° С, поддев^ живаемой охлаждением, получают продукт состава 2С1СНгСНО • CH;iCHO • HCKi из которого перегонкой выделяют хлорацетальдегид; выход 60%. Если хлорид рова^ь ацетальдегид при очепь медленном повышении температуры до 80° С^ то в зависимости от количества введенного хлора получается дпхлор- и трихлор-1: ацетальдегид [615[.1
Безводный хлорацетальдегдд в лабораторном масштабе получают с хоро-4 шим выходом из этиленкарбоната по следующему способу [616, 617]:?
Н2С—ОхЩС-о/Н2С—ОхЩС-о/с=о ~^гс=о ~^гIС1
Н2С—Ох
ЩС-о/
Н2С—Ох
ЩС-о/
с=о ~^г
с=о ~^г
нс-cl।
нХо/С=°™°
Пропускают хлор через 3,44 моль свежеперегнанного этиленкарбоната при 63—70° С и УФ-облучении до увеличения массы на 119 г (24 ч). Фракцио» ной перегонкой в вакууме, создаваемом водоструйным насосом, получают смев! из 5,2% 1,2-дихлорэтиленкарбопата (т. кип. 78—79° С при 19—20 мм pm. cm^ и 69% монохлоратиленкарбоната (т. кип. 106—107° С при 10—II мм pm. cm..)*
К 19 г монохлоратиленкарбоната добавляют каплю триэтиламипа н меф лепно нагревают в перегоином аппарате до 200° С. Образующийся при отщеплении двуокиси углерода хлорацетальдегид собирается в приемнике в виде зеле иоватои прозрачной жидкости. Реакция продолжается около 1 ч. Продукт очищают перЬгонкой на маленькой колонке; выход 9 г; т. кип. 84—86° С. -(
М. Crawford, F. Н. С,Stewart, J. Chern.Soc., 1952, 4445.■;
J. R. Johnson, C. G. Ga u e г k e,Org. Synth.,8, 46 (1928).
H. G u i n о t, I. T a b u t ea u, C. r.,231, 234 (1950).Д
J. Soli, пат. ФРГ 8445 95; UllmansEnzyklopadjeder technischenChemi^
Bd. 5, 3 AufL, Munchen — Berlin, 1954, S. 319.<
M. H. Щукина, ЖОХ, 18, 1653 (1948); С. A., 43, 2575 (1949).
H. Crop, Diplomarbeit F. Polly, Humboldt-Universitat, Berlin, 19811 [617] M. S. Newman, R. W. A d d о г, J. Am. Cbem. Soc., 75, 1264 (1953); 77, 3791 (1955).
В промышленности хлорацетальдегид получают непрерывным способом. В хлорируемую смесь пропускают хлор и одновременно вводят ацетальдегид ниже уровня жидкости. УФ-облучение ускоряет хлорирование, продукт реакции получается в виде полимера.
а,Р-Дихлорэтилэтиловый эфир (см. стр. 159) реагирует в определенных условиях, например при синтезе 2-аминотпазола из а,р-дихлорэтилэтилового эфира и тиомочевипы в воде, так же, как смесь хлорацетальдегида, этилового спирта и хлористого водорода.
Дихлора^етальдегид [618] (т. кип. 88° С при 760 лл рт. ст.) получают двухстадийным хлорированием (1-я стадия: 10—14° С, 1,6—1,7 моль хлора па 1 холь ацетальдегида; 2-я стадия: 28—32° С, 1,9—2,1 моль хлора на 1 моль ацетальдегида) смеси ацетальдегида (или паральдегида) с водой в молярном отношении 1 : 3,5—4,5.
Трихлорацстальдегид (хлораль), кипящий при 97,8° С, получают хлорированием этилового спирта при облучении и перемешивании. Е настоящее время применяют пе абсолютный этиловый спирт, рекомендованный Либихом [619], л 70—80%-пый спирт и непосредственно получают хлоральгидрат
СНзСНгОН+4С13 + Н2О —> СС13СП(ОН)2 + 5НС1
Облучение снижает время реакции (72 ч) в 3—4 раза [620].
Так как пары этилового спирта могут реагировать с хлором со взрывом, прп этой реакции хлор и водный спирт вводят под поверхность хлорируемой реакционной массы, которую непрерывно отводят через слив. Реакцию проводят, например, ступенчато, в двух последовательно соединенных сосудах, постепенно повышая температуру, и заканчивают при плотности d2o — 1,44. Прямой перегонкой отделяют хлоральгидрат (т. кип. 97,5° С; т. пл. 53° С), из которого перегонкой с концентрированной серной кислотой (в соотношении 1 : 1) выделяют хлораль, содержащий хлористый водород. Хлористый водород удаляют повторной перегонкой с небольшим количеством карбоната кальция.
Хлораль является промежуточным продуктом в синтезе дихлордифенилтри- хлорэтапа (ДДТ):
2С,Н,С1 + СС13СНО Лл^!^.1 . (С,Н4С1)аСНСС1, + Н2О
Хлораль может быть получен также хлорированием водного ацетальдегида в растворе уже готового хлораля [621].
При исчерпывающем хлорировании диметилацеталя при температуре не выше 60° С в качестве главных продуктов реакции получаются формальдегид, а-монохлор- диэтиловый эфир, триоксиметилен и хлористый водород. Исчерпывающее хлорирование диэтплпцеталя (60—70° С) приводит к образованию продукта, после обработки которого концентрированной H2SOd получается с хорошим выходом хлораль [622].
Описание восстановления хлораля этилатом алюминия до трихлорэтилового спирта по Меервейну [623], равно как и взаимодействие с СаСОз с образованием дихлоруксусной кислоты, см. [626], более подробно об этом см. [624].
F. С. Polls, апгл. пат. 644914; С. А., 45, 5176 (1951).
J. V. Т. i е b i g, Ann., 1, 189 (1832).
О. W.C ass, пат. США 2443183, 2478152; С. А., 42, 7318 (1948); С. А., 44, 167 (1950).
IL р е t г i, Е. М a h 1 е г, пат. ФРГ 874303 (1948).
J. S. R е i с h е г t, J. 11. В a i ] с у, J. A. N i с u w 1 a n d, J. Am. Chern.
r,n Soc., 45. 1554 (1923).
fl. Mcerwein. Ann., 444, 221 (1925).
W. Chalmers, Org. Synth.. Coll. v. 2, 1943, p. 598.
O. Cope, J. R. Clark, R. Connor, Org. Synth Coll. v. 2, 1943,
Уже давно известная реакция образования галогенангидридив кислот из аро?/ магических альдегидов и галогенов {626] может быть использована в препаративных:1; целях, если соответствующий альдегид более доступен, чем карбоновая кислота^ Так, пропуская хлор в течение около 15 ч в 1 лоль энергично перемешиваемого pae-Ji плавленного 2-хлорбензальдегида при 140—160° С, получают 2-хлорбензоилхлорид;-^ выход 80%. Более подробные данные см. [627].:|
а-Бромальдегиды можно получать прямым воздействием 1 моль брома на альде-й 1-ид в СНС18 или CS2 при облучении и низкой температуре (—15° С). При этом можиб® (но не обязательно) связывать НВг при помощи СаСО3. Таким способом были полу*-д мены, например, а.а'-дибромсукциндиальдегид [628], а-бромвалеральдегид [62^ и а-бромфепилацетальдегид [630]. а-Бромальдегиды лучше всего хранить в вид ацеталей, для чего к бронированной реакционной смеси добавляют спирт. Так. в част^ мости, получают ацетали а-бром-«-валеральдегида [631], а-бромизовалсральде{ гида [632] и а,а'-дибромадипиндиальдегида [633]. При бромировании ацеталей 2 дел^ брома образуются а,а-дибромацетали [634]. Хлорированием (бромированием) в хл® ристом метилене ihih —20rf С получают 70% а-хлор- и 50% а-бромфенил-ацетальд» гида, а также а-оромгептаналь, выход 67% от теоретического [635].v
При помощи диоксандибромида [636] можно получить ряд а-бромзамещеннШ| алифатических альдегидов с выходами 50—90% и ct-бромфенилацетальдегид с вых^ ДОМ 40%./
Бромацетальдегид СН2ВгСНО. К 8,8 г ацетаЛьдегица^бО мл эфира пр]
5—10° С прибавляют раствор 50 а диоксаядибромида в эфире. После исчезновв ния окраски массу промывают водой, раствором соды'и вновь водой. Получаете! 7,5 г бромацетальдегида; т. кип. 104—106° С.;;
Из паральдегида также можпо получить а-бромальдегид. Паральдегид сначал бромпруют, а затем ацеталируют добавкой спирта [637]. Диэтилацеталь бромацетал! дегида получают с высоким выходом (85%) бромированием паральдегида при —10% И облучении в присутствии перекисей [638] и последующей обработкой реакционно смеси абсолютным этиловым спиртом. ' ’^
Особенно простым способом является бромирование паральдегида (3 мо* брома на 1 моль паральдегида) в спиртах при энергичном перемешивании и охлажде нии водой, в результате чего, в зависимости от применяемого спирта, образую^ диэтилацеталь (выход 72,5% от теоретического), ди-н-пропилацеталь [639] (вых< 65%), дя-н-бутилацеталь (выход 65%), диизонронилацеталь [640] (выход 22%) брО1 ацетальдегида. Д
Ацеталь брома^етальдегида и бромаль. В течение примерно 5 ч к сияр^в вому раствору паральдегида прибавляют по каплям бром, нейтрализуют бром® стый водород добавкой взвеси Na2CO3, высушивают верхний слой К2СС и фракционируют после отгонки низкокипящей фракции на колонке в вакуум создаваемом водоструйным насосом. 5
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
L. Wohler, J. Liebig, Ann., 3, 262 (1832).
И. Т. Clarke, Е. R. Taylor, Org. Synth., 9, 34 (1929).
С.. II a гт i e s, II. Krutzfeld, Ber., 39, 3671 (1906).
H. Erlenmeyer, J. P..J ung, Helv. chim. acta/ 32, 37 (1949).
H. Erlenmeyer, Helv. chim. acta, 30 , 2058 (1947).
R. Kuhn, C: G г и n d m a n n, Ber., 70, 1898 (1937).
F. G. Fischer, K. L 6 w e n Ь e г g, Ann., 494, 2?2 (1932); Ber., 64, 31
F. G. Fischer, K. L6wenberg, Ber., 66, 667 (1933).
(193^
[637]
[638]
[639]
S. M. M с E I v a i n, L. R. M о r r i s, J. Am. Chem. Soc., 74, 2659 (1959
J .-J. Riehl С. r., 245, 1321 (1957).Vi
Л. А. Я н о в с к а я, А. П. Терентьев, ЖОХ, 22(84), 1598 (195$
С. A., 47, 9258e (195.3).’J
R. Dworzak et al., Mh. Chem., 46, 253 (1925); 48, 252 (1927); 50, 467 (192^52, 142 (1929); 53/54, 588 (1929).*
G. Darzens, M. Meyer, C. r., 236, 292 (1953).4
H. В a g a n z, K.-H. D os sow, W. H о h m a n n, Chem. Ber., 86, IS
[640]
(1953).
Н. В a g a n z* С. V i t z, Chern. Вег., 86, 398 (1953).
По другому способу [641] добавляют 0,5 моль паральдегида к смеси 4,5 моль брома и 1,5 г серы. После 2 ч нагревания при 60—80е С получается бромаль.
Ацетали бронируются бромом в хлороформе в присутствии карбоната кальция [642]. В качестве акцептора бромистого водорода можно применять также пиридин [643].
Диэтилацеталь а-бром-р-этокенпропионового альдегида [644]. К перемешиваемой смеси 1 лоль диэтилацеталя p-зтоксипропионового альдегида и1 моль пиридина по каплям прибавляют 1 моль брома и оставляют стоять при 60—65° С до исчезновения красной окраски (2—4 ч). Получается неочищенный диэтилацеталь а-бром-р-этоксипропионового альдегида, выход 83%. В этом случае в качестве промежуточного продукта образуется мягкий бронирующий агент — пербромид пиридиндибромида.
Диэтилацетали ацетальдегида, пропионового альдегида, изо- и н-бутираль- дегида бронируются также вносимым в несколько приемов N-бромсукцинимидОм при 25—40° С на солнечном свету или при облучении лампой 60 ет с образованием а-бром* ацеталей [645]. Так как реакция экзотермическая, ее проводят при Охлаждении. По этому способу получаются более чистые продукты, чем по описанным выше методам, но с такими же выходами.
Довольно широко применяется синтез а-галогенальдегидов с присоединением галогена по С=С-связям*.
При кипячении альдегида в колбе с обратным холодильником с уксусным ангидридом и ацетатом калия в течение 1 ч альдегид переходит в енолацетат. К последнему (1 моль) в СС14 при 0—10° С присоединяется бром (1 моль). Реакционную смесь оставляют стоять 2—3 суток с 99,5—100%-ным метиловым спиртом и получают а-бром- диметилацеталь, из которого перегонкой с концентрированной HCI выделяют а-бром- альдегид:
Вт Вг
RCHaCHO -<5Sl®215» RCH=CHOCOCHS ——♦ RCHCHOCOCHa сн-он»
—► RCHCH(OCHs)a -22!» RCHCHO
II
BrBr
По этому способу из ацетальдегида, изобутиральдегида и неразветвленных алифатических альдегидов С7—С18 получается 65—86% бромпроизводных, из феиял- ацетальдегпда [646]—только 25%. Синтез а-бромгептальдегида таким способом см. [647].
Диэтилацеталь иодацетальдегида. Хлорид иода в концентрированной HCI (d = 1,19) прибавляют к раствору винилацетата в CCI4 при 5° С. В течение ,20 мин образуется а-хлор-р-иодэтилацетат с почти теоретическим выходом,
Если к раствору последнего в СС14 добавить абсолютный этиловый спирт и СаС18
[641 642 643 Б44 645 646 647[641 642 643 Б44 645 646 647В указанном процессе можно исходить из простых виниловых эфиров (М. Ф. Ш о- стаковский, Ю. Б. Каган, Ф. П. Сидельковская, ЖОХ, 17, 957 (1947)]. — Прим. реЭ.
[641 642 643 Б44 645 646 647
[641 642 643 Б44 645 646 647
F.A. Long, J.W. Howard, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 87.
E. Fischer, K. Landsteiner, Ber., 25, 2549 (1892).
S. M. M с E I v a i n, P. M. Walters,!. Am. Chem. Soc., 64, 1963 (1942).
W. T. Simpson, J. Am. Chem. Soc., 71, 754 (1949).
E. N. Marvell, M. J. J 0 n c i c h, J. Am. Chem. Soc., 73, 973 (1951).
P. Z. Bedoukian, J. Am. Chem. Soc., 66, 651, 1325 (1944); 79 , 891 (1957).
12 Заказ 1835.12 Заказ 1835.P. Z. Bedoukian, Org. Synth., 29, 14 (1949).
12 Заказ 1835.
12 Заказ 1835.
и оставить смесь на трое суток при 10—15° С, то получается днэтилацеталь иод- ацстальдегида с выходом около 80% от теоретического [648].
Для получения свободных а-бромальдегидов [649] бромацеталь кратковременно (Ч .чип') нагревают в смеси дпоксана, воды и концентрированной НС1 (10 : 5 : 1), быстро охлаждают, разбавляют водой и экстрагируют продукт реакции эфиром. О синтезе а-галогенацеталей через а,0-дигалогенэфиры см. также стр. 99.
Галогенированные в ядро ароматические альдегиды и кетоны редко получают галогенированием альдегидов или кетонов. Их синтезируют из галогенированных исходных веществ различными методами или, исходя из нитроальдегидов, используют реакцию Зандмейсра. Ниже описан каталитический способ синтеза 3-бром(3-хлор)бенз- а.чьдегида и 3-галогенацетофенона прямым галогенированием, основанный на применении больших количеств безводного А1С13 (swamping catalyst effect).
В колбе для сульфирования при перемешивании и исключении доступа влаги при 25—100°- С к расплавленному комплексу 1 моль карбонильного соединения и 2,5 молъ свежевозогнанного А1С13 прибавляют около 1,2 молъ брома или около 1,25 молъ хлора (хлор сжижают в ловушке, охлаждаемой смесью сухого льда и ацетона) под поверхность расплава. Подробное описание способа см. [650].
Окси-, алкокси- и аминоальдегиды подобно фенолам и ароматическим амниам галогенируются в мягких условиях. О возможности отщепления альдегидной группы уже упоминалось (стр. 151). О конкурентном галогенировании в ядро и в боковую цепь соответствующе замещенных жирно-ароматических кетонов говорится на стр. 183-
Из всех карбонильных соединений кетоны наиболее легко галогенируются в «-положение к карбонильной группе. Реакции галогенирования карбонильных соединений предшествует сильно ускоряемая кислотами мономолекулярная иерегруп- ппровка в активную енольную форму [651—653]. Поэтому пока в реакционной массе нет кислоты реакция начинается с трудом. При работе с большими загрузками нельзя вводить большие количества галогена в начале реакции, так как в таком случае после индукционного периода (образование галогеноводорода в медленно протекающем сначала процессе) может начаться бурная экзотермическая реакция. При бромировании наиболее целесообразно предварительно нагреть несколько миллилитров кетон* с бромом и эту смесь добавить к основному количеству бронируемого вещества («затравка»).
Прямым хлорированием ацетона получают монохлор-, 1,1-дихлор-;1,1,1,3-тетра- хлор-, пеитахлор- и гексахлорацетон. Следовательно, хлор имеет тенденцию замещать все водороды при одном атоме углерода. То же происходит и с бромом, что будет показано на примере дальнейшего бромирования 1,3-дибромацетопа.
При мопохлорировании и монобромировании асимметричных кетонов с атомами водорода у обоих соседних с карбонильной группой атомов углерода необходимо- учитывать возможность образования смесей изомеров. Так как при катализируемом кислотами галогенировании кетонов определяющей скорость реакции стадией является енолизация, то предпочтительное направление енолизации асимметричных насыщенных ациклических и циклических кетонов определиет предпочтительное положение замощении. В обоих случаях, за некоторыми исключениями, замещение происходит по модифицированному правилу Зайцева: галоген предпочтительно присоединяется к а-атому углерода, соседнему с атомом углерода, к которому присоединено наиболь^, шее число атомов водорода [654]. Если карбонильная группа находится между ме^.*
S. Akiyoshi, К. Okuno, J. Am. Chern. Soc., 74, 5759 (1952).
Е.R. Alexander, J. Am.Chern.Soc.,70,2592 (1948)./
D.E. P e а г s о n, H. W. Pо p e,W. W. H а г g го v e,W.E.S t a nK
p e г, J. Org. Chern., 23, 1412 (1958).“
A. Lapworth, J. Chern. Soc., 1904, 30: 1908, 2188.1
F.Krohnke, Ber., 69, 921(1936).:
R.H u i s g e n, F. J a k о b,Ann.,590,40(1955);О. H.Wheeler.-;
J. L. Mateo#, J. Org. Chern., 22, 605 (1957).
H. M. E. Cardwell, A. E. H. Kilner, J. Chern. Soc., 1951, 2430.
тильпой и любом алкильной группами, то водород а-атома углерода алкильной группы замещается галогеном легче, чем водород метильном группы. Далее, например, 2-метилциклогексапон предпочтительно галогенируется в положение 2; 3-метилциклогексанон — в положение 6 (звездочкой отмечено положение предпочтительного замещения):
СНз СНз
О соотношении изомеров, образующихся при монобромироваиии диалкилкетоиов с разветвленными и неразветвленными радикалами, см. также [655].
Здесь пет возможности более подробно остановиться иа довольно сложных явлениях, происходящих при бромировании 3-кетостероидов. В то время как, например, монобромирование холестапопа следует указанному правилу, производные копростанона [656], в частности метиловый эфир З-кето-12-а-ацет- оксихолановой кислоты, монобромируются (против правила) в положение 4. Многочисленные литературные данные по галогенированию стероидов см. [657].
Бромирование карбонильных соединений является равновесной реакцией:
RCOCHR'R" + Br2 RCOCBrR'R" + HBr(а
Если не допускать сильного нарастания концентрации бромистого водорода или большого падения концентрации брома, то при бромировании большинства кетонов равновесие полностью сдвигается вправо [658]. Хлоркетоны не восстанавливаются хлористым водородом. а-Бромкарбопильные соединения легче восстанавливаются бромистым водородом, если В' является электропоакцепторным заместителем, например карбоксильной группой или бромом.
а-Бромацетоуксусный эфир, который может быть получен только при условии удаления бромистого водорода, перегруппировывается в растворе бромистого водорода в ледяной уксусной кислоте в у-бромацетоуксусный эфир с промежуточным образованием свободного брома.
Если дать прореагировать 1 моль метилкетопа в ледяной уксусной кислоте, CS2, СС14 или других растворителях в запаянной трубке с 1 .ноль брома при 20— 40° С и немедленно после исчезновения бромной окраски выделить продукты реакции, то в зависимости от использованного растворителя получают разные количества а-моно- и а,а-дибромкетонов. При оставлении реакционной массы еще на 30—60 мин при 20° С Для установления равновесия (б) [см. реакцию (а)], независимо от растворителя, например при бромировании ацетофенона, 80% брома расходуется на образование моно- и 20% па образование дибромацетофенона ]652].
НВт
2RCOCH2Br RCOCHg+RCOCHBrs(б)
Следовательно, с помощью 1 моль брома нельзя из метилкетопа получить только монобромсоединение. Для того чтобы уменьшить количество образующегося дибром- производного, необходимо применять избыток кетона, который должен быть тем больше, чем больше сдвинуто вправо равновесие (б).
Бромирование ацетона в ледяной уксусной кислоте (запаянной трубке приводит через промежуточное образование 1,1-дибромацетона к 1,3-ди-
A. A. S а с k s, J. G. A s I о n, J. Am. Chern. Soc., 73, 3902 (1951).
Н. Н. I n h о f £ е n, G. К б 1 1 i n g, G. К о c h, Chern. Вег., 84, 363 (1951).
Л^Ф и з e p, М. Ф и з е р, Стероиды, пер. с англ., Москва, Изд. Мир,
F. К г б h л k е. II. Т i m m 1 е г, Вег., 69, 614 (1936).
12*
бромацетону. Удаляя бромистый водород, можно увеличить содержание 1,1.* дибромацетона [659].
2,2-Дибром-З-кетостероиды перегруппировываются в 2,4-дибром-3~ке-1 тостероиды [6о0].
Кетоны можно хлорировать хлором при охлаждении льдом или простой водой.- Д Подробное описание такого метода получения 2-хлорциклогексанона см. [661]. Виде- j ляющиися хлористый водород способствует образованию продуктов конденсации, та и поэтому его удаляют из сферы реакции.-vS
Монохлорацетон [662]. В колбу, снабженную обратным холодильником^а капельной воронкой, газоподводящей трубкой и опущенным до дна термометров^ (или в соответствующую колбу для сульфирования с механической мешалкой),^ загружают 500 г ацетона и 125 г измельченного в порошок мрамора. Охлаждаются проточной водой, пропускают в массу умеренный ток хлора в при этом медленная добавляют по каплям 315 мл воды. Температура докжна быть не выше ЗОа и ниже '10° С. После растворения почти всего мрамора температуру повышают^ до 40° С и поддерживают ее в течение нескольких часов до окончания выделе^ нкя двуокиси углерода. Следят за тем, чтобы в смеси все время оставался мра-^Я мор; в случае надобности его добавляют в небольшом количестве. По окончании^ реакции отделяют в делительной воронке образовавшийся верхний слой и под* вергают его фракционной перегонке. Из 4200 г ацетона получают 1100 г чистого* монохлорацетона (т. кип. 118—120° С); последняя фракция содержит дихлор^ ацетон.
Мрамор препятствует образованию окиси мезитила под действием хло* ристого водорода. Добавляемая вода служит для растворения СаС1а, но ее ещ вводят заранее, так как в ее присутствии хлор не сразу вступает в реакции^ При накоплении хлора возможны внезапные и непредвиденные реакции. Поэтом# если во время хлорирования появляется обусловленная хлором отчетлив» окраска, прекращают добавление воды, пока приблизительно при 25° С раствор вновь не обесцветится. Так как по окончании реакции органический слой н* ходится над высококонцентрированным раствором СаС1а, его вряд ли пунше сушить перед разгонкой. Перемешивание массы во время пропускания ток| хлора сокращает время реакции и улучшает выход.’^
В иачестве хлорирующего агента можно использовать также сульфурилхл» ряд SO8C18.' '^
Монохлорацетон [663], не содержащий 1,1-дихлорацетона. Продутй получают взаимодействием в течение 5,5 ч без доступа влаги 2,37 моль §ОеСи с 40 моль ацетона при охлаждении.
2-Хлор-2-метилциклогенсанон [664]. При комнатной температуре (охщй ждение водой1) в течение 1 ч раствор 1,1 .ноль SO^Ch в сухом СС14 приливают гя каплям при перемешивании к раствору 1 лоль 2-метилциклогексанона в том МЙ растворителе, перемешивают 2 ч при комнатной температуре я промывают peaaS ционную массу водой, раствором NaHCOs н насыщенным раствором NaCR После сушки и перегонки получают 2-хлор-2-метилциклогексанон; выхо)5 83—85% от теоретического. ■ }
3-Метил-3-хлорбутаиои*2 [665]. Приливают по 'каплям 1 моль метЩб бутанона к 0,96 моль охлажденного ньдом SOsCl8. По окончании реакции yMi ляют при нагревании SOa и HG1 и перегоняют продукт реакции; т. кип. 117,2° о выход 84% от теоретического,
F. Krohnke, 0. L u d e г i t z, Chern. Ber., 83, 60 (1950).,1
H. H. I n h о f f e n, G. Zuhlsdorff, Ber., 76, 233 (1943).•
M. S. Newman, M. D. F а г b m a n n, H. H j p s h e r, Org. Synth.,
22 (1945); СоИ. v. 3, 188 (1955 .;
Fritsch, Ann., 279, 313 (1894).?
П
Е. R. Buchman, H. Sargent, J. Am. Chern. Soc., 67, 401 (1945)., *
E. W. Warn h off, D.G. Martin, W. S. Johnson, Org. ь Synth., 37, 8 j(1957).*
P. Del baere, Bull. Soc. chim. Belgique, 51, 1 (1942); C., 1942, II, 763. I
В качестве растворителей при бромировании кетонов применяют СС14, CSa СНЭС12, СНС13 н эфир, причем последние три пригодны для работы при низких тем- псратурах. Основное количество образующегося при бромировании НВг можно удалять различными способами. Можно добавлять СаСО8 или NaHC03 к растворам кетона в СН2С12, CHClg или СС14. Однако если при атом не добавить к реакционной массе предварительно нагретую пробу («затравку»), возможен длительный индукционный период и последующее бурное выделение двуокиси углерода.
Алифатические кетоны удобно бронировать по методу Норриса [666], по которому к смеси раствора кетона, воды и КС1Оа при 35—40® С по каплям прибавляю! бром;
6ПСН,С0СНаП'+ЗВг2 + КС1О3 —-'I'> 6RCHBrCOCH2R' + KCl + 3H2O
Из метилзтилиетона по этому способу получается смесь 2-бромбутанона-З (основной продукт) и 1-бромбутанона-2 (см. правило замещения на стр. 178). Смесь можно разделить перегонкой в вакууме [667] на эффективной колонне при флегмовом числе 6 и разрежении 150 лж рт. ст. Способ пригоден также для синтеза монобромацетона.
Очень простым способом является бромирование по Фаворскому [668]. В иетон. большей частью при охлаждении ледяной водой, приливают по каплям 1 моль брома, отдувая НВг азотом или С02; можно также при 0° С через неток пропускать ток азота, насыщенный парами брома. И в этом случае рекомендуется инициировать реакции: «затравкой» или добавлением двух капель концентрированной бромистоводородиой кислоты (НВт в воде или уксусной кислоте).
Для бромирования кетостерпидов в ледяной уксусной кислоте раствором броме в том же растворителе рекомендуется [669] добавлять в раствор небольшое количестве НВг и несколько крунниок А1С13.
Иногда бромистый водород удаляют только по окончании реакции, как, например, при получении бромацетона.
Бромацетав [670]. При 70—80° С к смеси 6,8 моль (500 мл) ацетона, 372 мл ледяной уксусной кислоты и 1,6 * воды при перемешивании добавляют пс каплям 7,3 моль брома, регулируя скорость добавления по лбелцийчивянию реакционной массы (1—2 ч). По окончании реакции смесь разбавляют 0,8 л воды охлаждают до 10? С и нейтралкзуют твердым NaaC03. Хромированный продукт отделяют, сушат над СаС12 и фракционкруют; выход 43—44% от теоретического: т. кип. 40—42ч С (13 мм рт. ст.).
Бромацетон можно, кроме того, получать так же, как хлорацетое (стр. 180), для чего к 4 ч. ацетона и 1 ч. мрамора при 28—31° С постепенно добавляют 2,5 ч. воды, одновременно просасывая через массу воздух, насыщенный парами брома [671],
Бромиетоны раздражают кожу н слизкстые оболочки (тяга!). Неперегнан- ные в вакууме препараты загрязнены и вскоре окрашиваются. Для нх стабилизации рекомендуется добавлять небольшое количество MgO.
Для получения в качестве основного продукта реакции более высокобромироваи- ного ацетона следует увеличить количество вводимого брома.
J. F. Norris, Ind. Eng. Chern., 11, 828 (1919).
J. R. Catch, D. F. Elliott, D. H. Hey, E.R.H. Jones J. Chern. Soc., 1948, 272.
A. Fa worst i, J. prakt. Chern. [2], 88, 641 (1913).
№1 P- A. Pl a t t ner et al., Helv. chim. acta, 30, 385 (1947).
‘"70] P. A. Levene, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 88.
R. S ch о I I, G. Mattnaiopoulos, Ber., 29, 1555 (1896).
1,3-Дибромацетон. К смеси 500 мл ацетона, 1,6 л воды и 375 мл ледяной уксусной кислоты при 70° С медленно прибавляют по каплям 650 .мл брома (1,8 моль на 1 лоль ацетона). П_ри этом получают 60 г монобромацетона, 20 г 1,1-длбромацетона, 50 г высокооромированных продуктов и 473 г 1,3-дибром- ацетопа; т. кип. 97 —98° С (21—22 мм рт. ст.).
1,1,3-Трибромацетон [672]. В нагретый до 80 — 90° С раствор 210 г 1,3-днбромацстона в 500 мл ледяной уксусной кислоты в течение 1 ч без дальнейшего подвода тепла прибавляют но каплям 150 г брома в 500 мл ледяной уксусной кислоты. После отгонки в вакууме.кислоты и первой фракции получают 180 г 1,1,3-трибромацетона (т. кип. 114—116° С при 14 мм рт. ст.) и 21 г 1,1,1,3-тетрабромацетона (т. кип. 132—133° С при 13 мм рт. ст.).
Для синтеза бромкстонов вместо брома можно применять комплексные соединения брома. При бромировании очень малых количеств веществ, например кетостероидов, пригоден кристаллический, и поэтому легко дозируемый, пербромид пирндиний- бромида (стр. 100). Для проведения реакции эквимолекулярные количества этого комплекса и кетона нагревают до 40—60” С в ледяной уксусной кислоте или этиловом спирте [33с].
Под действием раствора комплекса диоксандибромида в эфире на ацетон тоже получается бромацетон с выходом 83% от теоретического [636]. Пригодность данного метода для синтеза малоустойчивых циклических бромкетонов оспаривается [673]. При бромировании ацетилкарбинолов в эфире [502] способ себя оправдал . Комплекс - брома с эфиром — темно-красное масло, получаемое прибавлением сухого эфира 4 к охлажденному льдом брому, также рекомендуется для мягкого бромирования циклических кетонов в сухом эфире [674].
При использовании N-бромсукциыимида (стр. 137) устраняются побочные , реакции, протекающие с бромом или бромистым водородом. С помощью N-бромсукцин- имида получали, например, 2-бромциклогексанон [675] и 2-бромциклогептанон [676]
В течение примерно 30 мии нагревают с обратным холодильником в СС1<
моль кетона и 1 моль N-бромсукципимида с добавкой незначительного коли- честна инициаторов радикалов (0,1 г динитрила азоизомасляной кислоты или ' около 2 г перекиси бензоила). После охлаждения отсасывают раствор бромке- тона от сукцинимида.
При действии N-бромсукцинимидом на а,р-ненасыщенные кетоны бром вступает в аллильное положение. Так, тестостеронацетат [677] бронируется в положение 6.
тестостеронацетэт
С примерами бромирования N-бромсукцинимидом можно ознакомиться в обзор ной работе [678], исключения см. ["679].
Получение а-бром- и а-иодкетонов через енолацетаты будет рассмотрено н; стр. 184.
Жирно-ароматические кетоны без заместителей, способствующих электрофиль яому замещению, легко бронируются обычными мягкими методами в а-положени к карбонильной группе. Реакцию ведут большей частью в ледяной уксусной кислоте СН2С12, СНС18, СС.14 или в эфире при комнатной или более низкой температуре с при мененнем рассчитанного количества брома. Можно также вести реакцию в хлористо! метилене или бензоле с добавкой соды. «Затравка» (см. выше), УФ-облучение и да бавка каталитических количеств AlBr3 (А1С13) (около 1,2 г на 1 моль кетона) ускоряю реакцию.
Из ацетофенона в сухом эфире с А1С13 и 1 моль брома при 0° С получаю- ш-бромацетофенон (фенацилбромид); выход 88—96% от теоретического т: пл. 51° С. Бромистый водород отдувают воздухом (подробности см. [680]) При действии на ацетофепоп 2 моль брома в ледяной уксусной кислоте таким ж образом легко получают ш.о-дибромацетофенон [681].
п-Бромфеняттилбромид [682]. В раствор 4-бромацетофенока в двойни количестве ледяной уксусной кислоты при 20° С прибавляют по каплям 1 мол брома; выделяется кристаллический n-бромфенацилбромид, ВгСвН4СОСН8В (т. пл. 108—109° С). При действии 2 моль брома на 4-бромацетофепоп [683 так же легко образуется п-а,а-трибромацетофенон, п-ВгС6Н4СОСНВга
При добавлении щелочного раствора у-бромацетофенона или п-бромфенацил бромида к нейтрализованной содовым раствором карбоновой кислоте получаете, хорошо кристаллизующийся из этилового спирта эфир у-оксиацетофенона; эта реак ции пригодна для идентификации жирных кислот.
RC00Na + BrCH3C0C6H5 —► RCOOCHaCOCeHs + NaBr
Жирно-ароматические кетоны с заместителями в ядре, способствующими галс генированию ядра, уже в очень мягких условиях можно избирательно бромироваг в ядро или в боковую цепь. При этом учитывают, что перед cc-галогенироваиием пре исходит катализируемый кислотами переход кетона в активную форму. Устраня енолизацию и связывая НВг добавкой ацетата натрия или калия, удается, например бронировать 4-метоксиацотофенон в ледяной уксусной кислоте при 20° С до З-бром-4 метоксиацетофенона с 95%-ным выходом от теоретического [684] и 4-оксиацетофено ДО 3,5-дибром-4-оксиацетофенона [685]. Бромированию боковой цепи благоприяз ствует применение «затравки». В холодной ледяной уксусной кислоте ивбирательа бромируется боковая цепь 2- и 4-оксиацетофенонов, а также 2- и 4-оксипропиофенс нов; в водной уксусной кислоте происходит бромирование в ядро [686]. Для больше надежности избирательного бромирования боковой цепи оксигруппы блокирую ацилированием или бензоилированием к только после дальнейших превращена: а-бромкетонов освобождают оксигруппы гидролизом или каталитическим гидре рованием.
С. Djerassi, Chern. Rev., 43, 282 (1948).
Ng. P., Buu-Hoi, Experientia (Basel), 2, 310 (1946); P. Karrej A. R. Naik, Helv. chim. acta, 36, 1527 (1953).
R. M. Cowper, L. H. Davidson, Org. Synth., Coll. v. 2, 1945 p. 480.
F. К г о L n k e, Chern. Ber., 83, 56 (1950).
W. D. Langley, Org. Synth., 9 , 20 (1929).
J. J. Kljpgenberg, Org. Synth., 35, 11 (1955).
F. Krohnke, К. E 11 e g a s t, Chern, Ber., 86, 1562 (1953).
K. W. Rosenmund, K. Pfroepffer, Chern. Ber., 90, 1922 (1957
Ng. Ph. Buu-Hoi, Ng. D. X u о n g, D. Lavit, J. Chern. Soc., 195< 1034; 1955, 18.
Наконец, а-бромкетоны аналогично а-бромальдегидам можно получать также^ через енолацетаты [687]. К енолацетатам в СС14 при охлаждении льдом присоединяет ^ точно рассчитанное количество брома, после чего бронированный раствор обрабаты* -- вают абсолютным метиловым спиртом и оставляют на двое суток.
ОСОСНзОСОСНз1
НСН,СОСНз—► ПСН=ССНз— * НСНВгСВгСНз СН1ОН->.'^
—> ВСНВгСОСНз+НВг + СНзСООСнй
Эту реакцию можно использовать в том случае, если нужные енолацетаты легкой доступны. Из кетонов RR'CHCOC1I3 могут образовываться два изомерных енолаце-^ тэта I и И. г.
ОСОСНз0ОСОСНз
IIII
R'RCHC=CHa<— R'RCHCCHs—► R'RC=CCH3
III
Возможность образования изомеров I и II зависит от R и R' и от условий полу* чения енолов.■^
Енолацетаты синтезируют с умеренными выходами по реакции с уксусвьи^? ангидридом в присутствии п-тилуолсульфокислоты [687] или, что лучше, пропусканием кетена при 60—80° С в соответствующий кетон с добавкой 0,5% сульфоуксусноЙ кислоты [688, 689]. Изящным способом получения енолацетатов является «пер^ этерификация» кетонов [690] изопропенилацетатом НвС=С(0С0СНа)СН3, который? получают при 55° С из ацетона и кетена [688].
Изопропенилацетатным методом готовят, например, из метилатилкетона изо-’ мер 11 с 96%-ным выходом, а из метилизобутилкетона изомер I с 92%-ным выходом»; Из 20-кетостероидов по реакции с уксусным ангидридом и п-толуолсульфокисло^ той [691] образуется енолацетат II, а с изопропенилацетатом [692] — енолацетат Ъ.;
сососи.сососи.сн3соосн3сооДля введения в 20-кетостероид с С=С-связями в ядре А или в ядре В атома галогена в положение 21 енолацетаты подвергают взаимодействию с галогенирую агентами, не затрагивающими С=С-связь, В качестве такого агента предложен Р сукцинимид [693].
сососи.
сососи.
сн3соо
сн3соо
[687 [688 [689 [690 [691 [692 [693[687 [688 [689 [690 [691 [692 [693Ацетат 21-иод-Д6-прегневол-ЗР-она-20. Нагревают 45 мин 2,0 а Дй^а ацетата Д6>о-прегнандиендиола-ЗР,20 с 1,18 г N-иодсукцинимида и 2 м* очи-», щенного диоксана при 85° С. Охлажденный темно-красный раствор обрабаты^ вают сначала раствором KI, затем раствором Na2Sav8 и большим количество® воды. Выпавший неочищенный продукт (2,1 г; т. пл. 115—123° С) перекристалл^ зовывают из смеси метилового спирта и воды (9 : 1); получают 1,31 г ацетата 21-иод-Д6-прегненол-ЗР-она-20; т. пл. 135—137° С. ,?
[687 [688 [689 [690 [691 [692 [693
[687 [688 [689 [690 [691 [692 [693
N-иодсукцинимид [693]. К раствору 392 г сукцинимида в 12 л кипящей воды прибавляют 510 г свежеосажденной окиси серебра, фильтруют и оставляют кристаллизоваться серебряную соль сукцинимида, которую затем отсасывают я промывают холодной водой; выход 450 г. При 5—10° С ч9,5 г тонко измельченной соли прибавляют в несколько приемов при перемешивании к раствору 50,8 г иода в 300 мл ацетона. После исчезновения окраски (30 мин] отсасывают Agl. От фильтрата отгоняют ацетон в вакууме при комнатной температуре и неочищенный продукт промывают эфиром: выход 43 г; т. пл. 189—191° С. Его растворяют в возможно меньшем количестве горячего диоксана и осаждают СС1в. Получаются бесцветные иглы; т. пл. 200—201° С. Для иодирования пригоден продукт, плавящийся не ниже 197° С.
Если в енолацетате нет дополнительных С=С-связей, иодкетоны можно получать наряду с ацетилхлоридом также по реакции с хлоридом иода в хлороформе [693].
Так как 21-иод-20-кетостероиды являются важными промежуточными продуктами для синтеза 21-окси-20-кетостероидов, например дегидрокортикостерона и кортизона [694], а также дезоксикортикостерона [695], следует указать, что т&кнё «-иодкетоны можно также получать по очень интересной реакции с иодом:
ВС0СНд _№Й1«=^.>■«, .
СООСеНе
► HCOCHIC^°__£H,ONa;_CiyiH^ HCOCHZ1 ^COOCaHa
21-Иод-Д5-прегненол-Зр-он-20 [696]. К суспензии 0,1 .ш» натрневой сели этилового эфира 21-оксалил-Д8-прегненол-Зр-она-20 в 500 мл абсолютного метилового спирта в течение 15 мин при —15° С прибавляют при перемешивание раствор 25,4 г иода в 600 мл метилового спирта. Через 30 мин после прибавления иода медлеино добавляют раствор метилата натрия (136 мл метиловогс спирта 4- 2,5 г натрия) и выдерживают 1 ч. Затем в течение 1 ч в несколько приемов приливают 2л воды, причем выпадает 21-иод-Д5-прегнвнол-Зр-он-2О, Оставляют на ночь, отсасывают и промывают 30%-ным метиловым спиртом, Слегка влажный неочищенный продукт подвергают дальнейшей переработке: иод замещают на СН3С00-группу.
сс,а,«-Тригалогенметилкетоны расщепляются щелочами на тригалогенметакь и карбоновые кислоты. Эта галоформная реакция [697] происходит также при иепо. средственном воздействии щелочных растворов гипогалогенитов на метилкетояы Она имеет препаративное значение для получения карбоновых кислот из метплке тонов.
RCOCXa + NaOH —> RC00Na + CHX3
RCOCH3 + 3X8 + 4NaOH —> RCOONa + CHX3+3NaX + 3H2O
Аналогичную реакцию с иодом используют для идентификации веществ типа RCOC1I3 (где Н=Н, алкил, арил) или соединений, окисляемых гиноподитом до RCOCHg, например этилового спирта (йодоформная проба Либена).
Йодоформная проба. Растворяют 0,1 г или 0,1 мл вещества в 5 мл диоксана, прибавляют 1 мл 10%-ного раствора NaOH и по каплям раствор К13 (10 г иода, 20 г KI и 80 мл воды) до появления устойчивого темного окрашивания, после чего нагревают не более 2 мин при 60° С. Если раствор обесцвечивается, прибавляют по каплям еще немного раствора К13 и кратковременно нагревают. Затем смесь обесцвечивают несколькими каплями 10%-ного раствора NaOH и разбавляют водой. При известных условиях йодоформ выделяется в виде желтых кристаллов (т. пл. 119° С) из метилового спирта [698].
Йодоформ можно получать также, действуя 4 М раствором NaICIo на воднощелочной раствор ацетона [699].
14. Замещение галогеном водорода в гетероциклических соединениях
О-Гетсроциклические соединения (фуран, бенз- и дибепзфуран) очень легко бронируются преимущественно бромом в CS2, СНС13, СС14 или ледяной уксусной кислоте. Хроман и бенздиоксан, являющиеся циклическими эфирами фенолов, бронируются в бензольное ядро. Хлорирование и бромирование изохромана и перегруппировка 1-галогенпроизводного в 2-х.юр- или 2-бромэтилбензальдегид описаны на стр. 859.
Тиофен легко бронируется в положения 2 и 5. Под действием N-бромсукцни- имида получается 2-оромтиофен с довольно низким выходом [700], лучший выход достигается по реакции с бромом.
2-Бромтиофен [701]. К охлаждаемой в бане со льдом смеси из 1 моль тиофена и 100 мл СС14 в течение 4 ч при перемешивании прибавляют по каплям 1,1 моль брома в 300 мл СС14. Остаток после отгонки растворителя нагревают в течение 4 ч на паровой бане при периппическ ом перемешивании с 15 е измельченного в порошок NaOH. Затем раствор отделяют декантацией от едкого натра, который дополнительно промывают СС14. Ректификацией на колонке получают 2-бромтиофен (выход 55% от теоретического, т. кип. 153—154° С) и 29,2 г 2,5-ди- бромтиофена (т. кип. 95—98° С при 16 мм рт. ст.).
2,5-Дибромтиофен [702]. К смеси 297 г тиофена с равным объемом бензола прибавляют по каплям 950 г брома с такой скоростью, чтобы не выделялись пары брома. Когда выделение НВг замедляется, добавляют 700 мл C2HgOH и 250 г NaOH и кипятят смесь 16 ч с обратным холодильником. После разбавления водой отделяют органический слой и перегоняют на колонке: получают 152 а 2-бромтиофена (т. кип. 158—162° С) и 425 в 2,5-дибромтиофена (т. кип. 200-210° С).
Применяя большие количества брома, легко получить 2,3,5-трибромтиофен [703] и тетрабромтиофен [704].
2-Хлортиофен лучше получать [706] взаимодействием тиофена в эфире с S02Cl8 в присутствии небольшого количества А1С13. При использовании N-хлор- ацетамида [705] получаются худшие .результаты.
R.С. F u s о п, С. W. Тu I I о с k, J. Am. Chern.Soc., 56, 1638 (1934).
А.И. Григорович,Н. Г. С и м ч а е в,Мед. пром., 12,27 (1958Д
С., 1959, 8840.
Ng. Ph. В u u - Н о i, Ann., 556, 9 (1944).
F.F. В I 1 с к е, J. H.В u г с к h a I t о г,J.Am. Chern.Soc.,64,
478 (1942).
K. F о 1 к e r s et al., J. Am. Chem. Soc., 67, 2094 (1945).
C. Troyanowski, Bull. Soc. chim. France, 1955, 424.
W. Steinkopf, H. J а с о Ь, H. P e n z, Ann., 512, 136 (1934).
W. Steinkopf, A. Otto, Ann., 424, 68 (1921).
A. To hl, O. Eberhard, Ber., 26, 2947 (1893).
ЗЛМЫЦВЯПй иидигидл ид пи Multi сък
2-Бромпропзводпые фурана и тиофена могут быть с хорошим выходом пол ясны бромированием фурана или тиофена при охлаждении льдом диоксаидибромп и диоксапс или эфире [410].
Из упомянутых в пункте а) на стр. 141 методов иодирования для гетероцикл ческих соединений применяется, в частности, уже давно известный способ иодирован иодом в присутствии желтой HgO. Смешивают 1 моль иодируемого вещества или е раствора в спирте, ледяной уксусной кислоте, бензоле пли лигроине (т. кип. 100 120° С) с 1 моль иода и 0,6 — 1 моль HgO при встряхивании или энергичном перемет нянин. Иод и HgO добавляют попеременно маленькими порциями. В большинст случаев уже при обычной температуре образуется красная Hgl2. Подробную рабочз пропись получения 2-подтиофена этим способом см. [707]. 2-Иодтиофен [416] мож быть легко получен также иодированием тиофена иодом в присутствии копцентри{ ванной HNO3.
Метилтиофепы (2- и 3-) легко бронируются в ядро. При действии N-бромсу ципимида в СС14 образуется смесь бронированных в ядро и в боковую цепь метв тиофенов. В некоторых случаях целесообразно не разделять их перегонкой, а нес средствепно использовать в дальнейших реакциях, например для синтеза 2-(пипер динметил)-тиофена по реакции с пиперидином или З-тиофенальдегида по реакщ с гексаметилентетрамином [708].
Подробное описание бромирования 3-метплтиофепа в боковую цепь под де ствием N-бромсукцинимида в сухом бензоле в присутствии перекиси бензоила см. [70S Катализируемое кислотами разложение 3-бромметилтиофена, которое иногда мояс происходить со взрывом, замедляется добавкой СаСО3 или третичных аминов.
2-Хлорметилтиофен. Его лучше всего получать хлорметилированщ тиофена [710]. В смесь 525 мл концентрированной НС1, 450 мл 40%-ного форм лина и 465 лл тиофена при перемешивании пропускают до насыщения энерги ный ток HCI, поддерживая температуру в пределах 0—10° С. Затем реакциониу массу выливают и 2 л воды, отделяют выделяющееся масло, а продукт из водно слоя несколько раз экстрагируют эфиром, соединяют масло с эфирным экстра том, промывают эфирный раствор несколько раз водой и сушат над СаСО3. Пос. отгонки эфира 2-хлорметилтиофен перегоняют, выход 47% от теоретическог т. кип. 78—82е С при 18 лл рт. ст. 2-Хлорметилтиофен нельзя хранить в плотх закрытой склянке, так как он может самопроизвольно и бурно разлагаться!
В пирроле и имидазоле атомы водорода всех СН-грунн очень легко аамещаютс хлором, бромом или иодом. Получение 2,3,4.5-тетраиодпиррола является примере галогенирования с помощью галогеповодорода и перекиси водорода (см. такя стр. 157).
2,3,4,5-Тетраиодпиррол [711]. Растворяют 6,7 а свежеперегнанкох пиррола и 66 a KI при 30° С в 400 мл 25%-ного этилового спирта и прибавляй: 28 мл ледяной уксусной кислоты, 10 г ацетата натрия и 38 мл 10%-ной Н2С в 50 мл воды. Раствор разогревается и окрашивается в красно-коричневый цве- Температура пе должна превышать 45° С; эту температуру поддерживают еп 20 мин. Через 1ч смесь разбавляют двойным количеством воды. Серо-буры осадок перекристаллизовывают из этилового спирта, содержащего активны
Получаются белые иглы; выход 80% от теоретического; т. раз. 162-164° С.
Электрофильное замещение галогенами водорода в пиридине, пиримидин: хинолине п подобных веществах затруднено, в то время как нуклеофильное замещ« ние па амино- или оксигруппы (в а- и у-иоложение к азоту) или синтезы с замыкание
[707| W. М I n n i s, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, р. 357.
. [708| Т. W. С a m р b е 1 I, W. W. К а е d i n g, J. Am. Chern. Soc„ 73, 4018 (1951 [709] E. C a m p a i g n e, B. F. T u I I a r, Org. Synth., 33, 96 (1953).
F. F. В 1 i c k e, F. Leonard, J. Am. Chern. Soc., 68, 1934 (1946),
A. Treibs, H. G. К о I m, Ann., 614, 187 (1958).
кольца амнпо- или оксизамсщенных N-гетероциклов происходят довольно легко. Поэтому в лаборатории, если это возможно, пользуются методами замещения амино- или оксигруппы на галоген, как, например, при получении 2- п 4-бромпирипин* (стр. 252, 230) и 2-хлорпиримидина (стр. 248, 229).
Электрофильное замещение водорода галогеном в пиридине происходит в положения 3 и 5. Бромпрованием расплавленного гидрохлорида пиридина в металлической бане при 212—215° С с добавкой 10 г НеС12 на 100 г пиридина получают в качестве основного продукта 3-бром- или 3,5-днбромпиридин, что зависит от количества брома, взятого для бромирования [712, 713]. Повышение температуры галогенирования пиридина приводит к изменению типа замещения (ср. аналогичное явление при бромировании галогенбензолов на стр. 139).
2-Бромпиридин [713]. В колонке с электрообогревом, высотой 40 ем и диаметром 3,5 cat, заполненной высокоплавкой насадкой из стеклянных трубок- длиной 5 мм и диаметром 6 жл, взгретой до 500° С, подвергают взаимодействию в паровой фазе 6 молъ пиридина с 9 моль брома. Бром приливают по каплям через стеклянную спираль длиной 12 см, расположенную в колонке над насадкой на расстоянии 2 см от нее, а пиридин приливают одновременно через спиральную насадку, присоединенную к верху колонки (длина 60 сж), также нагре-. тую до 500° С. Продолжительность реакции около 5 ч. Скорость подачи реагентов должна быть такой, чтобы в присоединенной к колонке двухгорлой колбе (ем-' кость 1 л), снабженной воздушным холодильником (выпуск НВг!)| не появлялись ■ пары брома. Неочищенный продукт подщелачивают раствором NaOH и перу • гоняют с водяным паром, собирая Зл дистиллята. • Фракционной перегонкой извлеченной бензолом смеси бромидов получают 46% 2-бромпиридина (т. кип. " 90—92е С при 25 мм рт. ст.) и 17% 2,6-дибромпиридина (т. пл. 118—119° С) »
Газофазное хлорирование пиридина на пемзе в присутствии азота приводит уже при 270° С к a-замещению. Получают 2-хлорпирвдин с выходом 31% от теоретического; при более высоких температурах (до 400° С) в качестве основного продукта образуется 2,6-дихлорпиридин [714]. Хлорирование расплавленного гидрохлорида пиридина прн 165—175^0 ведет главным образом к получению 3,5-дихлорпири- дина [713, 714]. 4-Хлорпиридин лучше всего готовить непосредственно из гидрохлорида 4-К-пиридилпиридиинйхлорида [715, 716].
'ci-z
Гидрохлорид 4-К-пиридилпиридипийхлорцца. При охлаждении льдоцч до 8—12° С и перемешивании к 600 a SOCI2 прибавляют по каплям 200 а пира- 1 дина, высушенного над едким иали, и перемешивака еще несколько часов, давая температуре смеси медленно повыситься до 20° С. После трех суток-стояния при? 20° С избыточный SOCI3 (и прочие низкокипящие продукты) отгоняют в вакууме, w а остаток выдерживают 1 ч на кипящей водяной бане. Охлажденную до 0е С.-: серо-бурую кристаллическую массу обрабатывают (охлаждение льдом!) 200 мл $ абсолютного этилового спирта, охлажденного льдом, отсасывают и дважды промывают холодным абсолютным этиловым спиртом (порциями по 200 мл).;-, Высушенный в вакууме неочищенный продукт растворяют в смеси 100 мл воды и 300 мл- 2 и. НС1, кипятят 5 mv-h с активным углем, доводят объем дд 180 лм ч в вакууме, создаваемом водоструйным насосом, смешивают с 400 мл этилового .■ спирта и охлаждают до 0° С. Выпавший светло-желтый гидрохлорид 4-N-nnpB- -;- дилпиридинийхлорида промывают абсолютным этиловым спиртом и высушивают "i в вакууме; выход 167 г; т. пл. 158—160° С.•
4-Хлорпиридин. Смешивают 120 г гидрохлорида 4-пиридилпиридйний» • хлорида со 110 г PCI* и сплавляют на масляной бане при 130—140° С. Быстро- ‘ затвердевающий плав вновь разжижают, повышая в течение 10 мин температуру :5
712712713713714714715715716716Н. Maier-Bode, Вег., 69, 1535 (1936).S. М. М с Е I v a i n, М. A. G о е в е, J. Am. Chem. Soc., 65, 2231 (1943). ' J. Р. W i b a u t, J. R. Nicolai, Rec. trav. chim., 58, 709 (1939). , E. Koenings, H. Greiner, Ber., 64, 1052 (1931). ? К. В о w d e n, F. N. Green, J. Chem. Soc., 1954, 1796. ?Н. Maier-Bode, Вег., 69, 1535 (1936).S. М. М с Е I v a i n, М. A. G о е в е, J. Am. Chem. Soc., 65, 2231 (1943). ' J. Р. W i b a u t, J. R. Nicolai, Rec. trav. chim., 58, 709 (1939). , E. Koenings, H. Greiner, Ber., 64, 1052 (1931). ? К. В о w d e n, F. N. Green, J. Chem. Soc., 1954, 1796. ?
712
712
713
713
714
714
715
715
716
716
Н. Maier-Bode, Вег., 69, 1535 (1936).
S. М. М с Е I v a i n, М. A. G о е в е, J. Am. Chem. Soc., 65, 2231 (1943). ' J. Р. W i b a u t, J. R. Nicolai, Rec. trav. chim., 58, 709 (1939). , E. Koenings, H. Greiner, Ber., 64, 1052 (1931). ? К. В о w d e n, F. N. Green, J. Chem. Soc., 1954, 1796. ?
Н. Maier-Bode, Вег., 69, 1535 (1936).
S. М. М с Е I v a i n, М. A. G о е в е, J. Am. Chem. Soc., 65, 2231 (1943). ' J. Р. W i b a u t, J. R. Nicolai, Rec. trav. chim., 58, 709 (1939). , E. Koenings, H. Greiner, Ber., 64, 1052 (1931). ? К. В о w d e n, F. N. Green, J. Chem. Soc., 1954, 1796. ?
до 150® С. После охлаждения реакционную массу смешивают с водой, слаб< подщелачивают раствором Na2C03 и продукт тщательно экстрагируют эфиром Экстракт промывают водой, сушат над Na2SO4, отгоняют с колонкой эфир и оста ток перегоняют в вакууме. После добавления к дистилляту воды отделившее^ тяжелое масло растворяют в эфире, сушат и перегоняют. Получают 30 г 4-хлор пиридина, выход 50% от теоретического; т. кип. 53—55° С (20 мм рт. стЛ,
Аналогичным образом (РВг5, 130° С) может быть получен 4-ором пиридин (717/,
Значительно легче происходит замещение водорода галогеном в амино- и окси замещенных ^-гетероциклических соединениях. При этом применяют методы, аиа логичные методам галогенирования ароматических аминов и фенолов (стр. 150)
При бромировании 4-оксипиридииа до 3,5-дибром-4-оксипиридина даж< в очень мягких условиях следует учитывать протекание побочной реакции окислительной деструкции [605]. 3,5-Динод-4-оксипиридин получают [718 взаимодействием 4-пиридона с иодом в водном растворе, который поочередн< подщелачивают раствором NaOH и подкисляют HCI.
Совершенно так же получают 2-амино-5-иодпиридин [719].
Натриевую соль 2-оксипиридииа переводят иодом в водном раствор« К3СО3 в 3,5-дииод-2-оксипиридин [719].
Обсуждавшийся па стр. 155 способ замещения водорода иодом через ртуть органические соединения оказался очень подходящим для получения 2-амино-5 иодпиримидина [720].
Для этого водную суспензию ацетоксимеркурисоединения, образовав шегося в течение нескольких минут из амина и ацетата ртути, быстро оорабаты вают раствором иода в горичем дноксане при 70® С. Из реакционной массе водным раствором KI осаждают Hgl2; выход 2-амяно-5-иодпиримидива 70% о?. теоретического.
2-Хлормеркури-З-метилтиофен превращается в водном растворе иоде и иодида калия с 92%-ным выходом в 2-иод-З-метилтиофен [721], а легко доступ ный 2,5-ди-(хлормеркури)-3-метилтиофен [722] с 70%-ным выходом — в 2.5-дп иод-3-метилтиофен [721]. Аналогичным способом моно- или дихлормериурж производные 2,5-диметилфурана превращаются в 3-иод- или 3,4-дииод-'2,5 диметилфураны [723].
Существуют два способа прямого галогенирования боковой цепи алиил-№ гетероциклических соединений:
а) галогенирование в ледяной уксусной кислоте в присутствии ацетата натрил или калия [725, 726], протекающее по механизму, подобному механизму бромировд ния кетонов [724];
1717] D. Jerchel, Н. Fischer, К. Thomas, Chern. Вег., 89, 2926 (1956).
W. Baker, A. S. Briggs, J. Soc. Chem. Ind., 62, 189 (1943).
W. T. C al d w e 11, F. T. T у s о n, L. L a u e г, J. Am. Chem. Soc.
66, 1481 (1944).
R. G. Shepherd, С. E. Fellows, J. Am. Chem. Soc., 70, 15 7 (1948)
W. Steinkopf, W. H a n s k e, Ann., 532, 241 (1937).
W. S t e i n k о p f, A. К i 11 i m g s t a d, Ann., 532, 292 (1937).
Ch. D. Hurd,K. Wilkinson,3. Am. Chem. Soc., 70, 741 (1948)
B. R. В г о w n, D. L. H a m m i с k, В. H. T h e wl i s, D. J. Wal bridge, J. Chem. Soc., 1953, 1369.
w. Koenigs, Ber., 31, 2364 (1898).
]726[ B. R. В г о w n, D. L. H a m m i с k, В. H. T h e w 1 i s, J. Chem. Soc.
1951, 1145.
бромирование с помощью N-бромсукцивимида.
При бромировании N-гетероциклов с активными СЦ3-груциами по первому способу обычно образуются только трихлор- или трибромметилпроизводные. Для бромирования 3-метилппридина, 3- и 4-метилхпнолпна и 1-, 3- и 4-метилизохинолина этот способ неприменим. 2- п 4-Метилпиридицы такпм путем хорошо хлорировать [726, 727], но не бромпровать.
4-Трихлорметилпиридип. В смесь 21 мл 4-метилпиридина, 20 мл уксусного ангидрида, 60 г ацетата натрия и 250 мл уксусной кислоты при 80° С пропускают 50 г сухого хлора (3 моль на 1 моль пиколина). Реакционную массу выливают на лед, подщелачивают аммиаком и продукт экстрагируют эфиром. Двукратной вакуумной перегонкой экстрагированного эфиром масла получают 15,4 е 4-трихлорметилдиридина, т. кип. 105—107° С (13 мм рт. ст.). Это вещество разлагается в течение нескольких дней; в водной уксусной кислоте с AgNOg он превращается в изоникотиновую кислоту, в ацетон-солянокислой среде с оловом — в 4-дихлорметилпиридин.
По второму способу можно, в частности, получить 4-бромметилхинолип (лепи- ' дилбромид) [728], который не может быть приготовлен галогенированием в ледяной уксусной кислоте.’
4-Бромметилхнпоаин (лепидилбромид). К перемешиваемой суспензии ‘ 0,08 моль N-бромсукцинимида в 50 мл СС14 прибавляют при 60° С 0,1 моль "лепидина. Смесь кипятят 30 мин с обратным холодильником п в горячем виде филь- ч труют с отсасыванием. Из фильтрата в виде белого кристаллического продукта выпадает лепидилбромид (10 г), который для очистки от примеси сукцинимида тщательно промывают водой и сушат в вакууме; т. пл. 88—91° С. Продукт необходимо тотчас же подвергнуть дальнейшим превращениям, так как он разла- ‘ гается в течение нескольких часов.?
Литературу о дальнейших реакциях N-гетероциклических соединений С N-бромсукцннимидом см. [729].
Броммотилпроизводные N-гетсроциклическнх соединений можно сиятезиро- ’ вать также окислением метилпроизводиых N-гетероцпклическпх соединений окисью- ; селена, восстановлением получающихся альдегидов формальдегидом и последующим '■ обменом гидроксильной группы образующегося спирта на бром при помощи РВг8 в бензоле [726].
Непосредственное замещение водорода в ароматических соединениях I на SCN-rpynny $
Первичные, вторичные и третичные ароматические амины, а также фенолы со свободными орто-и (или) пара-положениями легко роданируются родаиом (SCN)a. :
c^booc/'VIc^^oc^V Jj
Группа SCN вступает в пара-положение к О1Г- или NR2-rpynnc, а если пара- положение занято, то в орто-положение [И, 12]. В последнем случае легко происхо- у
дит замыкание кольца [14, 730]. Так, из n-толуидиаа образуется 2-аминО-6-метил- бензтиазол, из этилового эфира п-аминобонзойпой кислоты — 2-а.чино-6-карбэгокси- бензтиазол.
Бензол и нафталип пе роданируются роданом, а высшие конденсированные ароматические соединения—антрацен, бензпирен и другие роданируются /731]. Роданируемое вещество можно вносить в раствор родана (получение раствора см. на стр. 92), но проще работать с роданом в момент выделения. В реакционной смеси родая образуется из роданида щелочного металла при действии брома (хлора) или из Cu(SCN)8. В качестве растворителей для работы с хлором или бромом пригодны уксусная кислота или метиловый спирт и метилацетат, насыщенные NaBrили NaCl.
Тимолроданид (3-оксЕг-6-родан-1-мегил-4-Изопропилбензол). Растворяют 15 г тимола и 35 г роданида натрия (NaSCN • 2НгО) в 100 лл Метилового спирта, насыщенного NaBr, и при комнатной температуре приливают по каплям при перемешивании раствор 20 г брома в 30 лм метилового спирта, насыщенного NaBr. После 30 мин стояния к реакционной массе добавляют шести-, восьмикратное количество воды; тимолроданид отделяется в виде масла и выкристаллизовывается после 2 ч охлаждения льдом. Продукт высушивают на глиняной пластиние и перекристаллизовывают из лигроина с активным углем; выход 95% от теоретического; т. пл. 105° С.
Аналогичным способом получают в метиловом спирте при 5° С 4-родан- анилин с 97%-ным выходом [12].
Подробное описание родаиирования с помощью NH4SCN и брома в ледяной уксусной кислоте на примере получения 4-родавдиметиланилина см. [732].
4-Родапаннлип [14]. Растирают 11 г NH4SCN и 12 г CuSOj. Образовавшуюся черную вязкую кашицу прибавляют при 50° С к перемешиваемому раствору 2,3 г анилина в 50 мл 40%-иой H2SO4 и, повысив через 10 мин температуру до 75° С, ведут реакцию до перехода черного Cu(SCN)2 в бесцветны CuSCN. После фильтрации продукт экстрагируют из остатка горячей водой. Из объединенного фильтрата после нейтрализации Na2CO3 получают 2,9 г 4-ро- даванилина, который перекристаллизовывают из воды; т. пл. 57° С.
Реакцию можно также вести в ледяной уксусной кислоте, этилацетату или метиловом спирте в Cu(SCN)2, предварительно приготовленным осаждением из раствора CuSO4 эквивалентным количеством NaSCN, отсасыванием и промывкой этиловым спиртом или эфиром.
Родан можно получать электролизом солянокислого водно-спиртового растворе роданида щелочного металла или роданида аммония в присутствии роданируемогс вещества [10с]. Этот способ не имеет препаративных преимуществ перед описанными выше способами. О введении SCN-группы в ароматические соединения через диазо- соединення см. стр. 257.
ZZ. Обмен галогена на другой галоген или на родан-группу
Обмен галогена на фтор
Реакция обмена одного галогена на другой имеет особенно большое значение для получения алифатических фтор- и иодпроизводных. Обзорные работы по этомд вопросу см. [3, 176, 733, 734]. При обмене на фтор наблюдается следующий порядод
[730[73017311731[732[732[733[733[734[734В. Q. Brewster,?. В. D в i n s, J. Am. Chem. Soc., 58, 1364 (1936).J. L. W о о d, L. F. Fieser, J. Am. Chem. See., 63, 2323 (1941).R. Q. Brewster, W. Schroeber, Org. Syntn., Coll. v. 2, 1943, p. 574 A. L. H о n n e, Org. Reactions, 2, 49 (1944).G. S c h i e m a n n, Die organischen Fluorverbindungen und ihre Bedeutung fur die Technik, Darmstadt, 1951; J. H. Simons, Fluorine Chemistry, v. I Academic Press Inc., New York, 1950; Ch. S I e s s e r, St. R. Schram, Pre Derations, Properties and Technology of Fluorine and Organic Fluorine Compounds McGraw-Hill, New York, Toronto, London, 1951; E. F о г c h e, в энциклопеди: Ullmanns Enzyklopadje der technischen Chemie Bd. 7, 3 Aufl., Munchen — Berlin, 1956, S. 605—641.В. Q. Brewster,?. В. D в i n s, J. Am. Chem. Soc., 58, 1364 (1936).J. L. W о о d, L. F. Fieser, J. Am. Chem. See., 63, 2323 (1941).R. Q. Brewster, W. Schroeber, Org. Syntn., Coll. v. 2, 1943, p. 574 A. L. H о n n e, Org. Reactions, 2, 49 (1944).G. S c h i e m a n n, Die organischen Fluorverbindungen und ihre Bedeutung fur die Technik, Darmstadt, 1951; J. H. Simons, Fluorine Chemistry, v. I Academic Press Inc., New York, 1950; Ch. S I e s s e r, St. R. Schram, Pre Derations, Properties and Technology of Fluorine and Organic Fluorine Compounds McGraw-Hill, New York, Toronto, London, 1951; E. F о г c h e, в энциклопеди: Ullmanns Enzyklopadje der technischen Chemie Bd. 7, 3 Aufl., Munchen — Berlin, 1956, S. 605—641.
[730
[730
1731
1731
[732
[732
[733
[733
[734
[734
В. Q. Brewster,?. В. D в i n s, J. Am. Chem. Soc., 58, 1364 (1936).
J. L. W о о d, L. F. Fieser, J. Am. Chem. See., 63, 2323 (1941).
R. Q. Brewster, W. Schroeber, Org. Syntn., Coll. v. 2, 1943, p. 574 A. L. H о n n e, Org. Reactions, 2, 49 (1944).
G. S c h i e m a n n, Die organischen Fluorverbindungen und ihre Bedeutung fur die Technik, Darmstadt, 1951; J. H. Simons, Fluorine Chemistry, v. I Academic Press Inc., New York, 1950; Ch. S I e s s e r, St. R. Schram, Pre Derations, Properties and Technology of Fluorine and Organic Fluorine Compounds McGraw-Hill, New York, Toronto, London, 1951; E. F о г c h e, в энциклопеди: Ullmanns Enzyklopadje der technischen Chemie Bd. 7, 3 Aufl., Munchen — Berlin, 1956, S. 605—641.
В. Q. Brewster,?. В. D в i n s, J. Am. Chem. Soc., 58, 1364 (1936).
J. L. W о о d, L. F. Fieser, J. Am. Chem. See., 63, 2323 (1941).
R. Q. Brewster, W. Schroeber, Org. Syntn., Coll. v. 2, 1943, p. 574 A. L. H о n n e, Org. Reactions, 2, 49 (1944).
G. S c h i e m a n n, Die organischen Fluorverbindungen und ihre Bedeutung fur die Technik, Darmstadt, 1951; J. H. Simons, Fluorine Chemistry, v. I Academic Press Inc., New York, 1950; Ch. S I e s s e r, St. R. Schram, Pre Derations, Properties and Technology of Fluorine and Organic Fluorine Compounds McGraw-Hill, New York, Toronto, London, 1951; E. F о г c h e, в энциклопеди: Ullmanns Enzyklopadje der technischen Chemie Bd. 7, 3 Aufl., Munchen — Berlin, 1956, S. 605—641.
бром замещается легче, чем хлор, иод — легче, чем бром. Наиболее легко обменивается галоген в галогенированных карбоновых и сульфокислотах в «-положении к карбонильной или карбоксильной группе и в «-положении к С=С-связи (в аллильном положении), труднее в насыщенных галогеналкилах RCX2R' и RCXS. Перевод групп СНХ или СН2Х в CHF или CH8F осуществляется с помощью галогенидов металлов. В винилгалогенидах обмен галогена на фтор чаще всего невозможен, в ароматических соединениях обмен возможен только в том случае, если в орто- или пара-положении к галогену имеется ннтрогруппа. Наличие атома фтора у соседнего атома углерода затрудняет обмен галогенов.
В промышленности предпочитают проводить обмен с помощью безводного HF (стр. 107); при малых лабораторных загрузках хорошие результаты дают проводимые в стеклянной аппаратуре реакции с фторидами металлов, SbF3 или смешанный фторгалогенидом сурьмы SbFsX2. Последний получают в основном непосредственна в реакционной массе из 1 моль Sbr3 и 1 моль хлора или брома. В большинстве случаен приходится вести реакцию без доступа влаги. Обычно обмен атома брома на фтор снижает температуру кипения вещества примерно на 70° С, а обмен атома хлора — на 40е С. Поэтому органичесний фторид, образующийся в ходе обменной реакции, можно отогнать на колонке.
В отсутствие катализаторов HF вступает в реакцию только с очень реакционноспособными галогенидами, т. р. с галоидангидридами кислот или аллилгалогенидами. Так, в беизотрихлориде все атомы хлора легко замещаются фтором при 0—140° С [735, 737--739].
Бензотрифторид [735]. В медную колбу, снабженную доходящей до дна медной трубкой для подвода таза, газоотводной трубкой и медной мешалкой, помещают 500 а бензотрихлорида и при 0° С и перемешивании медленно пропускают в него 200 а HF (72 ч). Из отводной трубки сначала выходит только' HCI, затем во все возрастающем количестве HF и уносимый бензотрифторид, которые конденсируют в медном приемнике, "охлаждаемом смесью поваренной' соли со льдом. Продукт реакции, оставшийся в колбе, соединяют с конденсатом из приемника, нагревают до комнатной температуры и связывают еще содержащийся в нем фтористый водород встряхиванием с NaF. Затем смесь фильтрую, н перегонкой фильтрата получают 300 г бензотрифторида; т. кип. 102,3* С. Тяжелую фракцию, состоящую только из частично фторированного бензотрихлорида,' можно использовать опять в реакции.
О получении бензотрифторида с помощью В Fs с примерно одинаковым* выходом см. [736].
Соединения RCX2R' и RCXS реагируют с HF в присутствии SbF3 или SbCl5«’ Действующие как катализаторы смешанные галогениды сурьмы (V) непрерывно регенерируются фтористым водородом, причем образующийся SbCI3 реагирует с фто-' ристым водородом и превращается с выделением хлористого водорода в SbF3. v
Дифтордихлорметан. CCIgFg (т. кип. — 30° С). Промышленный способ; получения состоит в введении HF (т. кип. 19,4° С) и СС14 (т. кип. 76° С) в реак-^ циониый сосуд, в котором находятся SbF3 и небольшое количество пентагало-,'| генида сурьмы. Через колонку непрерывно отгоняют хлористый водород и ди-^ фтордихлорметан, в то время как HF, CCI3F (т. кип. 25° С) и СС14 остаются^ в зоне реакции [740]. Лабораторный способ с применением SbCIs и HF под давле-^ нием см. [ЗЬ, 741]; с использованием SbF3 и 0,1 моль SbCL на 1 моль SbF, —5 см. [733]. '
J.Н. Simons, L. J.Lewis,J. Аш. Chern. Soc.,60,492(19-38).•;
E.Pouterman, A.G i г a d et, Helv. chim. acta,30,107(1947).
K.W i e c h e r t, Angew. Chern.,56, 333 (1943).)
J.H. В г 0 w n, C. W.S u c k I in g, W. B. W h a I I ey,J. Cbem. Soc.,<;
1949 95
F. Smith et al., J. Appl. Chern., 2, 97, 127 (1952).
A. L. Henne, пат. США 2007208, 1930129, 1833847; С. A., 29, 545» (1935); 28, 179 (1934); 26, 1047 (1932).
L. J a r k 0 v*s k у, M. H u d 1 i c k y, Chem. Listy, 51, 625 (1957).
Способ получения фторидов по реакции Свартса уже давно известен и сохранил свое значение до настоящего времени. Соответствующий галогенид подвергают взаимодействию с SbF3 (0,35 моль SbF3 на 1 -ноль подлежащего обмену галогена). Реакционную способность не особенно активного SbF« повышают добавкой 2—5% SbCl6 или примерно 1% хлора, или 5% брома [733, 7-42]. Обмен галогенов происходит постепенно и ему благоприятствует увеличение добавки SbCl6, хлора или брома. Особенно- активное действие оказывает комплекс SbF3CL*2HF, получаемый [7-43] нагреванием до 150° С в автоклаве 1 моль SbCI6 с 5 жоль HF.
Обмен галогена в соединениях с группировками типа —СНХ— при действии HF так же неосуществим, как и в случае SbF3 или SbF3X2.
Трифторид сурьмы [41, 744]. Получают растворением Sb2O3 в избытке водного раствора HF, выпариванием досуха и перегонкой в медной аппаратуре; т. кип. 376° С.
Примером работы со смешанными фторгалогенидами сурьмы (V) является получение этилового эфира трифторуксусной кислоты и трифторуксусной кислоты черен 1,3,5-трис-(трифторметил)-сижж-триазин [3i, 745].
СС13 CF8
I I
N N N N
II I аГ?М^ || I ней С.Н.ОН , gCFjCOOCgHj ci/:/\^c^ fsc/^/Xcf,
Трифторуксусная кислота. Трихлорацетонитрил насыщают сухим НВд в присутствии около 0,01 моль А1Вг3 или А1С13, причем он циклизуется в 1,3,5- трис-(трихлорметил)-сижж-триазин. Возрастающими порциями вводят 500 а этого вещества в течение 4 ч при перемешивании в горячую смесь 800 г ShFa и 105 a SbCl3, в которую предварительно при 150° С пропускают 100 а хлора. Реакцию ведут в аппарате, снабженном колонкой с обратным холодильником. Реакционную массу нагревают до слабого кипения и через 30 мин [31] или череа 2 ч [745] после окончания прибавления галогенидов сурьмы прй флегмовом числе 10 начинают отбирать фракцию при 98—105° С (43 г) и вторую фракцию при 105—125g С (153 г). Эту фракцию еще раз фторируют смесью 500 г SbFa и 105 a SbClg, насыщенной при 150е С хлором. Отобранную при последующем фракционировании высококипящую фракцию вновь фторируют. В совокупности получают около 160 г (выход 49% от теоретичесиого) трис-трифторметилтри- азина; т. кип. 98—100° С. По Нортону [745], выход должен составлять 90% от теоретического.
кипячением этого продукта с водно-спиртовым раствором HCI получаю! этиловый эфир трифторуксусной кислоты, который сначала находится в виде азеотропной смеси с водой; т. кип. 52,5—56° С. Азеотропную смесь можно обезводить концентрированной H2SO4 или омылить раствором NaOH в трифторацетат натрия. Эту тонконемельченную соль добавляют при охлаждении и концентрированной H2SO4 и отгоняют затем безводную трифторуксусную кислоту: т. кип. 72—74® С.
Трифторунсусная кислота образует с водой азеотропную смесь (т. нип. 105,5° С) с содержанием 79,4% CF3COOH. Она может быть также получеие в лаборатории онислением м-аминобензотрифторида (из бензотрифторида нитрованием и восстановлением) бихроматом калия [746].
742743744745746742743744745746F. S w а г i s, Bull. cl. sci., Acad. roy. Belgique [3], 24, 474 (1892).
742
743
744
745
746
742
743
744
745
746
W. В. Whalley,?. Soc. Chern. Ind., 66, 427 (1947).
O. Ruff, Die Chemie des Fluors, Springer-Verlag, Berlin, 1920.
T. R. Norton, J. Am. Chem. Soc., 72, 3527 (1950).
F. Swarts, Bull. cl. sci., Acad, roy, Belgique, 8, 343 (1622); C., 1923, I, 86,
13 Заказ 1835.
Смешением 1 г трифторуксусной кислоты с 0,87 г Р2О5 и последующей перегонкой получают ангидрид трифторуксусной кислоты [747] (т. кип. 39° С), легко образующий с карбоновыми кислотами или ангидридами смешанные ангидриды, которые расщепляются на катион — ацил и анион — трпфторацетат:
,0/О
(CF8CO)2O-1-RC<CF3r< I
\эн ХО- CR
Этим объясняется то, что добавка ангидрида трифторуксусной кислоты дает •возможность успешно проводить этерификацию трудно этерифицируемых кислот [748] и спиртов [749].
При взаимодействии образовавшихся в реакционной массе смешанных ангидридов с олефинами получают а, ^-ненасыщенные кетоны
V^ch-4-cf3c/—> ^C=i-CR
/\q—CR /||
IIО
О
а при взаимодействии с алкинами—1,3-дикетоны [750]. Сведения о применении трифторуксусной кислоты см. [751].
Трифторуксуспая кислота получается также окислением 2,3-дихлоргексафтор» бутена-2 перманганатом калия [752]:
СС12=СС1СС1=СС12 —> СС13СС1=СС1СС13 —>
—* CF3CCI=CC1CF3 CFgCOOH
В промышленности трифторуксусную кислоту производят электролизом 4% -ного раствора уксусного ангидрида в безводном HF и абсорбцией выделяющегося фторан- гидрида трифторуксусной кислоты [75.3].
Способ обмена галогепов на фтор с помощью фторидов металлов (AgF, HgF, HgFX, HgF2, KF) применим и в тех случаях, когда описанные до сих пор методы непригодны, главным образом при обмене галогенов в алкилгалогенидах.
Фторид серебра AgF получают взаимодействием карбоната [744] или окиси [754] серебра с водным фтористым водородом. Раствор выпаривают и затем быстро высушивают остаток. Фторид серебра трудно получить безводным; кроме того, на 1 молъ обмениваемого галогена (X) приходится вводить 2 моль AgF, так как выделяющийся галогенид серебра образует с фторидом двойную соль [755]. В настоящее время AgF применяется сравнительно редко; он вполне заменим KF. Однако преимуществом AgF является возможность ведения реакции в мягких условиях.
, 21-Фторстероиды могут быть получены добавлением небольшого избытка 50%-ного водного раствора AgF при 30—40° С к раствору 21-иодстероида во
[747 748 749[747 748 749750751752753754755750751752753754755М. Т о d d е г et а]., 3. Chern. Зое., 1949, 2976.
[747 748 749
[747 748 749
750
751
752
753
754
755
750
751
752
753
754
755
R. Reed Jr., J. Am. Chern. Soc., 77, 3403 (1955).
A. H. A h 1 Ь r e c h t, D. W. Codding, J. Am. Chern. Soc., 75, 984 (1953).
A. L. Henne, J. M. Tedder, J. Chem. Soc., 1953, 3628.'
J. M. Tedder, Chem. Rev., 55, 787 (1955),
L. Henne, P. Trott, J. Am, Chem. Soc., 69, 1820 (1947).
А. К a u c k, A. R. D i e s s I i n, Ind. Eng. Chem., 43, 2332 (1951).
H. J. E m e I e u a, H. G. H e a I, 3. Chem. Soc., 1946, 1126.
Swarts, Bull. cl. sci., Acad. roy. Belgique [5], 7, 438 (1921); C., 1921, III. 1457.
влажном ацетонитриле [756]. Реакцию можно вести также без растворител в сухом фтористом водороде, углеводородах или эфире *.
Для обмена галогена и водорода в галогензамещенных углеводородах на фт< применим [758] также AgF2 и CoF3. Фторное серебро получают пропусканием фтог при 150—200° С через галогенид серебра AgX; CoF3 готовят [3m, 757] из СоС1а и CoJ или взаимодействием СоаО3 с фтором при 250—300° С. Оба вещества пригодны така для фторирования углеводородов, тан как в этом случае на 1 моль образующего* фтористого водорода выделяется примерно вдвое меньше тепла, чем при фторировали чистым фтором [Зп, 759, 760].
Фторирование с помощью AgF2 или CoF3 проводится ступенчато с пов« тлением температуры в соединенных последовательно четырехгранных peai циоиных трубках, в которых тонким слоем распределен фторид металла. В эк Же аппаратуре предварительно готовят фториды металлов, а после проведена фторирования регенерируют их пропусканием тока фтора.
Фторид ртути HgF является более активным агентом, чем AgF, при получена алкилфторидов из алкилиодидов или алкилбромидов. Добавка иода благоприятствуй протеканию реакции обмена. В реакциях с алкилхлоридами HgF мало активен, дл фторирования соединений типа RCX2CX2R' он непригоден, так как при атом происх- дит отщепление 1алогена с образованием галогенированных олефинов и соле ртути (II).
Более действенными агентами, чем HgF, являются HgClF и IlgIF, которь получают добавкой к HgF эквивалентных количеств галогена [761].
Особенно активным агентом для обмена галогенов на фтор является HgF оба атома фтора которого обмениваются на хлор, бром или иод. С иодидами Hgl реагирует так бурно, что иодид приходится разбавлять углеводородами, фторироват ними углеводородами, СНС13 или СН8С12; эфир и кетоны непригодны в качестве ра творителей. С помощью HgFs возможен обмен па фтор до трех атомов брома и до дау атомов хлора у одного атома углерода [762]. Эта соль в чистом виде гораздо мен* доступна, чем AgF, HgF й KF.
Фторид ртути (II). Его получают [744] взаимодействием HgF с хлора и последующим удалением сублимацией образующегося HgCI8. По другом способу [762] пропускают ток фтора над HgCl2« распределенным тонким слое в медной трубне. Проще получать HgF2 из HgO и HF [763, 764] или HgCI2 и Н [765] непосредственно в реакционной смеси, однако в этом случае процесс иео< ходимо вести при низких температурах и в металлическом аппарате.
При охлаждении сухим льдом в стальном автоклаве, в котором находится' 1 моль HgO, конденсируют 10—12 моль HF и туда же добавляют охлажденное' сухим льдом галогенированное соединение (2 моль замещенного галогена н^ 1 коль HgO). Автоклав закрывают и несколько часов встряхивают, давая тец-J пературе повыситься до компатпой. ^
Для приготовления фторорганических соединений без применения фтора, фто^ ристого водорода или металлической аппаратуры следует попытаться провести заме?д щенис тозилоксигруппы, п-СН3СвН48О2О (стр. 218) или галогена фтором с помощь^ KF. Фторид калия, кристаллизующийся с двумя и четырьмя молекулами воды, сле-з дует, за редкими исключениями, употреблять в абсолютно сухом виде.я
Для получения сухого KF его сушат 24 ч при 125° С, после чего очень'- тонко измельчают и сушат еще 24 ч в вакуум-сушильном шкафу при 150° С^ Большие количества фторида обезвоживают азеотропной сушкой с бензолов После отгонки азеотропной смеси бензол — вода добавляют более высококипя; щий растворитель (см. ниже) и отгоняют оставшийся бензол.'
Из сульфохлоридов с помощью KF легко получают фторангидриды сульфокно^ лот [766, 767]. Фторангидриды карбоновых кислот, отгоняющиеся в продессе реакцйй через колонку, готовят нагреванием хлорангидридов с KF, а формил- и ацетилфтф^ риды [768, 769] — взаимодействием кислот с бензоилхлордцом и KF. В качеств#' разбавителей можно применять ксилол или ацетамид. При 100—150° С фторид калд^ реагирует также с эфирами, нитрилами и^амидами а-хлор- и а-бромзамещенных алит фатических кислот.
Этиловый эфир фторуксусной кислоты [30, 770]. В трехгорлой колбе) емкостью 2 л, снабженной герметичной мешалкой и колонкой с охлаждаемый? водой дефлегматором, на масляной бане нагревают до 110° С смесь 8 моль аце1^ амида и 5,9 моль этилового эфира хлоруксусной кислоты. При интенсивном^ перемешивании к этой смеси в несколько приемов прибавляют 8,2 моль тонкой измельченного сухого KF и затем повышают температуру балл до 140° С. Прак мерно через 30 мин, (при флегмовом числе 10) начинают отгонять неочищенный продукт; при 76—115,5° С отгоняется 245 г, а при 115,5—117,5° С ещ< 210 г. Повторной перегонкой обеих фракций получают этиловый эфир фтор^ уксусной кислоты с выходом 52% от теоретического; т. кип. 117—118° С. -
исходит
сивном
Превращение алкилгалогенидов RCH2X в алкилфториды с помощью KF про»4* it в этиленгликоле или, лучше, в диэтиленгликоле без доступа влаги при интея** 1 перемешивании. Необходимо вводить не менее 2 моль безводного KF на 1 лол#) ащего обмену галогена. Таким способом (2,5 моль KF, этиленгликоль;)
Подлежащего обмену галогена. 1апим сиоиииим ^,О моль м:, oiaoeauiiatiVMo,; 150—185° С) из хо.со'-дихлоралканов получают ы,ы'-дифторалканы [771], из алкил-ч галогенидов (этиленгликоль, 180° С) — алкилфториды [772] и из ю-хлор(бром)гЙ
спиртов или эфиров й)-хлор(бром)алифатических кислот (диэтиленгликоль, 120—*-'^ 130е С) — соответствующие офторорганические соединения [773]. Описание этогоЧ )ба на примере получения н-гексилфторида из «-генсилбромида см. [774]..'”
способ
[766
[767
[768
J769 [770
[771 [772
[773]
[774]
W. Т. Truce, F. О. Н о е г g е г, J. Am. Chern, Soc., 76, 3230 (1954), W. D a v i е s, J. H. D i c k, J. Chern. Soc., 1931, 2104; 1932, 483.
A. N. Nesmeianow, E. I. Kahn, Ber., 67 , 370 (1934),
А. И. Машенцев, ЖПХ, 20, 854 (1947); C. A., 42, 5418 (1948).
D. Bergmann, I. Blank, J. Chem. Soc., 1953, 3786,
W. Hoffmann, J. Org. Chem., 14, 105 (1949).
H. Kitano, K. F u k u i, J. Chem. Soc. Japan, ind. Chem. Sect., 58, (1955)- C. A., 50, 3995 (1956).
F. L. M, Pattison et al., J. Org. Chem., 21, 739 (1956).
A. I. V о ge I, J. Leicester, W. A. T. M ace y, Org. Synth., 36, (1956).
2-Фторэтиловый спирт из этиленхлоргидрипа [775]. В перемешиваемую смесь 350 з сухого тонкоизмельченного KF, 320 г этиленгликоля и 130 s диэтиленгликоля при 170—180° С в течение 3 ч приливают по каплям 322 в этилен- хлоргидрива, причем 2-фторэтиловый спирт (т. кип. 97—104° С) отгоняется в процессе реакции через колонку высотой 30 см. Для полноты выделения спирта через аппаратуру к концу отгонки просасывают медленный ток воздуха. Чтобы удалить следы HF из неочищенного продукта (152,5 г), к нему добавляют Юв NaF и оставляют на двое суток, после чего еще раз перегоняют; выход 109 в (42,5% от теоретического).
2-Фторэтиловый спирт получают также из этиленхлоргидрина и KF в глицерине [776] при 50—60° С или в автоклаве без растворителя [777] при 130-135’ С.
Для обмена галогенов на фтор в ароматических соединениях KF может применяться только в том случае, если галоген особенно подвижен вследствие наличия нитрогруппы в орто-и (или) пара-положении. Скорость реакции н количество побочных продуктов в большой мере зависят от природы растворителя. Гликоли непригодны для этой цели, в нитробензоле реакцию приходится вести при 190—205° С, в диметил- формамиде или диметилсульфоксиде [778] обменная реакция с 2- или 4-нитро- и 2,4-дн- нитрохлорбензолами протекает уже при температуре около 100° С.
Динитрофторбснзол. Подвергают взаимодействию 25,5 г 2,4-динитро- хлорбензола в 25,5 г диметилформамида с 14,5 г сухого KF (30 мин при 140— 150° С или 13 ч при 95—100° С), реакционную массу разбавляют и образовавшееся масло хорошо промывают водой, сушат и перегоняют в вакууме. Выход 2,4-динитрофторбензола 77% от теоретического; т. кип. 122— 124°С (1мм pm. cm.) и 156—158’ С (12 мм pm. cm.).
По другому способу [779] смесь 2,4-динитрохлорбензола и сухого KF нагревают в течение 7 ч при 180—200° С. После охлаждения извлекают продукт из реакционной смеси горячим сухим бензолом, бензол отгоняют, остаток перегоняют в вакууме и перекристаллизовывают из метилового спирта; выход 92% от теоретического; т. пл. 27° С.
О получении 2,4-динитрофторбензола нитрованием фторбензола см. [Зр, 780].
*Значительно реже, чем KF, применяются LiF, NaF и NH#F. Но иногда хоро
шие выходы достигаются при использовании KHF2, например при получении фтор- :ангидридов карбоновых кислот (С2—С8) нагреванием кислот в течение 1 ч при 100° С
• с сухим KHFa и бензоилхлоридом [781].
Обмен ганогена на нод, бром или хлор
Галогены легче всего обмениваются на иод при взаимодействии органичесного галогенида с неорганичесним иодидом, преимущественно с Nai, реже с KI и Са12.
RX + Г ^z* RI+X- где Х=С1, Вг.
принтапринтаСкорость равновесной реакции сильно зависит от растворителя. Особенно она велика в ацетоне, который, кроме того, обладает тем преимуществом, что в нем очень
принта
принта
F. W. Hoffmann, J. Am. Chern. Soc., 70, 2596 (1948).
G. О I a h, A. P a viath, Acta chim. Acad. Sci. Hung., 3, 199 (1953).
В. C. S a u n d e r s, G. J. S tacey, I. G. E. W i 1 d i n g, J. Chern, r Soc., 1949, 773.
G. C. F i n g e г, C. W. К r u s e, J. Am. Chem. Soc., 78, 6034 (1956).
7791 H. H. В о p о ж ц о в, Г. Г. Якобсон, ЖОХ, 27 (89), 1672 (1957).
Н. Zahn, A. W и г z, Angew. Chem., 63, 147 (1951).
G. О i a h, S. К и h п, S. В е k е. Chem. Вег., 89, 862 (1956).
хорошо растворим Nai (1,29 моль/л) и очень плохо NaBr и NaCl (5,5-10-6 дюль/л) В сухом ацетоне Nai растворяется при комнатной температуре примерно в 20 ра. лучше, чем KI. Особой реакционной способностью обладают а-галогенкарбонильны соединения, аллил-и бензилгалогениды, причем бром обменивается легче хлора; пер вичные алкилгалогениды реагируют легче, чем вторичные и третичные [782, 783] В ароматических соединениях галоген может обмениваться на иод лишь в toi случае, если связь углерод — галоген ослаблена наличием электронопритягивающи: заместителей, например нитрогругшой в орто- и (или) пара-положении. 1-Иод 2,4-динитробензол получают с 70%-ным выходом кипячением (15 жми) 1 moai 2,4-динитрохлорбензола с 5 моль KI в диметилформамиде [784]. Разработан такж< простой способ обмена галогена на иод в других ароматических соединениях (стр. 200);
Хотя в основном взаимодействие галогенорганических соединений с Nai протекает очень гладко, приходится считаться, в известных условиях, с побочными реакциями. Так, HI, возможно образующийся при реакции очень подвижного атома иода, может оказывать восстанавливающее действие:
RI + HI —> НН+12
Поэтому рекомендуется при переработке продуктов реакции связывать мод не бисульфитом, а тиосульфатом или разбавленным раствором NaOH.
При действии иодидов на 1,2-дигалогениды могут образовываться олефины!
RCHX—CHXR'> RCH=CHR'+2X-+I2
Иногда эта реакция желательна, например, для введенияС—С-связей в стероиды [785].
Условия взаимодействия органических галогенидов подбирают в соответствие с реакционной способностью галогенидов. На 1 моль галогенида вводят 1—1,25 моль сухого Nai (при взаимодействии ценных и малореакционноспособных галогенидов больше) и, как правило, примерно шестикратное по отношению к иодиду количество! сухого ацетона.
Смесь перемешивают при комнатной температуре или при температура кипения до прекращения осаждения NaBr или NaCl. После их отсасываний из фильтрата удаляют растворитель, остаток смешивают с эфиром и связывают иод обработкой раствором тиосульфата.
Работая с галогенорганическими соединениями типа RX, обладающими малой: реакционной способностью, можно использовать более высококипящие растворители^' например метилэтилкетон [786, 787] или ацетонилацетон. При действии на RX амй-: нами или фенолами тогда может оказаться полезным перевести на промежуточной' стадии обладающий малой реакционной способностью RX в RL Для этого в реакциоя-, ную смесь вводят небольшие количества Nai или KI.
Обмен галогенов по реакции с Nai или Ki может быть также осуществлен в воде, или метиловом или этиловом спиртах.
Иодуксусная кислота[788]. Нагревают в течение 2 ч при 50е С 1 моль хлоруксус-? ной кислоты с 1 моль К1 в концентрированном водном растворе. Смесь обесцвечивают^ сернистой кислотой, извлекают продукт реакции эфиром, упаривают высушенный над СаС12 эфирный раствор и перекристаллизовывают иодуксусную кислоту из веболЬ-, пгою количества воды или из петролейного эфира; т. пл. кислоты 82° С.
Н. Finkelstein, Вег., 43, 1528 (1910).
J. В. Conant. R. Е. Hussey, J. Am. Chern. Soc., 47, 476 (1925). у
J. F. В u n n e t t, R. M. Conner,!. Org. Chern., 23, 305 (1958); Org. Synth,,.
40, 34 (1960).
H. H. Inhoffen, Ber., 69, 113 4 (1936).
A. H. Ford-Moore, Org. Synth., 30, 10 (195 0).
E. Klingsberg, J. Am. Chern. Soc., 72, 1031 (1950).
E. Abderhaiden, M. Guggenheim, Ber., 41, 2853 (1908).
Примерами использования метилового или этилового спиртов могут служить получение 2-и одгептана [789] из 2-6 ромгедтана (Nai, 6 ч кипячения) или а-иоддигидрохаульмугровой кислоты [790] из соответствующего бромсосдиневия (KI, 12 ч кипячения).
Обмен хлора или иода на бром имеет гораздо меньшее препаративное значение, чем рассмотренные до сих пор реакции обмена галогенов. В принципе он протекает аналогично рассмотренным ранее, но в менее мягких условиях; иод подвижное хлора. Галоген, находящийся рядом со связями С—С или С=С, можно обменять на бром с помощью ЫВг в кипящем метиловом спирте или ацетоне, NaBr в кипящем^метиловом или этиловом спирте или с помощью СаВг2. Особенно активен безводный А1Вг3, с участием которого удается заменить хлор бромом даже в CCltf.
Трихлорбромметан [791]. Продукт представляет интерес как растворитель при фосфорилировании. Получают его в простом приборе, выдерживая в течение трех суток при комнатной температуре 350 лм СС14 с 260 г А1Вг3. Это вещество можно также получить парофазпым бромированием хлороформа [792] при -420—450° С.
Тетрабромметан [793]. К смеси 130 г ССЦ и 300 г этилбромида при температуре от —10 до 0е С в течение 30 мин прибавляют приготовленный при охлаждении раствор 300 г А1Вг3 в 400 а этилбромида. Смесь выдерживают 30 мин. В качестве основного продукта реакции образуется тетрабромметан.
Бромид алюминия [794]. Его получают с отличным выходом, вводя по каплям 250 г брома под насадку из смеси алюминиевых стружек в колец Ратпига. В качестве катализатора в начале реакции вводят немного А]Вг3. Реакцию проводят в колбе емкостью 1 л, которую заполняют на 4/6 ее объема. Уже во время двухчасового приливания брома за счет того, что реакция очень экэо- термичпа, отгоняется А1Вг3. По окончании добавления брома А1Вг3 отгоняют, нагревая колбу на воздушной бане; т. кип. А1Вг3 255° С; т. пл. 94,9° С.
Хлор- и броморганические соединения можно получать также действием хлора или брома на органические галогениды. Так, например, под действием хлора или брома в петроленном эфире на 2-иодоктан уже при —76° С образуется с хорошим выходом 2-хлор- или 2-бромоктан [795]. Такого рода превращения не имеют препаративного значения, однако с ними приходится сталкиваться в основном в качестве нежелательных побочных реакций. Например, хлорирование боковой цепи о-, м- и n-бромтолуолов приводит к образованию смеси галогенированных бенвил- галогонидов, замещенных хлором и бромом как в ядре, так и в боковой цепи [796]. Если в бромбензол в течение 1 ч пропускают хлор при 90° С и освещении лампой в 200 вт, то образуется 91% хлорбензола. Бром может обмениваться |797] также на 82Вг. В присутствии FeClg или AICI3 бромбензол хлорируется до о- и п-хлор- бромбензола [798]. Ароматически связанный бром может гладко обмениваться на хлор при действии CuClc небольшой добавкой СиС12. Реакция особенно хорошо проходит в а-пиколине и в диметилформамиде [799]. Ароматически связанный иод вообще не обменивается на хлор или бром.
М. S с h i г m, Н. Besen d orf, Arch. d. Pharm., Вег., 280, 64 (1942).
Ng. Pg. Buu-Hoi, P. C a g n i a n t, Ber., 75, 1181 (1942).
H. G. V e r n e r, G. К. В oil ef s on, J. Am. Chem. Soc., 56, 1456 (1934).
Л. И. 3 a x a p к и н, Синтезы органических соединений, Сборник 2, изд. АП СССР, 1952.
Н. S. N u t t in g, P.S. Petrie, пат. США 2120675; С.,1938,
2840.
V. К о u t n i k, J. В e n e s, Chem. Prum., 8 (33), 187 (1958); C., 1958, 12911.
F. M. В e г i n g e r, H, S. Schultz, J. Am. Chem. Soc., 77, 5533 (1955).
F. Asinger. Mh. Chem., 64, 153 (1934).
В. M i 11 e r, Ch. W a 11 i n g, J. Am. Chem. Soc., 79, 4189 (1957).
M. A. F. H о ] 1 e m a n, T. v a n d e г Linden, Rec. trav. chim., 30, 253 (1911).
W. В. H a r d y, R. B. F о r t e n h a u g h, J. Am. Chem. Soc., 80, 1716 (1958).
Кроме неорганических галогенидов и свободных галогенов в реакциях галогенного обмена могут использоваться алкплгалогенпды R'X:.
RC1H R'X
RX + R'C1
Безводный Л1С13 (0,02—0,03 моль^ катализирует установление равно^ весия в этой реакции. Если применяют примерно 5%-ный избыток R'X (R'=CH^ или С3Н5), то при 30—40° С и непрерывной отгонке легколетучих метил- или этил-^ хлорида равновесие реакции сдвигается вправо. Таким способом, в частности, получают с очень хорошими выходами тетраиодметан из СС14 и метилиодида [800], йодоформ из хлороформа и этилиодида [801] или метилиодида [800] и бромоформ из хлороформа и этилбромида [800].
Катализируемое AIC1S взаимодействие двух многократно галогенированных'
алканов приводит к смеси хлорбромалканов:
СНВг3 + СнС13
Сн2ВгСП2Вг + СН2С1СнгС1
СНС12Вг + СПС1Вг2 Aid,
2СН2С1СН2Вг
2BMgX -У-’2BMgX -У-’2RX + 2Mg2RX + 2Mg2RI + MgX2 + MgI22RI + MgX2 + MgI2Подробности об этих синтезах см. [802, 803]. Введение галогена в органически^ галогенид вместо относительно прочно связанного с ним другого галогена может быт^ осуществлено с помощью промежуточного получения металлоорганических соедини-' ний, чаще всего соединений Гриньяра:
2BMgX -У-’
2BMgX -У-’
2RX + 2Mg
2RX + 2Mg
2RI + MgX2 + MgI2
2RI + MgX2 + MgI2
Эта реакция имеет особенно большое значение для получения иодировали ароматических и гетероциклических соединений из хлор- и бромпроизводных.
Наиболее простой способ проведения синтеза состоит в том [804], чтй к приготовленному из 1 моль арилбромида и магния эфирному раствору реактив* Гриньяра приливают по каплям раствор 0,65 моль иода в абсолютном эфире т. е. значительно меньше расчетного количества. Реакцию считают закончено! после обесцвечивания иода. Реакционную массу смешивают с ледяной водо$М и разбавленной НС1; высушивают и обрабатывают эфирный раствор, содержащий кроме арилиодида еще и арилбромид и продукт восстановления — аромат*, ческий углеводород (АгН).
Магнийорганические соединения могут реагировать не только с элементарным^ галогенами, но и с органическими галогенидами:>£
RMgX + R'I > RI + R'MgX^
например с бром- или иодциаиом [805] или иодацетоннтрнлом [806].М
Соответствующие реакции с дииодацетиленом протекают очень быстро уЖ< при 0° С, причем алкил-и арилиодиды получаются с 75—95%-ными выходами от тесь ретического [439]:
2RMgX+C=C"2RMgX+C=C"XMgC=CMgX + 2RIXMgC=CMgX + 2RI
2RMgX+C=C"
2RMgX+C=C"
XMgC=CMgX + 2RI
XMgC=CMgX + 2RI
J. В. H 1 n к a m p, J. Am. Chem. Soc., 67, 1642 (1945). e r. J. Chem. Soc.. 1904. 1082.J. В. H 1 n к a m p, J. Am. Chem. Soc., 67, 1642 (1945). e r. J. Chem. Soc.. 1904. 1082.
J. В. H 1 n к a m p, J. Am. Chem. Soc., 67, 1642 (1945). e r. J. Chem. Soc.. 1904. 1082.
J. В. H 1 n к a m p, J. Am. Chem. Soc., 67, 1642 (1945). e r. J. Chem. Soc.. 1904. 1082.
Н. S о.г о о s,
J. W. W а 1 к ,,.
М. S. К h а г a s с h, В. М. К u d е г h a, W. U г г у, J. Org. Chern., 1^, 895 (1948).'.
G. Calingaert et al., J. Am. Chern. Soc., 62, 1545 (1940).
R. L. Datta, H. K. Mitter, J. Am. Chern. Soc., 41, 287 (1919).
1805] V. Grignard et al., Ann. Chim. [9], 4, 2 8 (1915); [10], 5, 5 (1936).'
J. v. Braun, -H. Deutsch, A. Schmatloch, Ber., 45, 1246 (1912).’
В данной реакции равновесие почти полностью сдвинуто вправо вследствие плохой растворимости гриньяровского соединения ацетилена в эфире (комплекс Иоцича^. Выделение продукта не вызывает трудностей, так как при гидролизе разбавленной H8SO4 ацетилен удаляется в виде газа. Недостатком этого способа является взрывоопасность сухого дииодацетилена [440] (получение см. на стр. 149).
Иодбензол [439]. К эфирному раствору гриньяровского соединения нз 0,2 моль хлор- или бромбензола приливают по каплям при охлаждении ледом раствор 0,1 моль дииодацетилена в 50 мл эфира (помутнение). После 15 мин выдерживания при комнатной температуре отделяют декантацией осевший на дио сиропообразный мутный слой или непосредственно всю массу разлагают разбавленной H2SO4. Из высушенного эфирного раствора выделяют иодбензол; т. кип. 188° С; выход 95 или 97% от теоретического.
Аналогичным образом из приготовленного взаимодействием индола с этил- магнийбромидом эфирного раствора гриньяровского соединения получают 3-иодиндол; выход 83% от теоретического.
Обмен галогена на родан
Классическим и общепринятым методом получения алифатических роданидов (эфиров тиоциановой кислоты) является взаимодействие галогенидов с роданидами металлов:
RX -Е5™* rscn
Алкилроданнд. В кипящую смесь 1,5 моль тонкоизмельченного KSCN и 340 лм этилового спирта (около Vs роданида растворяется) при перемешивании приливают по каплям 1 моль алкилбромида в кипятят еще 2 ч. Затем отгоняют часть растворителя, реакционную массу разбавляют водой, экстрагируют алкил- роданид эфиром, сушат эфирный раствор иад СаС18 или Na2SO4 и выделяют алкилроданнд перегонкой в вакууме. Выходы роданидов от амил- до тридецил- роданида 80—90% от теоретического [807].
Можно раствор галогенида [например, С1(СН2)ЯОН] в этиловом спирте кипятить несколько часов с концентрированным водным раствором KSCN и после разбавления водой экстрагировать продукт хлороформом [808]. В качества реакционной среды можно использовать также диоксаи. Производные родан- гидринов, RO(CH2)#SCN, применяются в качестве иисеитицидов [809].
Реакцию с NaSCN, также как и другие реакции обмена галогенов, можно вести в ацетоне. Для получения олеилроданида [810] 54 а бромида подвергают взаимодействию с 75 г NaSCN • 2HSO в 500 мл ацетона при 809 С в автоклаве (20 ч).
Низшие алкилроданиды очень просто получают постепенным добавлением (встряхивание и охлаждение по мере надобности) 1 моль диалкилсульфата к раствору 1 моль KSCN в 50 мл воды [811].
Чем’подвижнее замещаемый галоген в органическом галогениде, тем легче образуются эфиры изотиоциановой кислоты (горчичные масла):
RX -Ж- RNCS
получается смесьполучается смесьч Изотиоцианаты кипят при значительно более низкой температуре и более стабильны, чем алкилроданиды; их можно получать нагреванием алкилроданидов. Добавка ZnCl2 ускоряет перегруппировку [812]. Часто уже сразу
получается смесь
получается смесь
Р. Allen jr, J. Am. Chern. Soc., 57, 198 (1935).
H. D. Vogelsang, T. Wagn er - J auregg, R. R ebliug, Ann., 569, 190 (1950).
T. Wa gnel*-J auregg, Ann., 561, 94 (1949).
T, Wagner-Jauregg et al., J. prakt. Chern., 155, 216 (1940).
P. Walden, Ber., 40, 3215 (1907).
E. Schmidt et a]., Ann., 568, 193 (1950).
алкплроданпда и изотиоцианата. При проведении реакции с KSCN или при обработке реакционной массы при высоких температурах (120—130° С) из галогенидов с легкоподвижным галогеном непосредственно получаются изотиоцианаты.
Таким способом из хлорметилметилового или. хдорметилэтилового эфира и KSCN в петролейном эфире получают метокси- или этоксиметилизотиоциа- ,' ват [813], из а-ацетобромглюкозы и AgSCN в толуоле—- 2,3,4,6-тетраацетил- , а-/)-глюкозо-1-пзотиоцианат [814].?
Замена гидроксильных, алкоксильных.;
и карбонильных групп на галогены£
Замена спиртового гидроксила иа галоген
Замена спиртового гидроксила на фтор„;3
Как правило, непосредственное замещение гидроксильной группы на фтор Я с помощью HF не удается осуществить. Все способы получения алкилфторидов из Ч спиртов основаны на превращениях их эфиров. Спирт превращают в алкилхлорид, ч бромид, иодид или тозилат и затем обменивают галоген (стр. 191) или тозилокспгруппуу (стр. 218) на фтор.-J
В присутствии малых количеств борфторида алкиловые и циклоалкиловые g эфиры фтормуравьиной кислоты разлагаются уже при температуре около 50е С с обра- ? зованием алкилфторида [815].,
FCOOR — BF + COj;
Эфиры фтормуравьиной кислоты получают из эфиров хлормуравьиной кислоты обменом галоида под действием фторида таллия [816] или, если нет дорогого T1F, 1 из карбоннлбромфторида, OCFBr и спирта, причем образуется исключительно фтор- i муравьиный эфир.
CIC00R+T1F —► FCOOR ■*—• OCFBt+ROH
Подробные данные, в том числе и по получению карбоннлбромфторида иа BrF* и СО, см. [817].
Замена спиртового гидроксила на хлор, бром и иодпри помогли галогеноводородов и галогенангидридов кислот
Замена спиртовой ОН -группы на галоген при помощИ- j галогеноводород а. Самым простым способом замены спиртовой гидроксиль-. Л ной группы на С1, Вг или I является реакция с галогеноводородом:
ROH+HX —> RX4-h2O3
Легкость прохождения реакции увеличивается в последовательности НС1, $ НВг, HI. Третичные спирты реагируют с галогеноводородом легче, чем вторичные# -j последние легче, чем первичные [818]. Реакционная способность спиртов по отношению ‘ к галогеповодородам возрастает, таким образом, в последовательности, обратной их j реакционной способности по отношению к карбоновым кислотам; в этом случае легче всего м этерифицируются первичные спирты [818, 819]. Чем чпще спирт, тем труднее он взанмо- *
Е.Schmidt, W. S t г i е w s к у, Вег., 73, 286 (1940).^
F.Р. v a n de К am р, F. Micheel, Chern. Вег., 89,133(1956).■
S.Nakaniski, Т. С. М у е г s, Е. V. J е в s е n, J,Am.Chern.Soc.,(
5033 (1955).-5
S. Nakaniski, T. C. Myers, Е. V. Jensen, J. Am. Chern. Soc., 77, 5 3099 (1955)."
G. A. Olah, S. J. Kuhn, J. Ore. Chern., 21, 1319 (1956).;
G. M. Bennett, F. M. Reynolds, J. Chern. Soc., 1935, 131,
R. B. Bradbury, J. Am. Chern. Soc., 74, 2709 (1952).
действует (20° С, 30—40 ат) с сухим хлористым водородом [820]. Чем легче образуется алкилгалогенид, тем больше его склонность к отщеплению шлогеноводорода и, следовательно, первичные н-алкилгалогениды наиболее стабильны. Однако и первичные алкилгалогсвиды с разветвленной цепью легко отщепляют галогеноводород при нагревании.
Так как взаимодействие спиртов с галогеноводородом проходит не количественно, почти всегда получается смесь галогенида со спиртом, которая пе может быть полностью разделена фракционной перегонкой из-за того, что спирты часто образуют азеотропные смеси с соответствующими галогенидами. Спирты отделяют от продукта реакции встряхиванием с концентрированной серной или, лучше, с концентрированной соляной кислотой.
Первой стадией взаимодействия спиртов с галогеноводородом является образо
вание оксониевого комплекса R — ОН2, поэтому электроноакцепторные заместители (галогены, NO2, CN, COOAlk) затрудняют реакцию обмена. Их влияние тем слабее, чем более удален заместитель от ОН-группы. Так, например, в 1,2-глнколях одна гидроксильная группа легко обменивается на бром, тогда как обмен второй затруднен.
Галогеноводород, тионилгалогенид и галогениды фосфора вызывают вальде- нопское обращение оптически активных спиртов с ОII-группой у асимметрического атома углерода. Так как в зависимости от условий реакции обращение конфигурации происходит более или менее полно, часто, смотря по обстоятельствам, получают галогениды с различными значениями угла вращения. О стерическом направлении обмена ОН-группы на бром в стероидах см. [821].
Обмен на галоген гидроксильной группы в сильноразветвленных первичных спиртах и во вторичных спиртах с третичным атомом водорода в а-ноложении под действием галогеноводорода может легко вызвать перегруппировку углеродной цепи. В этом случае образуются преимущественно третичные галогениды; например, из неопентилового спирта в качестве главного продукта реакции получается mpem-амил- бромид:
СНзВг
СНз-С-СН2ОН —СНз-С-СН2—СНз
II
СНзСНз
В исследованиях обмена ОН-группы на галоген в спиртах типа RR'CHCHgOH (R = R'=C2H5) установлено [822], что при действии концентрированной IIC1 в присутствии ZnCI2 (стр. 205) за счет перегруппировок углеродного скелета образуется по меньшей мере семь изомерных алкилхлоридов. Между тем при проведении замещения с SOC12 в пиридине (стр. 214) реакция проходит без перегруппировки и получается 82% (С2Н5)2СНСН2С1. При действии концентрированной НС1 и ZaCl2 па нормальные спирты происходит промежуточное образование олефинов и присоединение к ним HQ, вследствие чего получается смесь хлорзамещенных. Например, при обработке «-амилового спирта концентрированной НС] и ZnCl2 образуется 57% н-амилхлорида и 10% смеси 2- и 3-хлорпентанов. Взаимодействие с тио- нилхлоридом в пиридине приводит к 80% ч-амилхлорида [823]. При действии НВт и РВг3 на вторичные спирты нельзя получить только нормальные вторичные алкил- бромиды, если возможно образование изомерных вторичных алкилбромидов. В то время как взаимодействие пентанола-1 с НВт иля РВг3 дает 1-бромпеятан, из пентанолов-2 и - 3 в тех же условиях получается смесь 2- и 3-бромпеитанов [824],
Н. Schluhach, Е. Elsner, Н. К п о о р, Angew. Chem., 47, 131 (1934).
L. F. F i e s e r, Experientia (Basel), 6, 312 (1950).
F. C. Whitmore, F. А. К a r n a t z, J. Am. Chem. Soc., 60, 2533 (1938).
F. C. Whitmore, F. A. К a r n a t z, A. II. Popkin, J. Am. Cbem. Soc., 60, 2540 (1938).
H. Pines, A. Rudin, V. N. Ipatieff, J, Am. Chem. Soc., 74, 4063 (1952).
825]826827828829 [830[831][832]825]826827828829 [830[831][832]
825]
826
827
828
829 [830
[831]
[832]
825]
826
827
828
829 [830
[831]
[832]
Обмен вторичной ОН-группы на галоген через тозилат происходит без перегрушшро-^ вок [824—826J (см. также стр. 218).*
Изобутилгалогениды и другие производные изобутана легко перегрушшро-J вываются в mpem-бутилпроизводные. По реакции с РВг, (стр. 212) из изобутанол*; с хорошим выходом образуется изобутилбромид и менее 1% трет-бутилбромида [827]■
Для удаления mpem-бутилбромида 1 кг изобутилбромида прреметпилмзд-, 5 ч с 300 мл дистиллированной воды, промывают органический слой еще ра* дистиллированной водой, сушат над К2СО3 и перегоняют на иолонк< при 135 мм рт. ст. (т. кип. 41,8—42,5° С). Холодная дистиллирлпяттля вода гидролизует только mpem-бутилбромид. Титрованием водного слоя по Фоль* гарду, можно определить содержание mpem-бутилбромида [828]. До некоторой степени устойчивые к холодной воде вторичные галщ-ениды в отличие от нерав ветвленных первичных галогенидов отщепляют галогеноводород при встряла вании с раствором карбоната щелочного металла, что также может быть исполь^ зовано для ориентировочного их определения.s
При замещении ОН-группы на галоген в аллильных производных I необходим^ учитывать возможность аллильной перегруппировки с образованием соединения П;
ОН
j— RCHCH=CHR' —гнх |I| нх
RCHCH=CHR' —> RCH=CHCHR'
111.11J
Преобладает ли образование соединений I] или III, зависит от реакционно* среды, а также от радикалов R и И'. Равным образом возможна аллильная перегруппировка аллилгалогенида III в соединение II, и, наконец, протекающие иногда вэ^ импые перегруппировки при дальнейшем взаимодействии усложняют идентификаций конечных продуктов реакцик. Аллилхлориды стабильнее соответствующих бромидов. Первичные и вторичные аллилхлориды мало склонны к изомеризации при обычн—а операциях очистки. Аллилгалогеннды обладают значительно большей реанциони способностью, чем аллилгалогеннды; особенно активны и нестабильны иодйды. Да
иейшие сведения о механизмах реакций и многочисленные литературные данн см. [829]. Здесь следует только указать, что при соблюдении определенных усломб удается достичь полной аллильной перегруппировки или полного ее исклю " Так, например, применяя SOC12 в разбавленном эфирном растворе, можно провес приведенные ниже реакции обмена со 100%-ной аллильной перегруппировкой [
СНзСН=СНСН2ОН —► СН3СНС1СН«=СН2 СНдСН(ОН)СН=СН2 —> СН8СН=СнСН2С1 СвН6Сн=СнСН8ОН —> СвН6СНС1СН=СН8 Особенно странной кажется последняя реакция, поскольку обычно в реан обмена сохраняется наиболее длинная цепь сопряжения [831, 832]. Если в аллильных спиртах общей формулы RCH(OH)CH=CHR' заместители R или R'hR имеют со
Н. Р h i ] ] i р s, J. Chern. Soc., 1925, 2552.,
A. J. H. H oussa, J. Kenyon, H. Phi 11 i ps, J. Chern. Soc., 1929, 1700* F. C. Whitmore, A. R. Lux, J. Am. Chem. Soc., 54, 3448 (1932). • “ A. Michael, H. Le u p 01 d, Ann., 379, 263 (1911).
R. H. D e W о 1 fe, W. G. Young, Chem.Rev., 56, 801 (1956).
F. F. C a s e г i o,G. E. D e n n i s, R. H.D e W о 1f e,W.G. Youi
J. Am. Chem. Soc., 77, 4182 (1955).
A. Klages, К.К 1 e n k, Ber., 39, 2552(1906).
L. V1 a i s e n, E.T i e t z e, Ber., 58, 279(1925).
ственно расположенные С—С- или С=С-связи, то происходит полная аллильная перегруппировка и образуется соединение с самой длинной цепью сопряжения [833—835]
Исходя из кротилового спирта или метилвинилкарбииола получают смесь 1-бромбутеиа-2 (т. кип. 107° С) ,и З-бромбутена-1 (т. кип. 86,5° С):
СН9СН=СНСН2ОН НВг СНзСН=СНСнаВг (86%)ПЛИРВг» }Л
СНзСН(ОН)СН=СН8 СН3С11ВгСН=СН2 (U%)
Оба бромида медленно перегруппировываются при комнатной температуре (при 100° С быстро) с образованием равновесной смеси из 86% первого и 14% второго бромида. Медленным фракционированием этой смеск при нормальном давлении получают З-бромбутен-1, кипящий при более низкой температуре, который непрерывно образуется по равновесной реакции [836].
При получении иодидов из спиртов кроме уже упомянутых перегруппировок могут проходить и другие побочные реакции. Чем подвижнее иод в органическом иодиде, тем легче происходит восстановление по схеме
RI-f-HI—> RH+I8
Этой побочной реакции можно избежать переводом спирта в хлорид, бромид пли тозилат перед обменом галогена или тозилгруппы на иод.
Получаемые из гликолей 1,2-дииодиды тотчас же отщепляют иод с образованием ненасыщенных соединений, которые могут вступать в далькейшие реакции. Таким способом из глицерина н HI при избытке глицерила получают аллилиодид, а при избытке HI— изопропилиодид; механизм реакции см. [819].
C]J.;(OH)CH(OH)CH2(OH) — -> СН21СН1Сн2ОН-§* СН2=СНСН21—*
—► CHaCHICHjI -щ* СНаСН-СН, —* СНаСШСН;
Относительно обмена спиртовой группы на хлор с помощью НС] установлено что первичные насыщенные спирты плохо реагируют при нагревании в открытом сосуде с концентрированной НС1 без катализатора. Между тем из бензилового, коричногс и аллилового спиртов таким способом с хорошими выходами получают соответству ющие хлориды [8о7]. Эти спирты реагируют с концентрированной НС1 уже при ком натной температуре [837, 838]. Во всех случаях [839—840] применима реакция с кон центрированной НС1 и ZnCl2.
Универсалънмй способ. Растворяют 2 моль ZnCl2 в 2 моль концентриро ваииой НС], прибавляют 1 моль спирта и кипятят с обратным холодшмииов 3—4 ч (при добавлении 5 моль спирта иипятят 9 ч). После охлаждения отделяю1 верхний слой, галогенид кипятят в течение 30 мин с обратным холодильником добавив равный объем концентрированной H2SO4, отгоняют хлорид, промываю1 его водой, сушат над СаС1а и перегоняют.
При получении нестойких хлоридов, например циклопентилхлорид! [841], нагревают 60 мин на паровой бане, промывают отделенный верхний ело]
[837 838[837 838839839840 841840 841A. R о е d j g, H.-J. Becker, Chern. Ber., 89, 1726 (1956).Ch. P г e v о s t, F. В i d о n, Bull. Soc. chim. France, 1955, 1408.I. M. H о i 1 b г о n et al., J. Chern. Soc., 1945, 77.W. G. Young et a]., J. Am. Chern. Soc., 57, 2013 (1935); 58, 10 (1936); 59, 2051 (1937); 60, 847 (1938).J. F. Norris, J. Am. Chem. Soc., 38, 1071 (1916).R. McCullough, F. Cortese, J. Am. Chem. Soc., 51, 225 (1929).J. F. Norris, И. B. Taylor, J. Am. Chem. Soc., 46, 753 (1924).J. F. Norris, H. B. Taylor, Org. Synth., 5, 27 (1925).M. T. Rogers, J. T. Roberts, J. Am. Chem. Soc., 68, 843 (1946).A. R о е d j g, H.-J. Becker, Chern. Ber., 89, 1726 (1956).Ch. P г e v о s t, F. В i d о n, Bull. Soc. chim. France, 1955, 1408.I. M. H о i 1 b г о n et al., J. Chern. Soc., 1945, 77.W. G. Young et a]., J. Am. Chern. Soc., 57, 2013 (1935); 58, 10 (1936); 59, 2051 (1937); 60, 847 (1938).J. F. Norris, J. Am. Chem. Soc., 38, 1071 (1916).R. McCullough, F. Cortese, J. Am. Chem. Soc., 51, 225 (1929).J. F. Norris, И. B. Taylor, J. Am. Chem. Soc., 46, 753 (1924).J. F. Norris, H. B. Taylor, Org. Synth., 5, 27 (1925).M. T. Rogers, J. T. Roberts, J. Am. Chem. Soc., 68, 843 (1946).
[837 838
[837 838
839
839
840 841
840 841
A. R о е d j g, H.-J. Becker, Chern. Ber., 89, 1726 (1956).
Ch. P г e v о s t, F. В i d о n, Bull. Soc. chim. France, 1955, 1408.
I. M. H о i 1 b г о n et al., J. Chern. Soc., 1945, 77.
W. G. Young et a]., J. Am. Chern. Soc., 57, 2013 (1935); 58, 10 (1936); 59, 2051 (1937); 60, 847 (1938).
J. F. Norris, J. Am. Chem. Soc., 38, 1071 (1916).
R. McCullough, F. Cortese, J. Am. Chem. Soc., 51, 225 (1929).
J. F. Norris, И. B. Taylor, J. Am. Chem. Soc., 46, 753 (1924).
J. F. Norris, H. B. Taylor, Org. Synth., 5, 27 (1925).
M. T. Rogers, J. T. Roberts, J. Am. Chem. Soc., 68, 843 (1946).
A. R о е d j g, H.-J. Becker, Chern. Ber., 89, 1726 (1956).
Ch. P г e v о s t, F. В i d о n, Bull. Soc. chim. France, 1955, 1408.
I. M. H о i 1 b г о n et al., J. Chern. Soc., 1945, 77.
W. G. Young et a]., J. Am. Chern. Soc., 57, 2013 (1935); 58, 10 (1936); 59, 2051 (1937); 60, 847 (1938).
J. F. Norris, J. Am. Chem. Soc., 38, 1071 (1916).
R. McCullough, F. Cortese, J. Am. Chem. Soc., 51, 225 (1929).
J. F. Norris, И. B. Taylor, J. Am. Chem. Soc., 46, 753 (1924).
J. F. Norris, H. B. Taylor, Org. Synth., 5, 27 (1925).
M. T. Rogers, J. T. Roberts, J. Am. Chem. Soc., 68, 843 (1946).
водой, раствором NaHCOs, водой и насыщенным раствором СаС12, сушат над СаС12 и перегоняют. Низкокипящие алкилхлориды лучше отгопять из реакционной массы в процессе продолжающейся около 1 ч реакции через служащий ректификационной колонной вертикальный холодильник; при этом подачу охлаждающей воды регулируют так, чтобы температура, показываемая термометром наверху холодильника, не превышала температуры кипения алкил- хлорнда более чем па 2° С. Таким способом готовят н-пропилхлорид (выход 70—72%) и к-бутилхлорид (выход 76—77% от теоретического) [842].
Вместо ZnCl» применяют также СаС12, например для получения цикло- гексплхлорида [843]. О синтезе циклогексилхлорида насыщением раствора циклотексанола в 1,5-кратном количестве концентрированной НС1 (d = 1,19) хлористым водородом и 2 ч кипячением с обратным холодильником см. [844].
В многоатомных спиртах гидроксильные группы обменивают на хлор чаще всего кипячением с концентрированной НС] или пропусканием тока сухого НС1. Особенно ■большой интерес представляют способы, при которых в спирте остаются свободные '’ ОН-группы.
Пропилснхлоргидрин CH5CICH2CH2OH. В 25—30 мл нагретого до 150— ’' 170° С проиандиола-1,3 СН2ОНСП2СНВОН пропускают очень быстрый ток : НС1, причем происходит отгонка смеси пропиленхлоргидрииа, воды, НС1 и ие- прореагировавшего процандиола. По мере расходования пропандиола-1,3 его непрерывно приливают по каплям в реакционную массу (2—3 мл!мин)- подроб- ' ■ ности см. [845].;
Еще удобнее пользоваться следующим способом [846]. Встряхивают 250 г нропандиола-1,3 с 450 г S2C12, причем смесь разогревается. Происходит ? бурное выделение SO2 и выпадает сера. Реакция протекает в течение 1 ч без подвода тепла, после чего массу нагревают 6 ч с обратным холодильником на к водяной бане и затем 30 мин на открытом пламени. Когда прекратится выделение 8О3, смесь охлаждают, продукт реакции извлекают эфиром, выпавшую серу ■ промывают эфиром, из объединенного эфирного раствора встряхиванием с раствором соды удаляют SO2 и высушивают продукт над Na2SO4. После отгонки эфира смесь фракционируют и фракцию 140—180° С еще раз перегоняют. Получают 160 г (60% от теоретического) пропилепхлоргидрнна; т. кип. 160—164° С (или 60—64° С при 10 мм рт. ст.).
ю-Хлорспирты, С](СН2)„ОН. Спирты, у которых га = 5-?-10 и 18, получают из а,ю-диолов следующим способом [773]. Смесь диола и концентриро- < ванной 1ICL (около 5 моль НС] на 1 моль ОН), к которой добавлена вода в коли- ^ честве приблизительно V6 от начального объема кислоты, нагревают с толуолом пли петролейпым эфиром (т. кип. 100—120° С). При этом образовавшиеся ю-хлор- * спирт и небольшое количество а,ю-дихлоралкана непрерывно экстрагируются. - Реакцию проводят в аппарате для экстракции жидкости, например но Кучеру — 1 Штойделю, или в простом специальном аппарате [847]. Изменяя объем соляной кислоты, добиваются возможно меньшего объема фазы экстрагента, находя- "# щейся над кислой водной фазой реакционной смеси, и возможно более быстрого непрерывного вывода образующегося ю-хлорспирта из зоны реакции.
По такому же принципу получают ю-бромспирты. Например, при нагре- J ваняи в течение 18 ч при 80° С 1 моль гександиола-1,6 с 1,2 моль 48%-ной НВг И (экстрагент — петролейный эфир, т. кип. 90—100° С) образуется 6-бромгекса- i пол-1 с выходом около 80% от теоретического [848]. •8
А. М. W h а 1 е у, J. Е, Copen haver, J. Am. Cbem. Soc., 60, 2497 (1938).а
А. 1. Vogel, J. Chern. Soc., 1948, 1811.,’
Н. A. Mayes, Е. Е. Turner, J. Chern. Soc., 1929 , 502.
С. S. М а т у е 1,Н. О. С а 1 v е т у, Org. Synth., 8, 112 (1928); Coll. (
v. 1, 553 (1941).
С. G. Derick, D. М. В i s s е 1, J. Am. Chem. Soc., 38, 2481 (1916).-
K. N. C a m p b e 11, A, II. Sommers, Org. Synth., Coll. v. 3,■
1955, p. 446.1
E. F. D e g e r i n g, L. G. В о a t г i g h t, J. Am. Chem. Soc., 72
5138 (1940).
При добавлении в качестве катализатора карбоновых кислот в глицерине избирательно обмениваются на хлор одна или обе первичные гидроксильные группы.
З-Хлорпропандиол-1,2 (а-монохлоргид рнн глицерина) [849]. Его легко получают, пропуская НС1 в смесь 500 г 90%-ного глицерина и 10 г ледяной уксусной кислоты при 105—110° С до привеса в 190 г.
По Смиту [850] этот же спирт готовят пропусканием IIC1 в тщательно обезвоженный глицерин с добавкой 2% янтарной кислоты без подвода тепла в течение 8 ч. За счет экзотермичности процесса температура массы возрастает до 60—70° С.
1,3-Дихлорпропанол-2 (а,у-дихлоргидрин глицерина) получают аналогичным способом, но в приведенное выше количество глицерина пропускают НС1 до привеса в 440 г; о выделении продукта см. [851].
Особенно легко обменивается третичная гидроксильная группа.
трет-Бутилхлорид [852]. Для его получения встряхивают в делительной воронке 1 молъ mpem-бутилового спирта или его азеотропной смеси с водой (около 88% спирта) с 3 молъ концентрированной HCI. Слоям дают в течение 15 мин разделиться, промывают хлорид водой и 5%-ным раствором NaHCOs, сушат над СаС12 и перегоняют; т. кип. 50—52° С.
Обмен спиртового гидроксила на бром с помощью НВг происходит при взаимодействии спирта с 48%-ной НВт, с сухим НВг или с водной НВг в присутствии концентрированной HeSO4. Последний способ наиболее удобен, но его недостатком является склонность полученных алкилбромидов отщеплять НВг при хранении. Получающиеся олефины дают с бромистым водородом полимерные продукты, которые мот'ут окрашивать бромид [838].
Простейшим методом осуществления реакции является очень медленная (1 — 2 капли дистиллята в секунду) перегонка смеси 1 молъ спирта с 4 моль 48%-ной НВт и выдаланпа ия дистиллята неочищенного продукта. Галогенирование спиртов от Cs и выше по этому способу дает плохие выходы. Низкокипящие алкилбромиды извлекают смесью воды со льдом.
Гидробромиды Д-бромэтиламинов. BrCH3CH2NR2 • НВг (R = алкил или Н)^ Их получают действием 48%-ной НВг на соответствующий аминоатиловый спирт. Охлажденный льдом аминоспирт приливают по каплям к 3 молъ охлажденной льдом 48%-ной НВг. Затем колбу соединяют с колонкой и времи от времени отгоняют значительные объемы дистиллята. В промежутке между отгонками колонка работает как обратный холодильник. Подробное описание этого довольно простого способа, дающего очень хорошие выходы, см. [853].
Р-Оксипропнонитрил (получают из этиленхлоргидрина) непосредственно переводится кипящей 40%-ной НВг в p-бромпропиоповую кислоту [854].
Лучшим методом получения высших алкилбромидов (выше Q) является взаимодействие сухого НВг со спиртами [855—857].
849850851852853<854849850851852853<854J. В. Conant, О. R. Quayle, Org. Synth., 2, 33 (1922).
849
850
851
852
853
<854
849
850
851
852
853
<854
L. Smith, Z. physik. Chem., 94, 701 (1920).
J. B. Conant, 0. R. Quayle, Org. Synth., 2, 29 (1922).
J. F. Norris, A. W. Olmsted, Org. Synth., 8, 50 (1928).
F. Cortese, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 91.
[855][856[[855][856[E. С. К e n d a 11, B. McKenzie, Org. Synth., Coll. v. 1, 1956, p. 131; W. Voigtlander, Chem. Techn., 12, 1343 (I960).
[855]
[856[
[855]
[856[
J. R. R u h о f f, R. E. Burnett, E. E. Reid, J. Am. Chem. Soc., 56, 2784 (1934).
.—. L. I. S m i t h et al., J. Org. Chem., 4. 336 (1939).
[85 7]] A. I. Vogel, J. Chem. Soc., 1943, 63 6.
Высшие алкилбромиды. В 1 моль спирта при 100° С через опущенцущЦ до дна колбы трубку, которая может иметь на конце расширение с больтгом числом отверстии, или через пористый распылитель пропускают 1,5 моль сухого^ НВг (1 моль расходуется на реакцию обмена, около 0,5 моль на пяг-.мтпмгедЯ образующейся воды). Для улавливания отходящего НВг обратный холодильник 1 соединяют со взвешенной приемной колбой с головкой от промывной склянки м длинная трубка которой погружена в воду. Конец реакции определяют по раво^З греванию воды и явному привесу промывной склянки за счет выделяющегося® из реакционной массы непрореагировавшего НВг. Во время пропускания тойм| ПВг температуру реакционной массы поддерживают в пределах 100— 120е С,® Так как реакция экзотермична, внешний подогрев необходим только в конц^Я реакции. Неочищенный бромид охлаждают и отделяют от образовавшейся бр» мистоводородной кислоты. Подробное описание этого способа на примере полу* чения додецилбромида см. [858]. Выходы додецилбромида около 90%, циклф гексилбромида около 70% от теоретического., ^
а,о)-Дибромалканы Вг(СН2)яВг. В гликоль сначала пропускают сильный ток НВг при 100° С до насыщения и затем его продолжают медленно пропуская) еще 6 ч при 135° С. После охлаждения реакционной смеси отделяют нижнюк водную фазу. Для лучшего разделения слоев реакционную массу можно раз бавить бензолом, петролейным эфиром или эфиром. Неочищенный дибром^ промывают равным объемом теплой воды, затем маленькими порциями 10%-ногй раствора Na2CO3 до полного удаления НВг, вновь теплой водой и фрянциА* нируют в вакууме. Выходы а,<у-дибромалканов с различным л следующие (в ^
3 75 1859]г
8• 75 [860]
9 и 10 90 1859]'^
Таким же способом получают p-фенилэтилбромид; т. кип. 99° ( (15 jkm pm. cm.); выход 92% От теоретического [861].<
При взаимодействии гликолей НО(СН2)#ОН с сухим НВг при темпер турах 80—200° С происходит внутри- и межмолекулярное отщепление воде и в качестве побочных продуктов получаются дибромдиалкиловые эфир^ Вг(СН2)#О(СН2)„Вг,_ а когда стерические факторы благоприятствуют образе ванию циклических эфиров, то и эти эфиры [862]. Из циклических эфиров над большее значение имеет тетрагидрофуран, получаемый из бутайдиола-1,4; <у обратной реанции см. стр. 225.д
Реакция спиртов с 48%-ной НВг и концентрированной H2SO4 находит широи^ применение [863]. Однако добавка H2SO4 способствует образованию эфиров и ол^ финов, особенно из вторичных и третичных спиртов. Протекание этих нежелательньй побочных реакций можно уменьшить, видоизменив общепринятый способ получ^ ния н-алкилбромидов. Ниже приведены примеры.Л
[858][859 I860 [861 [862 1863 18641865][858][859 I860 [861 [862 1863 18641865]н-Алкилбромццы [857, 864, 865]. К смеси 2 моль 48%-ной НВт и 1 моль; концентрированной H2SO4 прибавляют при перемешивании 1—1,6 молъ спирта^ Затем при перемешивании в несколько приемов добавляют • ещё 0,8—1,6 мо*1 концентрированной H2SO4 и кипятят, лучше при перемешивании, 3—4 ч с обрат-^ ным холодильником."<;^
[858]
[859 I860 [861 [862 1863 1864
1865]
[858]
[859 I860 [861 [862 1863 1864
1865]
!Этилбромид (т. кпп. 39n С). Отгоняется из реакционной массы за счет
tслабого ее разогревания во время приливания по каплям H2SO4 (1,5 моль).
;Отгонку ведут через эффективный нисходящий холодильник, форштосс которого
опущен в ледяную воду в охлаждаемом Приемнике. Аналогично получают аллил- бромид; т. кип. 69—72° С. Кипячение с обратным холодильником вызвало бы большие потери.
Алкилбромиды до С6, кипящие при не очень высокой температуре, не
посредственно отгоняют из реакционной смеси до прекращения отгонки нерас- ;•творимых в воде веществ (около 1 ч). Загрязненный спиртом, эфиром и другими
примесями бромид отделяют от водного слоя дистиллята. Реакционную масс; можно также перегонять с водяным паром; этот способ оправдал себя, например при выделении к-бутил- и н-децилбромидов [865].
Реакционную смесь, содержащую высшие бромиды, фильтруют чере; стеклянную вату или кизельгур, разбавляют водой и отделяют неочищенные бромид в делительной воронке.
Очистка алкилбромидов. Неочищенные бромиды встряхивают с кон- ।центрированной H2SO4 (объем кислоты равен ^ объема бромидов), которая
извлекает примеси. Из спиртов частично образуются алкилсерные кислоты которые плохо растворимы в концентрированной H2SO4, но зато хорошо растворяются в водно-аммиачном метиловом спирте. Низшие (до С8) алкилбромидь после отделения Н2ЗО4 промывают водой и раствором Na2COs. Алкилбромидь выше С,о после обработки концентрированной H2SO4 и отделения от нее смеши ! .вают с равным объемом 50%-ного метилового спирта и затем при встряхиваниг
добавляют водный аммиак до появления красного окрашивания фенолфталеина Отделенный бромид промывают еще раз равным объемом 50%-ного метиловог< спирта, вновь отделяют и сушат над СаС]2. При очистке бромидов Св—С9 таких способом происходят потери. В этом случае применяют возможно меньшее коли чсство спирта, но достаточное для разрушения иногда образующейся эмульсиг •из алкилбромида и аммиачной промывной воды. Для того чтобы предотвратит!
образование эмульсии, рекомендуется [857] добавлять СаС12. Целесообразна» применять следующую обработку. Неочищенный бромид дважды взбалтываю’ в делительной воронко с равным объемом концентрированной HCI (d — 1,19) причем извлекаются спирты и эфиры, а затем промываю г его водой, растворох >■NaHCO3, вновь водой и сушат над СаС12. Температуры кипения и другие физи
гвеские копстапты большого числа алкилхлоридов, -бромидов и -иодпдов см. [857]
Спирты, от которых легко отщепляется вода, бромируют в более мягких уело виях 48%-ной НВг и концентрированной H2SO4.
mpem-Бутилбромид [866]. При 20е С к охлажденной смеси 3,2 мол» 48%-ной НВг и 100 мл концентрированной II2SO4 при перемешивании при: ливают по каплям 1,6 моль третичного бутилового спирта, через 30 мин отделяю- неочищенный бромид, дважды промывают его водой и сушат СаС12 п небольших количеством СаО. Наряду с небольшим количеством изобутилена получаю- 85 % mpem-бутил бромида.
В то время как из пропандиола-1,3 по стандартному способу с сорно! кислотой (см. выше) получается около 90% 1,3-дибромпропапа [864], из бутаа диола-1.4 образуется большое количество буро-черной смолы.
Дибромбутап (т. кип. 78° С при Юммрт. ст.). Его готовят с выхе» дом 83% от теоретического по следующему видоизмененному способу [867] К охлажденной льдом смеси 138 г 48%-ной ИВг и 117 г концентрированно! H2SO4 приливают по каплям 27 г бутандиола-1,4. Смесь выдерживают 24 при комнатной температуре, нагревают 3 ч на паровой бане и после охлажденпз отделяют неочищенный дибромид в делительной воропке.
Вместо готовой 48%-пой щелочного металла и I12SO4 илиВместо готовой 48%-пой щелочного металла и I12SO4 илиЦВг можно применять НВг, полученную из бромид, из брома и SO2. Первый способ пригоден для получение
Вместо готовой 48%-пой щелочного металла и I12SO4 или
Вместо готовой 48%-пой щелочного металла и I12SO4 или
[866][867][866][867]D. Bryce -Smith, К. С. D. Nenitzescu, ^950).D. Bryce -Smith, К. С. D. Nenitzescu, ^950).Е. II и wl е t t, J. Chem. Soc., 1951, 1141.
[866]
[867]
[866]
[867]
D. Bryce -Smith, К. С. D. Nenitzescu, ^950).
D. Bryce -Smith, К. С. D. Nenitzescu, ^950).
. N e c s о i u, J, Am. Chem. Soc., 72, 348
Запав 1835
алкплбромидов только до С4 и 1,3-дибромпропана [864]. Он описан на примера) получения д-бутилбромида [864] и этилбромида [868]. При больших загрузках можн< непосредственно применять смесь бромистого водорода с серной кислотой, пригото вленную ]864] из брома и SO2 (стр. 110)..^
п-Бутилбромид. В смесь 1300 г измельченного льда и 1200 г брома пм охлаждении льдом пропускают SO2 до исчезновения красной окраски брощй Получается продукт, соответствующий смеси 15 жоль 48%-ной НВт и 7,5 jr2SO4. К полученной смеси прибавляют сначала 12 моль «-бутилового спирт® затем при перемешивании в несколько приемов еще 600 г концентрированна H2SO4. После Зч кипячении массы с обратным холодильником меняют хом дильнпк на нисходящий п в течение 1 ч отгоняют готовый продукт. ОбработЯ неочищенного н-бутилбромида см. выше. Выход 95% от теоретического; т.
101 —104° С.
Ниже рассмотрен обмен спиртового гидроксила на иод с помощью иодИстом водорода [857, 869].
Универсальный способ. Алнилиодцды получают медленной перегоним (1—2 капли в секунду) 0,5 моль спирта с 1,5—2 моль HI, кипящей при постони "ной температуре (d = 1,7). Сначала отгоняют половину реакционной маем (отгонку соединений Ci— Cg ведут 4—6 ч, а соединений Cs—Cg ведут 7—9'1иЯ выделяют из дистиллята неочищенный иодид, водный слой возвращают в рейт ционную среду и продолжают отгонку еще некоторое время. Неочищенный иодм промывают равным объемом концентрированной НС1, водой, 5%-ным растворам Na2CO3, вновь водой, сушат над СаС12 и перегоняют.-Я
Под действием тепла пли света от алкилиодпдов отщепляется иод, которое может быть удален встряхиванием с порошкообразным серебром.
Бензиловые спирты почти количественно реагируют с иодистоводородной лотой (d = 1,7) за короткое время уже при комнатной температуре [870]. ^Я
Аллилиодид [838]. К 1 объему аллилового спирта прибавляют 6 емов Ш (d = 1,7) и оставляют на пять суток при комнатной температуре. делают неочищенный иодид, промывают его разбавленным раствором NaU$H и водой и после высушивания над СаС12 перегоняют в токе азота. Выход 75»а| 80% от теоретического; т. кип. 101° С.
а, to-Дииодалканы, 1(СН2)„1. Иодалканы с п = 8 или 12 получают нагие ванном в течение 6 ч с обратным холодильником при перемешивании соотаадИ ствующего диола со 100%-ным избытком HI (d = 1,94). После охлажденЯЩ и разбавления водой выделившееся тяжелое масло экстрагируют эфиром, эФвМ ие,тй раствор промывают водой, растворами NaHCO3 и NaIISO3 и после высуЩЯИ вания над Na2SO4 перегоняют в вакууме [871]. Выход около 80% от теорадяЯ ческого.
Можно предварительно получать Н1в реакционной смеспиз К1и95%-кйЯ ТТ3РО4. По этому способу готовят поднды из первичных, вторичных, третичтЯм и многоатомных спиртов с очень хорошими выходами [201]:Д
ROH + KI + H3PO4 —> RI + KH2PO4 + H2O■
Смешивают 135 г 85%-пой Н3РО4 с 65 г P20s, охлаждают и прибавляйся 2 .ноль тонкоизмельченного KI и затем 1 моль спирта. Смесь нагревают с обраиЯ иым холодильником при перемешивании в течение 3—5 ч при 100—120° С. Пос^И охлаждения иодид извлекают эфиром и эфирный раствор промывают раствором Na2S2O3 и водой.
L. Gattermann, Н. Wieland, Die Praxis des organisclien Chemikei 35 AufL, W. de Grayter u. Co., Berlin, 1953. S. 86.
J. Г. N о r r i s, Am. Chern. J., 38.. 639 (1907).
Г870] G. IT. D a n b, Д. N. C a s 11 e, J. Org. Chern., 19, 1573 (1954).
E. P. T a v 1 о r, J. Chem. Soc., 1952, 144.
С деталями этого способа рекомендуется ознакомиться на примерах подробных прописей для получения 1,6-дииодгексана [872] п н-октадецил- иодида [873].
Замена спиртовой ОН-группы на галоген при помощи га л огев а в ги д рн д ов, Помимо галогеноводородов для замещения гидроксила на галогены можно использовать также некоторые галогенангидриды. Для обмена ОН-группы на бром или иод наиболее пригодны галогениды фосфора РВгэ и Р13, для обмена на хлор — SOC12. По реакции с РВг3 образуется меньше олефинов, чем ио реакции с НВг или системой НВг — H2SO4, п поэтому он особенно пригоден для обменных реакций с вторичными и третичными спиртами. Реагент РВг, применяют как таковой или получают в реакционной смеси из брома и красного фосфора; Р13 почти всегда образуется в реакционной среде из иода и красного фосфора, к которому для активации можно добавлять белый фосфор. Реакция не протекает прямо по суммарному уравнению
ЗНОИ + РХ8 —> ЗВХ+НРО(ОН)8
Большей частью сначала галогены в РХа постепенно замещаются эфирными группами и образующийся эфир фосфористой кислоты расщепляется выделяющимся при этом галогеноводородом:
ЗКОН + РХз —> Р(ОВ)з + ЗНХ—>3RX + HPO(OH)2
Подробнее о механизме обмена гидроксила на галоген с помощью РХ3 см. [874]. Связывание галогепонодорода при проведении реакции в эфире или в присутствии пиридина затрудняет расщепление алкиловых эфиров фосфористой кислоты галогеноводородом. 9та реакция облегчается избыточным количеством спирта, растворяющего галогеноводород, нагреванием после завершения первой стадии процессе, а также более длительным временем взаимодействия. В то же время связывание большей части галогеноводорода эфиром или пиридином часто желательно при галогенировании неустойчивых в кислых средах спиртов.
Взаимодействие спиртов с SOCl2 или SOBr2 протекает с промежуточным образованием эфиров галогенангидрида сернистой кислоты (галогснсульфинатов):
ROH + 8OXg —» HX + ROS(O)X BOS(O)X —S» BX + SO2 Подробнее о механизме этой реакции см. [875].
Препаративное значение имеет синтез хлоридов с помощью SOCI2 с добавкой пиридина [876] или других третичных аминов [877—879]. Этот способ не вызывает изомеризации и с успехом применяется для галогенирования оксисоединений, чувствительных к ЦС1. 7'аким путем из алкокси- [878] или алкоксиарилалка- яолов [879], из тетрагидрофурфурилового спирта [880], а также из алкинолов [881, 882] получают соответствующие хлориды с хорошими выходами.
[872] [873] [874]1875][872] [873] [874]1875][876 [877 [878 [879 4880[876 [877 [878 [879 4880[881][882][881][882]Н. Stone, Н. S h с с h t е г, Org. Synth., 31, 31 (1951),
[872] [873] [874]
1875]
[872] [873] [874]
1875]
[876 [877 [878 [879 4880
[876 [877 [878 [879 4880
[881]
[882]
[881]
[882]
G. W. Wood, J, Chem. Soc., 1953, 3327.
W. Gerrard et al., J. Chern. Soc., 1940, 1464; 1944, 85; 1945, 106; 848; 1946, 741; 1949, 2309; 1952, 914; 1953, 1920, 2069; 1955, 277.
A. S t a h 1 e г, E. Sc hirm, Ber., 44, 319(1911); E. D. Hughe s, С. К. I D- gold et al., J. Chern. Soc., 1937, 1196; E. S. Lewis, Ch. W. Boozer, J. Am. Chem. Soc., 74, 308 (1952).
G. D a r z e n s, C. r., 152, 1314 (1911).
A. Coben, J. Chern. Soc., 1935, 429.
D. E. Ames, R, E. Bowman. J. Chem. Soc., 1950, 406.
H. Rapoport, J. E. Campion, J. Am. Chem. Soc., 73, 2239 (1951).
L. А. В г о о k s, II. R. S n у d e r, Org. Synth., 25, 84 (1945); Coll. v. 3, 69& (1955)./
M. S. N e w m a n, J. H. W о t i ?, J. Am. Chem. Soc., 71, 1292 (1949).
M. G. E t 11 i nge r, J. E. Ho d gk ins, J. Am. Chem. Soc,, 77, 1835 (1955); K.-E. S c h и I t e, M. Goes, Arch. d. Pharm., 290/62, 124 (1957).
Асимметричный дихлордиметиловый эфир, который можно рассматривать как дихлорангидрид метилового эфира ортомуравышой кислоты НС(ОСП3)С12, реагирует со спиртами неоднозначно. Поэтому он непригоден для получения алкилхлоридов |883].
Общий метод замещения спиртового гидроксила на бром с помощью РВг3 описан на следующем примере.
Изобутилбромид [885] (СНз^СНСНаВг. При перемешивании и охлаждении смесью льда с поваренной солью, исключая доступ влаги, к 7 моль охлажденного до —1UJ С сухого изобутплоного спирта приливают по каплям 2,56 моль (244 лл) свежеперегианпого РВг8 с такой скоростью, чтобы температура пе поднималась выше 0е С (примерно 4 ч). Затем прекращают охлаждение и перемешивают смесь до тех пор, пока ее температура но повышается до комнатной, после чего оставляют на ночь. Реакционную колбу соединяют с колонкой высотой 30 см и отгоняют поочищенный бромид, т. кип. около 50° G (200 мм рт. ст.). Дистиллят охлаждают до 0° С, трижды промывают концентрированной II2SO4r охлажденной до 6° С (по 50 мл), и встряхивают с 25 г сухого К3СО3 до исчсз- ловення запаха НВг. Затем перегоняют на колонке высотой 1 .ч при атмосферном давлепип (т. кип. 91—93d С) пли п вакууме на колонке с флегмовым числом 5 : 1 (т. кип. 41—43d С при 135 мм рт. сту, выход 55—60% от теоретического.
Аналогично получают «/nop-бутилбромид СН3СНВгС2Н5, выход 80%; н-про>шлбромид, выход 95%; изопропилбромид, выход 68% от теоретического, и цнклопентилбромид [841].
Трибромид фосфора (т. кип. 171 —173° С). Его синтезируют, добавляя бром к перемешиваемой суспензии красного фосфора в СС14. Для перегонки РВг3 применяют эффективную ректификационную колонну [885, 886].
Условия проведения обменной реакции спиртов с РВг3 и выделения продуктов реакции можно широко варьировать.
Спирт можно разбавлять бензолом, петролейным эфиром, эфиром или СС14. При бромировании пенасьнцеппых спиртов и спиртов с эфирными связями, которые могут вступать в побочные реакции с образующимся НВг, добавляют пиридин, но обычно в этом нет надобности.
Тстрагидрофурфурилбромид [887]. Для его получения приливают по каплям 1 моль тетрагидрофурфурилового спирта и 5 г сухого пиридина при —5° С (охлаждение льдом е поваренной солью) к смеси 0,36 моль РВг3, 15 г сухого пиридина и 50 мл сухого бензола и выдерживают 24—48 ч при комнатной температуре.
р-Этоксиэтилбромид [888]. Получают без добавления пиридина из Р-эт- оксиэтилового спирта и трибромида фосфора при постепенном повышении температуры до слабого кипения. Наряду с этим бромидом образуется значительное количество этилбромида.
Пропаргилбромид [889]. К охлажденной до 0° С смеси 224 г безводного пропаргилового спирта и 48 г безводного пиридина при перемешивании приливают по каплям 378 г РВг3, смешанного с 2 мл пиридина. Затем кипятят 1 ч на водяной бане, отгоняют пропаргилбромид в приемнике над сухим К2СО8 п через некоторый промежуток времени перегоняют еще раз; т. кип. 84° С; выход 59% от теоретического. .
При взаимодействии оптически активных спиртов с РВгэ обычно происходит вальденовское обращение. Для получения возможно более чистых оптически актив- '
A. Rieche, Н. G г о р, Chern. Вег., 92, 83 (1952).
.1. Colonge, G. Р о i 1 a n е, Bull. Soc. chim. France, Мёт. [5], 1955, 499.
G. R. N о 1 Io r, R. Dinsmore, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 358.
J. KGay, R. N. Maxson, Inorg. Synth., 2, 147 (1946).
L. H. Smit h, Org. Synth., 23, 88 (1943); Coll. v. 3, 793 (1955).
G. C. Harrison, H. Diehl, Org. Synth., 23, 32 (1943); Coll. v. 3, 370 (1955). ‘
K.-E. Schulte M, Goes, Arch. d. Pharm., 290/62, 124 (1957).
них бромидов необходим постоянный избыток спирта. Например, [890—891] при низкой температуре (вначале охлаждение сухим льдом) к спирту медленно приливают по каплям 0,6 мель от эквимолекулярного количества РВг3.
Обмен вторичных и третичных ОН-групп на бром с помощью РВг3 рекомендуется вести в очень мягких условиях. Для получения 2-метИл-2,4-дибромпентана п 3-метил-2,4-дибромгексана РВг3 приливают по каплям при температуре не выше —15° С к соответствующему спирту, поднимают температуру массы ц течение двух суток до 20° С и выдерживают массу еще 1—3 суток при этой температуре. Выход 90% от теоретического [892].
В других случаях для доведения реакции до конца приходится применять нагревание. При этом, а также при оггонке неочищенного бромида из реакционной смеси необходимо повышать температуру медленно во избежание образования фосфинов, способных самовоспламеняться. При получении пентаэрлтритбромида С(СН2Вг)4 приходится нагревать смесь 20 ч па масляной бане при 170—180° С для доведения реакции до конца [893].
В отличие от общей прописи для выделения продукта реакции можно вылить реакционную массу в ледяную воду, отделить неочищенный продукт или извлечь его эфиром пли петролейным эфиром, промыть водой и 5%-ным раствором Na2COs и высушить над СаС12. Можно добавить воду к реакционной смеси и отогнать неочищенный бромид, например циклопентилбромид [894], с водяным паром.
Можно также РВг3 предварительно получать в реакционной смеси из красного фосфора и брома. При этом необходимо следить за тем, чтобы бром нс соприкасался с сухим красным фосфором. Сначала хорошо смешивают спирт с 1 моль краевого фосфора и затем при сильном перемешивании приливают по каплям около 2 моль брома с такой скоростью, чтобы температура смеси достигала 80—100° С. Этот способ описан на примере получения 1,3-дибромпропанола-2 из глицерина [895].
В то время как при обмене гидроксила на бром по реакции с РВг3 большей частью применяют предварительно приготовленный трибромид, при обмене на иод Р13 обычно получают в реакционной смеси из фосфора и пода.
В общепринятом методе обмена спиртовой ОП-группы па иод по реакции с фосфором и иодом исходят из следующего соотношения: на 3 моль сухого спирта берут 1,5 моль иода и 1 — 1,2 моль фосфора. Экзотермическая реакция обычно гладко проходит с красным фосфором, освобожденным ог кислотных примесей повторным кипячением с водой и сушкой при 100е С. Добавка около 50% желтого фосфора ускоряет реакцию, однако желтый фосфор нс должен входить в непосредственное соприкосновение с иодом. При добавке желтого фосфора следует пользоваться описанной ниже специальной аппаратурой и следить за тем, чтобы при обработке реакционной массы остаток желтого фосфора всегда находился под слоем реакционной массы или воды, т. е. не соприкасался с воздухом.
Сначала хорошо смешивают спирт с красным фосфором и затем при перемешивании маленькими порциями добавляют тонкоизмельченпый иод, при необходимости время от времени охлаждая смесь. Затем выдерживают смесь несколько часов при комнатной температуре для завершения реакции н в заклю- чепие кипятят 2 ч с обратным холодильником. Примером может служить получение этилиодида [896]. Легколетучие иодиды отгоняют непосредственно из реакционной массы. Реакционную массу с высоколипящими иодидами выливают в ледяную воду, отфильтровывают от непрореагировавшего фосфора, экстрагируют подид эфиром, экстракт встряхивают с раствором NagSgOg, 5%-ным раствором Na3CO3 и водой, сушат над СаС12 и после отгонки эфира перегоняют в вакууме.
890891892893894895896890891892893894895896Н. Branns, Rec. trav. chim., 65, 799 (1946).
890
891
892
893
894
895
896
890
891
892
893
894
895
896
A. Streitwieser jr J. Am. Chem. Soc., 75, 5014 (1953).
J. D. Bartieson et al., J. Am. Chem, Soc., 68, 2516 (1946).
H. B. Schurink, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 476.
R. N о 11 e r, R. Adams, J. Am. Chem. Soc., 48, 1084 (1926).
G. Braun, Org. Synth., Coll. v, 2, 1943, p. 308.
L. Gattermann, Die Praxis des organischen Chemikers, 35 АпП.
W. do Gruytor u. Co., Berlin, 1953, S. 88.
В то время как обменную реакцию с вторичными и третичными спиртами ведут около 8 ч при 0—5° С и затем выдерживают смесь при комнатной температуре, для получения высших первичных иодидов требуется многочасовое последующее нагревание при температурах пыша 100° С, как это показано на подробно описанном примере синтеза 1-иодгексадекана из цетилового спирта [897].
При работе с добавкой желтого фосфора и больших загрузках иод вводят в смесь фосфора и спирта по мере его расходования в виде раствора в соответствующем спирте*
Реакционную колбу соединяют с сосудом, в котором находится иод, в данном случае с капельной воронкой, снабженной трехходовым краном. Воронка связана с колбой припаянной к со верху не слишком узкой нисходящей стеклянной трубкой и, кроме того, еще с обратным холодильником. В колбу вносят смесь спирта с фосфором и нагревают. Поднимающиеся ио трубке пары спирта'•• конденсируются в обратном холодильнике и постепенно растворяют находя- . щийся в мернике иод. Для того чтобы трехходовой кран не засорялся, под слоем . > иода имеется слой стеклянной ваты. Скорость реакции можно регулировать >■ степенью открывания крана. По этому рекомендованному Фогелем [898, 899] способу можно успешно вести процесс также с одним только красным фосфором. •После израсходования всего иода закрывают крап и перегоняют легколотучпе 7 иодиды через стеклянную трубку в мерник. Волее старые данные об аналогичных ^ установках см. [900, 901].
С помощью SOC12 почти все спиртовые гидроксильные группы, а также j ОН-группы оксикарбоновых кислот обмениваются на хлор. Этот метод представляет ) особую ценность, когда обмен спиртовой ОН-группы ири действии НС1 сопровождается .; нежелательными побочными реакциями (изомеризацией, присоединением НС1, рас- :{ щеплением простых эфиров). В таких случаях можно использовать многочисленные j варианты способа Дарзана [876], по которому к смеси 2 моль спирта и 3 моль пиридина ^ при охлаждении льдом или смесью льда с солью приливают по каплям 3 моль SOCI2.,J Обычно при галогенировании алкпнолов и алкоксиалкадолов применяют на 1 лоль^ спирта 1 —1,1 моль пиридина и 1,1 моль SOC12, а при галогенировании алканолов, 4 склонных к изомеризации в присутствии хлористого водорода, 1,3—1,4 моль SOCI2. -я Для получения к-алкилхлоридов иногда рекомендуют вводить еще больший избыток у SOCl2 (2 моль SOCl2 па 1 моль ОН), а для получения высших алкилхлоридов, напри-J мер ундецил- и додецилхлорида [857], без добавки пиридина — 4 моль SOC12. Спиртыfl можно разбавлять бензолом [902], хлороформом [879] или эфиром [881, 882]; при <| галогенировании алкоксиалканолов можно вместо пиридина применить диметилани- лип [877—879] или хинолин [878]. Применять можно только очищенный (стр. 215) J или свежеперегнанный SOCl2.М
1-Хлорпентан [823]. В смесь 5 моль н-амилового спирта и 5 моль с\ хою л пиридина при —10° С приливают по каплям 6,5 моль SOCl2. Реакционную массу а в течение 6 ч подогревают до 104° С и выдерживают 90 .чин при этой темпера- -а туре. Примерно при 70° С начинается выделение SO2. Охлажденный поочищен- J ный продукт промывают разбавленной НС1, сушат К2СО3 и перегоняют; т. кип. J 106—106,5° С (741 мм рт. ст.у, выход 80% от теоретического.'1
[897][898 [899 [900 [901[902[897][898 [899 [900 [901[902J. R. В у е г s, J. В. D i с к е у, Org. Synth., Coll,J. R. В у е г s, J. В. D i с к е у, Org. Synth., Coll,1-Хлоргептин-2 [881]. В раствор 1,1 моль SOCl2 в 100 мл сухого эфира.Л приливают по каплям при перемешивании раствор 1 моль алкипола и 1 моль Я сухого пиридина в 100 мл сухого эфира, причем смесь закипает за счет тепла | экзотермичной реакции. По завершении реакции отгоняют около 150 мл эфира, -д повышая температуру смеси до 80° С, затем добавляют еще 13 г SOCI2 и кипятят .fl при перемешивании в течение 1 ч. После этого к массе приливают 500 мл холод-..Я
[897]
[898 [899 [900 [901
[902
[897]
[898 [899 [900 [901
[902
J. R. В у е г s, J. В. D i с к е у, Org. Synth., Coll,
J. R. В у е г s, J. В. D i с к е у, Org. Synth., Coll,
v. 2, 1943, р. 322.
A. I. Vogel, англ. пат. 565452 (1944); С. А., 40, 5066 (1946).
A. I. Vogel, J. Chern. Soc., 1948, loll.
R. Adams, V. Voorheis, J. Am. Chem. Soc., 41, 797 (1919).
H. S. King, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 399.
C. Barkov sky, Ann. Chim., 19, 487 (1944).
ной ноды, отделяют эфирный раствор, промывают ого раствором Na2CO3 и водой сушат над CaCls п быстро отгоняют хлоргеитин в вакууме; т. кип. 73° ( (24 лл рт. ст.}-, выход 77% ог теоретического.
Аналогично получают 1-хлоргептпн-З с выходом 72% от теоретического 2-Этоксиэтилхлорид [878]. К охлажденной до —20° С смеси 1 мол; сухого основания и 1 моль 2-этоксиэтилового спирта при перемешивании при ливают по каплям 1,1 моль SOCls так, чтобы температура не повышалась выпи 0® С. Затем дают температуре подняться до комнатной и в заключение смес] выдерживают 2 ч при 100° С. Охлажденный продукт обрабатывают разбавленной НС1, этоксиэтилхлорпд экстрагируют эфиром, экстракт промывают раз бавленным раствором NaOH и водой и сушат над Na2SO4; выход 61% (с диметид анилином), 80% (с пиридином), 84% (с хинолином).
а-Хлорфенилуксусная кислота [903]. Растворяют 0,75 .ноль этиловоп эфира миндальной кислоты (из миндальной кислоты и этилового спирта в прн сутствии НС1) в 0,82 моль SOCla. После 16 ч выдерживания при комнатной тем пературе раствор нагревают 30 мин на паровой бане и выливают смесь в ледянуи воду. Полученный этиловый эфир а-хлорфенилуксусной кислоты (выход 81 — 85% от теоретического) извлекают эфиром и после отгонки эфира омыляют кипя чением в смеси ледяной уксусной кислоты с концентрированной HCI.
Метиловый эфир а-хлорфеннлуксусной кислоты [904]. Получают при бавлением в несколько приемов 11,5 г Р0С13 к смеси 12,5 г мегилового эфир! миндальной кислоты и 12 г пиридина при охлаждении смесью льда с соль» с последующей выдержкой в течение 1 ч в охлаждающей смеси и 12 ч при ком потной температуре. Выход ниже, чем в предыдущем примере.
Дезилхлорид, СвПБСНС1СОСл11ь. Подробно описанный синтез из 0,17 мол; бензоина, 0,63 моль пиридина и 0,63 моль SOCla см. [905].
Очистка типнилхлоридя. По часто применяемому методу кипятят SOCZ примерно с 10% льняного масла и перегоняют с колонкой *, Для удаления SO. и HaSO4 рекомендуют также перегонку с хинолином [906]; не следует применят] для этой цели диметиланнлин [907]. Можно, например, перегнать 50 а SOCI сначала с 10 мл хинолина, а затем с 20 мл льняного масла [908]. Хорошо заре командовал себя следующий простой способ ]909]. В течение 4,5 ч кипятя' с обратным холодильником смесь 900 мл неочищенного SOC12 с 25 г серног* цвета и затем быстро перегоняют через колонку. Получается окрашенный про дукт (94%) и в остатке остается монохлорид серы (т. кип. 135,6° С). Этот продук' вновь перегоняют па колонке, отбирая сначала в течение 12 ч первую оирашен ную фракцию (в основном ЭСЦ; т. кип. 69® С), после чего приблизительно за 2 > перегоняется почти бесцветный SOCla; выход 88%; т. кип. 78,8® С.
Обмеп ОН-группы на хлор с, помощью SOCI2 в аминоалкаполах, которые еле дует разбавлять хлороформом или бензолом, также происходит с хорошим выходом Аминоалканолы можно непосредственно подвергать взаимодействию с SOC12, н< лучше исходить из их гидрохлоридов.
Гидрохлорид К,Х-бис-(р-хлорзтил)-амипа [910]. Его получают, напри; мер. по реакции 2 моль неочищенного гидрохлорида диэтаноламина с 5,33 мол; SOCI2 (388 мл) и 400 мл бензола при температуре около 30е С.
Труднодоступные спирты можно переводить в соответствующие бромиды такж« по реакции с SOBr2 в присутствии пиридина. Правда, сам SOBry не очдаь легко получается.
[903 [904 [905[907 1908 [909 [910[903 [904 [905[907 1908 [909 [910Вместо льняного масла можно успешно использовать медицинское персик» вое или абрикосовое масло. — Прим. ред.
[903 [904 [905
[907 1908 [909 [910
[903 [904 [905
[907 1908 [909 [910
Е. L. Е I i е I, М. Т. F i s k, Th. Prosser, Org. Synth., 36, 3 (1956).
Th. Wagner - J auregg, Helv. chim. acta, 12, 63 (1929).
A. M. Ward, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 159.
H. Meyer, K. Schlegel, Mh. Chern., 34, 569 (1913).
E. Best horn, Ber., 42, 2697 (1909).
E, L. M art in, L, F. F i e s e r, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 569.
L, Cottle, J. Am. Chem. Soc., 68, 1380 (1946).
K. Ward jr., J. Am. Chem. Soc., 57, 914 (1935).
Тионилбромид [911]. Получают взаимодействием сухого НВг с SOC14 при 0° С. По другому способу [912] к КВг добавляют жидкий SO2- Температура кипения 8ОВга равна 60° С (40 хл рт. ст.} и 45° С (22 мм рт. ст.). Тионилбромид при комнатной температуре разлагается медленно, при 100° С — быстрее:
48ОВГ2 —> 280г + ЗгВгг+ ЗВГ2 (
Для получения бромалканов приливают по каплям при температуре от —10® С до 0° С п перемешивании 1,3 моль 8ОВг2 к смеси 1 люль соответствующего спирта и 1,1 моль пиридина; затем доводят смесь до комнатной температуры и дополнительно еще немного нагревают до прекращения выделения SOa. Таким способом получают, например, 2-, 3- и 4-бром-н-октаиы [913]; выходы около 40% от теоретического
Замена спиртового гидроксила на галоген при помощи трифенилфосфита и органических галогенидов или просто галогенов .
По предложенному Лаидауером и Райдопом [914] способу алкилгалогениды ' получают нагреванием эквимолекулярных количеств трифенилфосфита, спирта и со- - едипепия П'Х, где Х=С1, Вг пли I; R' может быть аралкилом, алкилом, Н, X, Li, < Na или NH4:
(С6Н5О)3Р + ROH+ R 'X —> RX + R'P(OCeH5)2 + С6Н5ОИ(1) |
В том случае, когда Н’=аралкпл или алкил, соединение R'X должно быть j более реакционноспособным, чем соединение RX, если только RX нельзя непрерывно i выводить из зоны реакции. В трифепилфосфитном методе на первой стадии взаимо- ' действия образуется квазифосфопиепое соединение А, которое затем переэтерифи- ■• цируется
OR■
(СвН5О)зРВ'Х + ВОН —> (C6H5O)2PR'X-FCeH5OII(2) J
АI
Далееаналогично второйстадииперегруппировкиАрбузова (реакция 3)j
(RO),P + n'XЩО)зРН'Х П (RO)jLv+ RX(3)
происходит образование желаемых алкиды алогепидов (реакция 4)
(CeH6O)2(RO)PR.’X —> (C6H6O)2PR' + RX
Этот способ особенно пригоден для получения алкилбромидов и алкплиодидов из спир- ' тов, не способных к реакции ввиду стерических затруднений, и из ненасыщенных '^
X. Хибберт, Дж. С. 11 у л л м е н, Неорганические синтезы, Сбор- < ник I, 1939, стр. ИЗ; Руководство по неорганической препаративной • химии, под редакцией Г. Браусра, пер. с нем., Издатинлит, 1956.J
М. J. Frazer, W. Gerrard, Chem. a. Ind., 1954, 280; Angew.
Chern., 67, 42 (1955).г
F. A s i n g e г, G. Geiseler, M. Hoppe, Chem. Ber., 90, 117 ■ (1957).
S. R. Landaker, H. N. И у d on, J. Chem. Soc., 1953, 2224.
спиртов. В качестве R'X для препаративных целей наибольший интерес представляют бензилхлорид и хлор и особенно бензилбромид, метилиодид, бром и иод; соединение, в котором R' = Н, можно применять лишь в том случае, если R'X=IICI. При проведении реакции обмела с термически неустойчивыми спиртами следует сначала получить квазпфосфониевое соединение (CeH5O)3PR'X и затем подвергнуть его взаимодействию со спиртом. Если вместо алкилгалогенида в реакции участвуют галогены хлор, бром или иод, то при галогенировании ненасыщенных спиртов надо также предварительно получать неочищенное соединение (С6Н5О)ЯРХ2. Но обычно все три компонента могут непосредственно реагировать по реакции 1.
Метилтрифепоксифосфоиийиодид [914]. В течение 36 ч кипятят с обратным холодильником 31 г трифенилфосфита с 21 г метилиодида (без доступа влаги,). При этом температура кппения смеси повышается с 70 до 115° С. После охлаждения смеси и обработки абсолютным эфиром выпадают желтовато-коричневые иглы метилтрифеноксифосфониниидида. Их повторно проминают абсолютным эфиром и высушивают над Р2Ов; выход 42 в (94% от теоретического). Для последующей стадии, которую следует вести без доступа влагп, лучше всего использовать сохраняемый под абсолютным эфиром неочищенный продукт. Его можно очистить быстрым растворением в сухом ацетоне и осаждением абсолютным эфиром; т. пл. 146° С.
Получение алкилиодидов при помощи метилтрифепокеифосфоннйиоди- да [914]. К 1 .моль неочищенного метилтрифеноксифосфонийиодида осторожно прибавляют 1 моль соответствующего спирта. При работе с реакционноспособными спиртами необходимо охлаждение, с нереакционноспособными — слабое нагревание. В зависимости от свойств алкилиодидов применяют один из следующих способов их выделения: а) алкилиодид, который кипит при более низкой температуре, чем фенол, непосредственно отгоняют в вакууме; б) алкилиодид отгоняют вместе с фенолом в вакууме, дистиллят разбавляют эфиром и фенол извлекают разбавленным раствором NaOH, охлажденным льдом; в) реакционную массу разбавляют эфиром, фенол вымывают разбавленным раствором NaOH и охлажденной льдом водой, эфирный раствор сушат и перегоняют.
Псопентилиодид, (СН3)3ССН21 (прямой способ получения [914, 915] по реакции 1). На бане нагревают в течение 24 ч 1 моль трифенилфосфита с 1,4 .ноль метилиодида и 1 моль пеопентиловою спирта. По мере расходования метилиодида температура смеси возрастает с 75 до 130е С. Неочищенный иодид и фепол совместно отгоняют в вакууме и из дистиллята удаляют фенол промывкой охлажденным льдом и разбавленным раствором NaOH и водой. Полученный, продукт содержит около 6% mpem-амилиодида [915]. Для его удаления неочищенный неопентилиодид встряхивают 5 ч с трехкратным объемом воды, органический слой отделяют и встряхивают еще 1 ч с однократным объемом 0,1 н. водного раствора AgNO3, затем промывают водой, сушат и фракционируют; выход, неопентилиодида 53—57% от теоретического; т. кип. 71° С (100 мм pm. ст.).
Многочисленные другие примеры см. [914, 916].
Получение трифсноксифосфопийгалогенида и прямая обменная реакция (СвН5О)3РХ2 со спиртами [917]. К 1 моль трифенилфосфита, полученного- нагрсванием 1 лоль РС13 с 3 моль фенола до прекращения выделения ПС1 и последующей перегонкой в вакууме [918] (т. кип. 209—210° С при 1 мм рт. ст.), прибавляют при тщательном исключении доступа влаги, перемешивании и: охлаждении 1 моль галогена. К приготовленному таким образом неочищенному (С8Н8О)3РХ2 при компатной температуре, если необходимо при охлаждении» при перемешивании приливают по каплям 1 моль спирта. В большинстве случае» синтеаируемый алкилгалогепид выделяют непосредственно разгонкой в вакууме. Выход насыщенных алкилиодидов 60—98%, аллилбромида — 75% от теоретического.
Прямое взаимодействие трифенилфосфита, спирта н галогена [917]. При 0° С к смеси эквимолекулярных количеств трифенилфосфита и спирта
N. К о г n b I u m, D. С. I f f 1 a n d, J. Am. Chern. Зое., 77, 665Д (1955).
A. Campbell, Н. N. Rydon, J. Chern. Soc., 1953, 3004.
D. G. С о e, D. R. L a d d a u e r, H. N. R у d о n, J. Chcm. Soc.» 1954, 2281.
H. B. Gottlieb, J. Аш. Chern. Soc., 54, 749 (1932),
постепенно при перемешивании прибавляют 1 моль галогена. Смесь некоторое время выдерживают при комнатной температуре и выделяют алкилгалогенид, например перегонкой при пониженном давлении. Выход алкилгалогенидов 62—92% от теоретического. Для получения алкилгалогенидов из ненасыщенных спиртов этот способ не применим.
Замена спиртового гидроксила на галогенс промежуточным получением тозилатов
Несмотря на ю что в ряде рассмотренных до сих пор способов обмена спиртового гидроксила на галоген спирты превращались на промежуточной стадии в сульфинаты или производные эфиров фосфористой кислоты, которые затем подвергали алкилирующему расщеплению, обычно не было необходимости выделять эти промежуточные продукты. В тозилатном методе, напротив, сначала из спирта получают эфир толуолсульфокислоты (тозилат), который и подвергают взаимодействию с галогенидом щелочного или щелочноземельного металла:
п-СНзСвН450.2С1 + Н0В —n-CHsC6H4S020R
n-CH3C6H4SO2OR + MeX «-CH3C6H4SO2OMe-[ RX
Эта реакция имеет особенно большое значение для получения алкилфторрдов, иоддезоксисахаров и для обмена ОН-группы на галоген в соединениях, способных к перегруппировкам углеродного скелета (перегруппировке Вагпера — Меервешы) пли к аллильным перегруппировкам.,
Получение тозилатов [919]. В охлажденный до —5° С раствор 10 г спирта в 100 мл сухого пиридина прибавляют тозилхлорид n-CH8CeH4SO2CI в количестве 1,1 моль на 1 моль спирта. Встряхивают смесь, не вынимая из ледяной бани, до полного растворения всего тозилхлорида, выдерживают еще 2 ч при 0° С и затем при температуре не выше 5° С приливают по каплям воду (три раза по 1 мл и затем 2 и 5 мл), добавляя каждую порпию в течение 5 мин. Потом приливают еще 100 мл воды. Если тозилат выкристаллизовывается, его отсасывают, в противном случае тозилат экстрагируют эфиром или СПС18. Экстракт промывают охлажденным льдом разбавленным раствором П:ЧО4, водой, раствором NaHC03 и сушат над Na2SO4. После удаления растворителя неочищенный тозилат часто непосредственно используют в обменной реакции.
Тозилаты низших спиртов, быстро реагирующие с пиридином уже при 0° С, ' получают при более низких температурах [920].J
Описанный ниже способ перевода тозилатов в алкилфториды пригоден для 5 получения первичных, вторичных и галогензамещениых алннлфторидов [920]. ■ Алкилфториды [920]. При перемешивании и в большинстве случаев при пониженном давлении (20—500 мм рт. ст.) нагревают в диэтилепгликоле (т. кип. 245° С) 1 моль тозилата с 5 моль KF. В соответствующей охлаждаемой ~ ловушке улавливают алкилфторид, улетучивающийся главным образом ) тече- : ние первых 2 ч. Применяют равные весовые количества и KF, и диэтиленгли- коля. Время реакции 3—9 ч, температура 70—240° С. Ив циклогексилтозилата * л этих [условиях образуется циклогексен; фенилтозилат не реагирует с KF.
Подобным же образом можно получать алкилфториды через эфиры бензол- [921] и метансульфокислот [922].'<
Метод обмена спиртовой ОН-группы на бром через тозилаты доле- ).) .сообразно применять тогда, когда другие способы приводят к изомеризации продуктов
R. S. Tipson, J. Org. Chern., 9, 238 (1944).
W. F. Е d g е 11, L. Р а г t s, J. Am. Chem. Soc„ 77, 4899 (1955).
В. В. Разумовский, A. E. Фриденберг, ЖОХ, 19, 22 (1949). ' ,[922] F. L. M. P a 11 i s о n, J. E. M i 11 i n g t о n, Canad. J. Chern., 34, 757s (1956).
реакции. Обмен вторичной спиртовой ОН-группы на галоген через тозила не сопровождается перегруппировками углеродного скелета [825]. Только эти] способом можно, папример, получить чистые 2- и 3-бромпентаны [824]. Из 1-нС-алли лоного спирта при переходе через тозилат получается только 1-14С-аллилбромид [923] т. е.. следовательно, реакция идет без аллильной перегруппировки. •
В то время как из а,Р-ацетиленовых спиртов по реакции с SOCL и пиридин»] или е РВг3 в сухом эфире получают соответствующие галогениды с хорошими выху дамп [881]. р,у- и у,о-ацетплеповые спирты дают соответствующие хлориды, бромид] п иодиды с хорошими выходами только через тозилаты при взаимодействии с L1C в 2-этокспэтиловом спирте, с сухим СаВг2 в 2-(этоксиэтокси)-этиловом спирте ид: с Nai в ацетоне. Первые две реакции протекают экзотермично; получаемые продукт! непрерывно отгоняют при несколько пониженном давлении [924].
Для обмена тозилоксигруппы на хлор или бром можно применять также СаС1 или Lidl в ацетоне [925] или LiBr в ацетоне. При действии безводного СаВг2 на дитс знлат бутин-2-дмола-1,4 в абсолютном этиловом спирте получают 1,4-дибромбутин-2 выход 90% от теоретического [926]; безводный СаВг2 получают действием 2НВг н daC03 с последующей сушкой при 600° С.
Пентаэритритбромид С(СН3Вг)4 [927]. В течение 12 ч при перемешивани; нагревают при 140—150 °C смесь полученного из 1 моль пентаэритрита неочи щенного бензолсульфоната с 5,8 жолъ NaBr в 1 л диэтиленгликоля. Выход пед таэритритбромида, перекристаллизованного из ацетона, 67—68%. Аналогичн< взаимодействует тозйлат пентаэритрита в диэтиленгликоле с NaBr (20%-ны1 избыток) [928].
Замена спиртовых ОН-групп на иод через тозилаты происходит аналогично замен галогенов, чаще всего под действием Nai в ацетоне, причем по реакционной способ booth по отношению к Nat тозилаты близки к хлоридам [929]. Как правило, тозилаты первичных спиртов реагируют легче, чем тозилаты вторичных. .
Эта обменная реакция часто применяется для установления структуры углу водов (правило Олдхема — Резерфорда) [930]. Из наблюдения, что под действием Na в ацетоне (2 ч при 100° С в запаянной трубке) в полностью тозилированном ме тил-р-Р-глюкозпде обмен происходит только у Сд, а в углеводах с тозильными груд пами у С2, С3, С4 или С6 обмена не происходит, был сделан вывод, что в этих условия: на иод обменивается только первичная ОН-групиа, а вторичная тозилировална; гидроксильная группа не обменивается. Однако имеются многочисленные исключенИ] из этого правила. В некоторых 1,6-дитозилированных многоатомных спиртах рцд углеводов обе первичные тозилированные ОН-группы обмеливаются на иод [931 только при увеличении обычного времени реакции до 5 ч, а в других — за 2 ч пр] 100° С обменивается на иод только одна из двух первичных тозилированных труп] [932, 933]. Правда, в последнем случае с помощью уксусного ангидрида можно с ха рошим выходом провести обмен обеих первичных тозилированных оксигрупп на иод
[923] [924] [925 [926 [927 [928[929][930][931] '[932][933][923] [924] [925 [926 [927 [928[929][930][931] '[932][933]К. F. Nystrom,!. С. Leak,!. Am. Chern. Soc., 75 , 3039 (1953).
[923] [924] [925 [926 [927 [928
[929]
[930]
[931] '[932]
[933]
[923] [924] [925 [926 [927 [928
[929]
[930]
[931] '[932]
[933]
G. Eglinton, M. C. W h i t i n g, I. Chern. Soc., 1950, 3650.
P. L. Julian, A. Magnani, J. Am. Chern. Soc., 71, 3209 (1949).
W. J. G e n s 1 e г, A. P. Mahadevan, J. Am. Chem. Soc., 78, 168 (1956)
H. L, Herzog, Org. Synth., 31, 82 (1951).
E. R. В u c h m a n, D. H. D о u t s c h, G. 1. Fujimoto, J. Am Chem. Soc., 75, 6228 (1953).
R. S. T i p s о n, M. A. С 1 a p p, L. H. С г e t c h e r, I. Org. Chem., 12 133 (1947).
J. W. О I d h a m, J. K. Rutferford, I. Am. Chem. Soc., 54, 36 (1932).
L. W а г g h a, T. Puskas, Ber., 76, 861 (1943).
A. T. Ness, R. M. Hann, G. S. Hudson, J. Am. Chem. Soc., 66, 190 (1944).
R. M. Hann, J. K. W о 1 f e, G. S. H u d s о n, J. Am. Chem. Soc., 66 1900 (1944).'
1,6-Дидсзокси-1,6-дииод-2,4;3.5-диметилен-Д-сорбит. Смесь 4,0 г 1,6-дитозил-2,4;3,5-диметилен- У-сорбита. 3,4 г Nai и 40 ял уксусного ангидрида кипятят 2 ч с обратным холодильником п затем избыток (СНзСО)2О разлагают водой. Постепенно выкристаллизовывается дииодид (выход 91%); после перекристаллизации из этиловою спирта т. пл. 151—152° С.
С другой стороны, при действии Nai в ацетоне при 100° С может обмениваться на иод вторичная тозилированная гидроксильная группа многоатомных спиртов производных углеводов [934] и других спиртов, например диэтилкарбинола [929], изопропилового спирта и 1,3-бутандиола [935]; в последних двух случаях достаточно применить концентрированный водный раствор KI.
Реакционная способность тозилатов в значительной степени зависит от стерических факторов: монотоаилат трднс-циклогександиола-1,2 реагирует с KI и LiGl значительно быстрее, чем ^кс-соединение [936]. Особенно вяло реагируют тозилирован- ные гидроксильные группы, находящиеся непосредственно у многократно замещенного кольца; более подробные указания и критическое обсуждение имеющихся до настоящего времени данных см. [937].
Соседние тозилировапные оксигруппы, особенно концевые, не обмениваются на иод. Образуются ненасыщенные соединения и выделяется иод:
II
—С—С—+ 2NaI —> —С=С—+2TsONa+12
I I
TsO ,OTs
Многочисленные литературные данные о наблюдении этой реакции и о ее механизме см. [938].
О получеппи иодстероидов через тозилаты и мезилаты GH3SO2OR см. [939, 940].
Перевод тозилатов в иодиды. В склянке для работы под давлением или в толстостенной запаянной трубке нагревают 2—5 ч при 100° С 1 моль тозилата с 1,2 моль высушенного Nai в сухом ацетоне. Реакцию тозилатов с низкой реак- ; ционной способностью можно проводить также в метилэтилкетоне, ацетонил- ■ ацетоне или диэтилепгликоле; тозилаты низших первичных спиртов реагируют уже при комнатной температуре. За ходом реакции следят по выпадению натрие- j вой соли re-толуол сульфокислоты, которую по окончании реакции отсасывают А и промывают ацетоном. Поело отгонки растворителя добавляют воду, иодид s извлекают эфиром и промывают эфирную вытяжку раствором Na2S3O3 и водой. ^
Низшие алкилиодиды, которые во время реакции непрерывно отгоняются через 'i колонну, можно получать также взаимодействием тозилатов с концентрированным ‘ водным раствором KI (0,2 моль KI в 10 мл воды); тозилат фенола не реагирует с Nai '^ в ацетоне.
В то время как неопептилиодид можно получать [941] по реакции с Nai через тозилат, неопентилбромид (выход 86%) и ноопентилхлорид (выход 60%) рекомендуется ■ получать через триэтилнеопентоксисилан [942].'ч
хинолин;j
(СН3)зС-СН2ОН + С151(С2Н5)8—
—> (СПз)зС—GHa—ОЗЦСзНб)^ -^^> (С1)Вг51(СгН6)з+(СНэ)3С-СН2Вг(С1)^
]R.C/Hocket't et al., J. Am. Chern. Soc., 68, 927 (1946).1
1935]F.D г a h о w z a 1, D. К 1 a m a n n, Mh. Chern., 82, 970 (1951).]
M.F. Clarke, L. N. Owen, J. Chern. Soc., 1949, 315.j
93 7] N. K. Matheson, S. J. Angy al, J. Chern. Soc., 19 52, 1133.
A.B. Foster, W. G. О v e r c n d, J. Chern. Soc., 1951, 3452.'
P.Borrevang, Acta Chern. Scand., 9, 587 (1955).]
P.Tannhauser, R. J. Pratt, E. V. Jensen, .1. Am.Chern. Soc., -4
2658 (1956).i
F. G. В о г d w c 1 I, Б. M. Pitt, M. Knell, J. Am. Chern. Soc., 7 3 5 004 e (1951).
L. H, Sommer, H. D. В 1 a n k m a n, P. C. Miller, J. Anu Chern.
Soc., 76. 803 (1#1).f
Замена гидроксила на галоген в полуацеталях (синтез а-галогенэфиров по Генри)
Для получения а-галогеналкилалкиловых эфиров (ср. стр. 159) чаще всего используют синтез Генри, по которому в эквимолекулярную смесь альдегида и спирта при охлаждении пропускают сухой НС1:
R'CHO + ROH + HCI 5=* В'СНСЮН + ПгО
Формально этот синтез можно рассматривать как обмен ОН-группы па галоген в полуацеталях.
Основными побочными продуктами, образующимися прежде всего при недостаточном охлаждении, являются плохо отделяющиеся ацетали и в некоторых случаях темная смола — продукт отщепления НС1 и полимеризации. Чтобы избежать перемешивания двух образующихся жидких фаз, приводящего к образованию темноокрашенных продуктов, НС1 пропускают в реакционную массу медленно. Если плотное™ обеих фаз почти одинаковы, их смешение и образование эмульсии можно все же предотвратить добавлением связывающих воду солей.
2-Фенил-1-хлорэтилэтиловый эфир С8Н6СН2СНС1ОС2П6 [943]. В охлажденную льдом смесь 32,5 г фенилацетальдегида, 12,5 г этилового спирта и 30 а безводного Na2SO4 при перемешивании быстро пропускают 11,5 г сухого НС1. Жидкий продукт декантируют, добавляют к нему 16 г СаС1з и для удаления НС1 выдерживают 45 мин при 20 мм рт. ст.; выход неочищенного продукта 94% от теоретаческого.
Взаимодействием 30 г параформальдегида со смесью 1 люль спирта и 1 -ноль НВг при охлаждении получают соответствующие сс-бромметилалкиловые эфиры; добавление 1 моль СаС12 повышает выход продукта [944].
По синтезу Гепри можно, в частности, получить моноллордиметюювый эфир из формалина [945, 521], параформальдегида [946] или триоксана |947]; а-хлор- этилэтиловый эфир из паральдегида [948, 526], а также а-бром- [944, 949] и а-иодал- киловые эфиры [945].
При галогенировании паплсьтшрнных альдегидов одновременно происходит: присоединение галогеноводорода; например, из акролеина, метилового спирта и НС1 получается а,р-дихлорпропилметиловый эфир [950, 95[].
Взаимодействие алифатических альдегидов с галогеноводородом в описанных выше условиях в отсутствие спиртов приводит к образованию бпс-(а-галогепалкнло- вых) эфиров:
2RCIIO + 2HC1 —► (ПСНС1)2О+Н2О
Таким способом получают бис-а-хлорэтиловый эфир [952, 953] и бис- а-гало- генмотиловые эфиры [9,54].
] С. 1). Н и г d, Н. L. W е h г m е i s t е г, J. Am. Chem. Soc., 71, 4007 (1949).
] Н. W. Lucien. С. Т. Mason. J. Am, Chem. Soc., 71, 258 (1949).
] L. Henry, Bor., 26 R, 933 (1893); Bull. Acad. roy. Belg. [3], 25, 439.
] E, Wedekind, Ber., 36, 1384 (1903).
] J. E. Walker, A. F. Chadwic k, Ind. Eng. Chem., 39, 974 (1947).
I). G a u t h i e r, Ann. Chim. [8], 16, 289 (1909); C. r., 143, 831 (1906).
С. M. Blair, H. R. Henze, J. Am. Chem. Soc., 54, 399 (1932).
.950] W. Duliere, Bull. Soc. chim. France [4], 33, 1647 (1923).
R.V оe t, Bull. Soc. chim.France [4], 41, 1308 (1927).
A.G cu t li e r, R. С a r tm e 11, Ann., 112, 1 (1859).
A,G eu t h с r H. L a a 1s c h, Ann., 218, 13 (1883).
951|W.T is c h I < c It с л k o,lh-r_, =5, 2286 (1883); 20 П, 70! (1887).
Бис-хлорметилопый эфир можно получал, также, приливая по каплям в течение 5,5 ч при температуре ниже 10° С (охлаждение!) 452 мл хлорсульфоновой кислоты (6,9 молъ^ к смеси 168 мл концентрированной НС1 и 240 г параформальдегида (около 8 молъ СН2О) [955].
Из параформальдсгида, концентрированной серной кислоты и бромида натрия получают бис-бромметяловый эфир [956].
Для получения бис-а,р-дибромэтилового эфира на 70 г паральдегида действуют 320 г брома при температуре от —5 до —10° С, затем медленно нагревают сначала до 15, а через 15 мин до 20° С, выливают реакционную массу на лед и нейтрализуют ее содой [957]. В. этом случае необходимый для реакции бромистый водород образуется во время реакции.
Замена ацнлоксигруппы на галоген(получение галогензамещенных углеводородов)
Замещение ацилированных гидроксильных групп в полуацеталях, спиртах или алифатических оксикарбоновых кислотах на 1алоген можно осуществить в основном в мягких условиях. Эта реакция имеет особенно большое значение в химии углеводов, а именно для получения очень реакционноспособных ацетогалогеноз, применяемых для синтеза многочисленных О- и N-гликозидов. Гликозидные ацивокгигруппы замещаются очень легко, в то время как остальные ацилоксигруппы не затрагиваются. В большинстве способов образуется более стабильная а-галогеноза, независимо от того, исходят ли из а- или Р-углевода [реакция (а)].
Ацетохлоруглеводы (ацетилгликозллхлориды) получают [958] взаимодействием ацилированных углеводов — с ацетилхлоридом и ZnCI2, с РС15 и А1С13 [959] или только с Л1С1з [960], с TiCl4 в спиртовом безводном хлороформе [961] и с а,а-дихлор- метилметиловым эфиром [962].
Особенно простым способом обмена, протекающего цо уравнению (б), является действие сухого ИС1 на раствор или суспензию ацетата углевода.
Ацетохлор-р-Р-глюкоза [963]. В смесь 20 г пента-О-ацетил-П-глюкозы и 250 мл абсолютного эфира при 5° С в течение 40 мин пропускают при перемешивании 50 г НС1; при этом основное количество углевода переходит в раствор. Смесь оставляют в закрытом сосуде на льду на двое суток. Получившийся прозрачный раствор упаривают в вакууме, причем выпадает 65% неочищенного.
S. R. Вис, Org, Synth., 36, 1 (1956).
Н. Stephen. W. F. Short, G. Gladding. J. Chcm. Soc., 1920, 51#.
H. Hibbert, S. Z. Perry К. A. T а у I о r, J. Am. Chern. Soc., 51, 1553 (1929).
1958] D. H. Brauns, J. Am. Chern. Soc., 46, 1484 (1924); 47, 1280 (1925).
[95 9] F. v. А г 11, Mh. Chern., 22, 144 (1901); Z. П. S k г a и p, R. К г e m a n n, Mh. Chern., 22, 375 (1901); E. M. Montgomery, C. S. H и ds о n, J. Am Chern. Soc., 64, 247 (1942).
K
W. К о г у t n i k, J. A. M i 11 s, J. Chern.. Soc., 1959, 636.
E. Pacsu, Ber, 61, 1508 (1928).
H. Crop, I. Farkas, Chem. Ber., 93, 95 (I960).
J. J. Fox, Г, Goodma n, J. Am. Chcm. Soc., 73, 3257 (1951).
продукта; после перекристаллизации из сухого эфира т. пл. 98—99° С; [а]|« — 12° С. Ацетохлор-p-D- глюкозу можно получить также, пропуская сухой НС1 в смесь 100 мл РС1Л и 10 г пента-О-ацетил-р-В-глюкоаы при '90—100° С (5 ч). Аналогично получают p-ацетохлоргалактозу [964].
В условиях, указанных в приведенном примере, в противоположность другим методам [958, 959, 961, 962] не происходит превращения в a-форму. Раньше нестабильную ацетохлор-р-2)-глюкозу получали из ацетобром-а-Р-глюкозы галогенным обменом со свежеосажденпым AgX или воздействием жидкого НС1 ца пента-О-ацетил-а-Д- глюкозу [965].
Бензохлор-а-Д-глюкоза образуется [966] с 77%-ным выходом от теоретического при взаимодействии в течение 4 ч пентабензоил-р-О-глюкозы с 1 моль TiCI4 в СНС13 при 60° С.
Синтез ацетобром-а-27-глюкозы через пента-О-ацетил-0-22-глюкозу (которую получают при действии уксусного ангидрида и ацетата натрия на D-глюкозу) давно известен [967, 968]; более простой метод ее получения ем. 1969].
Ацетобром-a -D-глюкоза. Ацетилируют 0,33 моль моногидрата D-глю- козы 280 мл уксусного ангидрида с тремя каплями концентрированной H3SO4. Затем отгоняют 200 мл смеси уксусного ангидрида и уксусной кислоты, прибавляют 60 мл свежего уксусного ангидрида и при охлаждении льдом пропускают 140—160 г НВг. Смесь оставляют на ночь, а затем при температуре бани не выше 60° С при пониженном давлении и под конец в вакууме, создаваемом масляным насосом (ниже 5 л.н рт. ст.), отгоняют НВг, уксусный ангидрид и уксусную кислоту. Остаток Перекристаллизовывают из диизопропиловог’о эфира.
Обычно для получения бромпроизводных ацетаты углеводов подвергает в течение 12—24 ч при 0°.С взаимодействию с насыщенной НВг ледяной уксусной кислотой, добавляют ледяную воду и экстрагируют'продукт реакции СНС18. По другому, широко применяемому способу ацетаты углеводов получают взаимодействием' углеводов с уксусным ангидридом и 70%-ной НСЮ4 (0,5 объема, %) при 30—40°’С; необходимый для обменной реакции НВг получают, добавляя к полученной реакционной массе при охлаждении красный фосфор, бром и воду (90% от расчетного количества). Обработку ледяной водой и экстракцию СНС13 проводят, как обычно [970/971]. Реакционную массу можно непосредственно перерабатывать далее, например для получения три-О-ацетил-В-глюкаля [972]. Ниже приведен метод получения бромпроиз- нодных, исходя из D-глюкозы или из пента-О-ацетил-6-О-глЮкозы; он может быть рекомендован в тех случаях, когда отсутствует сухой НВг.
Ацетобром-сс -D-глюкоза [973]. При охлаждения к суспензии 30 г красного фосфора в 300 мл ледяной уксусной кислоты приливают по каплям 180 г брома и затем фильтруют массу через стеклянную вату или стеклянный фильтр.
.1. d е Pascual Teresa, F. G а г г i d о Е s р i п о s a, An. Real soc. csp. fis. quim., Ser. B„ 52, 347 (1956); C„ 1958, 8643.
H. H. Schhibach, P. Stadler, I, Wolf, Her., 61, 287 (1928).
R. K. N e s s, H. G. F I c t c h e г, С. 8. II n d s о n, J. Am. Chern. Soc., 72, 2200 (1950); 73, 296 (1951).
1967] E. Fischer, Ber., 49, 584 (1916).
L. Gattermann, Die Praxis des organischen Chemikers, 35 Aufl., W. de Gruyter n. Co., Berlin, 1953, S. 340.
С. E, Redemann, C. Niemann, Org, Synth., 22, 1 (1942); Coll. v. 3, 11 (1955).
M. В a rc z a i-M a r t о s, F. К б г б в у, Nature (London), 165, 369 (1950). rs^l] в. н e I f e r i C h et al., Chem. Ber. 86, 873 (1953); 87, 1489 (1954).
В, H e 1 f e r j c h, E. N. Mulcahy, H. Z i e g 1 e r, Chem. Ber., 87, 234 (1954).
P. G. S cheur er, F. Smith, J. Am. Chem. Soc., 76. 3224 (1954).
К 100 .ил полученного раствора пря встряхивании прибавляют 10 а глюкозы, поддерживая температуру на уровне 40° С пли ниже, и в заключенно выдерживают смесь 2 ч при комнатной температуре. Затем разбавляют 100 мл СНС1? и массу выливают при перемешивании в 200 мл смеси льда с водой. Отделяют хлороформный слой, водный слой встряхивают с СПС13. Объединенные хлоро- формпые растворы промывают водой, раствором NaHCO3 и после высушивания пад СаС12 отгоняют СНС13 в вакууме. Остаток растворяют в возможно меньшем количестве эфира, из которого при сильном охлаждении выкристаллизовывается ацетобром-Р-т люкоза; т. пл. 87—89° С; выход 66% от теоретического.
По другому способу все количество описанного выше реакционного раствора и 216 г пента-О-ацетпл-Р-Р-глюкозы выдерживают 2 ч при комнатной температуре, разбавляют 300 мл СНС13, выливают на смесь льда с водой (800 лл), обрабатывают, как указано выше, и получают ацетобром-Р-глюкозу с выходом 84% от теоретического.
Ацетилированные амипосахара в основном взаимодействуют с галогеноводоро- дом точно так же. как и обычные ацилированные углеводы, одпако образующиеся 1-галогеналшноуглеводы (ацилгликозамипилгалогениды) легко перегруппировываются. 1-а-Вром-М-ацетмл-3,4,6-три-О-ацетил-Р-глюкозампп *, получаемый из пенга-О-аце- тил-а-О- или пента -О-ацетил-^-Д-глюкозамина по реакции с НВг в ледяной уксусной кислоте, очень легко переходит в присутствии воды в гидробромид 1,3,4,6-тетра-б-аце- тил-a-P-i люкозамина [974J. N-А цетил-3,4,6-грп-0-ацетил-сс-Р-глюкозаминилхлорид, образующийся с хорошим выходом из N-ацегилглюкозамина и ацетилхлорида, более стабилен, однако Перегруппировывается, подобно аиртобромуглеводам (ацетилгликозил- бромидам). особенно в присутствии кислот [975]. Напротив, ^-ацетил-3,4,6-три-О-аце- тил-а-Р-глюкозаминилфторид, получаемый как обычные ацотофторсахара (ацетнлглико- зилфторнды) [976], из певта-О-ацстил-а- или пента-О-ацотил-р-Р-гдюкозамина и жидкого HF, является довольно стабильным соединением. Этот аминосахар может быть даже дезацетилирован по Земплепу 1677].
Лцстоиодсахара (ацетилглюкозилиодиды) [978]. образующиеся под действием раствора III в ледяной уксусной кислоте, могут быть получены и из бромсоединений по реакции обмена с иодидом натрия в ацетоне прп комнатной температуре [979|.
Обмен ацилированных гидроксильных групп на галоген используется не только в химии углеводов, по и для синтеза дибромидов из диолов со смежными гидроксильными группами через их ацетаты [980, 981].
При насыщении сухим НВт у-бутиролактона, являющегося внутримолекулярно ацилированной окепкарбоновой кислотой, образуется у-броммасляная кислота, которую многочасовым кипячением с 3 моль метилового спирта, 300 мл СН2С12 и 3 мл концентрированной H2SO4 переводят в метиловый эфир у-броммаедяной кислоты с выходом 85—90% от теоретического ]983] (этерификация по Клинтону — Ласков- скому [982]). Очень простой способ получения соответствующего этилового эфира заключается в кипячении в течение 4 ч 0,5 моль у-бутиролактона с раствором 1 моль- НВг в 500 мл абсолютною этилового спирта [984].
Далее для соединений этого типа будет приводиться более точное пазваниег 1У-ацетил-3,4,6-три-0-ацотил-а-Р-1люкозампнплгалогепид. — Прим. реО.
F. М i с h е е 1, Н. Petersen, Chern. Вег., 92, 302 (1959).
F, М i с h е е 1, F.-P. van cf е Kamp Н. Р е t е г s е n, Chern. Ber.r 90, 524 (1957). -
II. Brauns. J. Аш. Chern. Soc., 45, 833 (1923).
F. M i c h e e 1, II. W u 1 f f, Chern, Bor., 89, 1526 (1956).
Fischer, H. Fischer, Bor., 43, 2535 (1910).
В. H e J I e r i c h, R. G о о t z, Bor., 62, 2791 (1929).
J. L u c a s, M. J. Sc hla t 1 e r, R. C. J о n e s, J. Ain. Chern. Soc . 63, 22 (1941).
W. G. Young, Z. J а s a i t i s, L. L с v a n a s, J. Am. Chern. Soc.. 59 403 (1937).
R. О. Clinton, S, C. Laskowski, J, Am. Cbem, Soc., 70, 3135 (1948).
J. F. Tinker, J. Org. Chem., 16, 1418 (1951).
W. A, R с c k li о w, L>. S, T а г b e 1 1, J. Am. Chem. Soc., 74, 4961 (1952).
Вместо рассматривавшейся до сих пор сложпоэфирпой группировки ROC(=O)R' для обмена ацилоксигруппы на галоген можно использовать также диалкилсульфаты ROSO2(OR). При атом наряду с органическим галогенидом образуется соответствующая кислота IIOSO2(OH).
Этот способ имеет практическое значение для синтеза мотилиодпда, который получают непрерывной оч гонкой при введении по каплям 630 г диметилсульфата в перемешиваемую смесь 800 г KI, 60 г СаСО3 п 430 мл воды при 60—65° С. Метилиодид кипит при 41—43° С; более подробные указания см. [985, 986].
4. Замена С—0-связи связью С—Halпри расщеплении простых эфиров и ацеталей
Расщепление простых эфиров с помощью галогеноводородов, хлорангидридоа. кислот, POXS и РХ8, а также А1Х3 является препаративно важным способом для получения не только гидроксилсодержащихсоединенпй, но и галогенсодержащих соединений из циклических эфиров и арилалкиловых эфиров, причем пэ последних образуются алкилгалогеннды. Из галогеноводородов наиболее активным является ГП, менее активен НВт, еще менее активен HCI. Теоретические сведения и многочисленные литературные данные о расщеплении эфиров см. [987]. Методы получения ш-галогенал- канолов или а.ы-дшалогеналканов расщеплением циклических эфиров описаны на следующих примерах:
Вг(СН2)4Вг
I |( сп.сос^ cHsCOOICIhhCl
С1(СН2).С1
4-Хлор-«-бутилацетат и 4-хлорбутанол-1. В течение 90 мин кипятят с обратным холодильником без доступа влаги 65 г ацетилхлорида, 50 г тетрагидрофурана (т. кип. 66° С) и 0,01 г ZnCl3. Перегонкой реакционной массы получают 4-хлорбутилацетат (т. кип. 78—79° С при 15 мм рт. ст., 90—91° С при 20 мм. рт. ст.); выход 76% от теоретического. Без ZnCl3. с большим его- количеством или с А1С13 выходы значительно меньше [988]. Переэтерификацией метиловым спиртом в присутствии небольших количеств концентрированной НС1 или п-толуолсульфокислоты получают 4-хлорбутанол-1 (т. кип. 64—65° С при 3 мм рт. ст.); выход 80% от теоретического. При этом реакцию ведут при температуре не выше 40° С, а к концу реакции не выше 50° С, так как иначе- вновь образуется тетрагидрофуран.
Аналогичным способом из тетрагидропирана получают 5-х л ор-«-амил~ ацетат [989, 990] (выход 85% от теоретического); из 2,5-диметилтетра— гидрофуч)ана — 1-метил-4-х до р-н-амила цетат [988] (выход 77%). При добавке 2,2 г ZnCl3 па 1 моль циклического эфира, по-видимому, достигаются еще более высокие выходы [991].
4-Хлорбутанол-1 получают еще проще, пропуская НС1 в кипящий тетрагидрофуран до повышения температуры кипения реакционной массы до 103,5—105,5е С (около 5 ч). Реакционную массу перегоняют в вакууме-
1985]
[986
[987
[988
1989
[990
[991]
L. G a t t е г m a n и, Pie Praxis des organischen Chemikers, 35 AufL, W. de Fruytcr u. Co., Berlin, 1953, S. 88.
W. W. Hartman, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 404.
R. L. Burwell jr., Chem. Rev., 54, 615 (1954).
J. В. С I о k e, F. J. Pilgrim, J. Am. Chem. Soc., 61, 2667 (1939).
M. E. Synerholm, J. Am. Chem. Soc., 69, 2581 (1947).
D. E. A m c s, R. E. В о w m a n, R. G. Maso n, J. Chem. Soc., 1950, 176.
F. L. M. P a t I i s о n of al., J. Org. Chem., 21, 745 (1936).
15 Зака-, 1835.
(по возможности при 15 ммpm. ст.*), причем сначала улетучивается большое количество НС1; выход 4-хлорбутаиола-1 54—57% от теоретического [992]. Если при проведении этой реакции маленькими порциями добавляют безводный ZnCl2 в общей сложности 50% от общего веса, то получают 1,4-дихлорбутан; выход 59% от теоретического [993].
4,4'-Дихлордибутиловый эфир. Из 1 моль тетрагидрофурана, 0,33 моль РОС13. 10 ли концентрированной H2SO4 в результате экзотермической реакции при 80 — 100° С получают эфир с выходом 70% от теоретического [99 4].
Дибромбутан. Для получения этого а, ш-дибромалкана пропускают НВг в кипящий тетрагидрофуран [995], пока температура кипения смеси не повысится до 150° С, или добавляют 1 моль тетрагидрсфурана к холодной смеси 6 моль 50%-ной бромистоводородной кислоты и 50 мл концентрированной H2SO4, кипятят 3 ч с обратным холодильником и выделяют продукт реакции перегонкой с водяным паром [996]. Особенно прост следующий метод [997]. К раствору 500 a NaBr в 600 мл воды при интенсивном перемешивании прибавляют 2 моль тетрагидрофурана и 750.нл H2SO4 с такой скоростью, чтобы температура поддерживалась на уровне 70—72° С. После 8 ч нагревания на , паровой бане раствор декантируют от солей, отделяют органический слой, а водный слой и соли промывают 500 мл бензола. Органический слой соединяют с бензолом, промывают раствором Na2CO3 и NaHSO3, сушат над СаС12 и перегоняют; т. кип. 194—196° С и 81° С при 15 мм рт. ст.; выход 86% " от теоретического.
1 -Хлор-4-бромбутап. Это соединение (т. кип. 80—82° С при 30 мм pm. ст.) лучпГе всего получать обменной реакцией между РВг3и неочищенным ю-хлор-н- бутиловым спиртом [998] [С1(СН2)4ОН] или^между красным фосфором, бромом и этим спиртом [997]. Спирт готовят пропусканием HCI в тетрагидрофуран.
1-Хлор-4-бромбутан можно синтезировать также прямым способом, для чего к смеси 1,2 моль NaBr, 1,3 моль NaC], 400 мл воды и 1 моль тетрагидрофурана при перемешивании Приливают по каплям 400 мл концентрированной H2SO4 с такой скоростью, чтобы температура не поднималась выше 70° С. При этом наряду с 10% 1,4-дибромбутана образуется 44% 1-хлор-4гбрЬмбутана; переработку реакционной массы см. [997].
Дибромпентан. Получают кипячением в течение 3 ч смеси 1,5 моль 48%-ной НВг, 74 г концентрированной H2SO4 и 0,25 моль тетрагидропирана; подробные указания см. [999].
Расщепление простых эфиров НГ используется обычно для освобождения фенольных ОН-групп или для аналитических целей (определение метоксильных групп по Цейзелю). Для получения иодидов эта реакция мало пригодна, так как при требующихся высоких температурах и длительности реакции от органичееннх нодидов отщепляется НГ. Кроме того, HI действует как восстановитель. Можно избежать побочных реакций, если вести процесс с KI и 95%-ной Н3РО4 (ср. также стр. 117, 210).
ROR + 2KI + 2H3PO4 —> 2В1 + 2КГГгРО4Н-Н2О
Этот способ вполне оправдал себя при расщеплении алифатических, циклических и арвлалифатических эфиров [201].
D. S I а-г г, R. М. Hixon, J. Аш. Chern. Soc., 56, 1596 (1934)- Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 571.
Sh. Fried, R. D. К 1 e e n e, J. Аш. Chern. Soc., 63, 2691 (1941).
[9 94] K. Alexander, L. E. S c h n i e p p, J. Am, Chern. Soc., 70, 1840 (1948).
Sh. Fried, R. D, К I e e n e, J. Am. Chern. Soc., 62, 3258 (1940).
Ch, L. Wilson, J. Chern. Soc., 19 45, 48.
A. Kaliiszyner, J. Org. Chern., 22, 834 (195 7).
M. S. N c w ш a n, J. H. W 0 t i z, J. Am. Chern. Soc., 71, 1294 (1949); D. A. Shirley Organic Intermediates, J. Wiley a. Sons, New York, 1951.
D. W. A n d r n s, Org. Synth., 23, 67 (1943); Coll. v. 3, 692 (1955).
[ ,4-Дииодбутан [1000]. В трехгорлой колбе емкостью 1 л к 65 г Р2О5 при медленном перемешивании прибавляют 135 мл (2 моль) 85%-ной Н8РО,. Дают смеси охладиться до комнатной температуры, прибавляют 2 моль КГ и, наконец, 0,5 моль тетрагидрофурапа. Массу нагревают с обратным холодильником 3 ч при перемешивании и после охлаждения до комнатной температуры смешивают со 150 мл воды и 250 мл эфира. Эфирный слой промывают раствором Na2S2O3 и насыщенным раствором NaCI и сушат с помощью Na2SO4. После отгонки эфира и перегонки остатка в вакууме получают 1,4-дииодбутан; выход 92—96% от теоретического; т. кип. 108—110° С (10 мм рт. ст.).
Аналогичным способом из ди-н-бутилового эфира получают н-бутил- и о ^ид (выход 81%), а из диизопропилового эфира — изопропилиодид (выход 90% от теоретического).
а.о-Дигалогеналканы с длинной углеродной цепью получают по Брауну [1001). из соответствующих эфиров фенолов. Эфиры фенолов легко синтезировать по способу Вюрца из (о-галогеналкилариловых эфиров:
2Х(СН,)„Х _5А££^-> 2Х(СН2)„ОАг -^а- АгО(СН,)8„ОАг
а.ш-Дифсноксиалканы можно синтезировать также-следующим способом [1003]., ArO(CH2)„X + NaC=CH —> АгО(СН2)„С=СН
Лг.)(С||:)„С=СИ + АгО(СП2)„Х —*Е_»
— АЮ(СН2)„С=С(СН2)„ОЛг—» АЮ(СН2)„„2ОАг
Для расщепления эфиры кипятят 24—48 ч в колбе с обратным холодильником или в запаянной трубке при 100—180° С с 48%-вой НВг или с трехкратным теоретическим количеством 56,7%-ной кипящей при постоянной температуре HL
ArOfCHz^OAr ЛВ£«212!1Д Х(СНа)2„Х + 2ЛгОН
где Х=Вг или I.
С увеличением длины цепи эфира снижается его способность к расщеплению... Нуклеофильность эфиров фенолов, играющая решающую роль па первой стадии расщепления эфира, заключающейся в присоединении протона к эфирному кислороду, ослаблена мезомерией. Следовательно, необходимо предотвратить возможность мезо- - мерии, например, гидрированием дифениловых эфиров [1002], применением соединений с Аг о-СНеОС-Н, (гваякол вместо фенола), или использованием эфиров, уиоторых А г — п-СН3ОСвН4 (монометиловый эфир гидрохинона вместо фенола) [1003, 1004].
Так, если исходят из гваякола, то до п не более 40 получают очень- хорошие выходы а,(о-дииодидов.
Если расщепление проводят кипячением в колбе с обратным холодиль-- пиком, сообщающимся с атмосферой, то после кипячения в течение нескольких, часов смесь фильтруют с отсасыванием и отфильтрованный продукт еще раз нагревают с новой порцией НГ. Неочищенный иоднд промывают водой, высушивают- и экстрагируют в аппарате Сокслета петролейиым эфиром для очистки отгуми-- неподобных продуктов разложения гидрохинона.
11000] И. Stone, Н. Schechter, Org. Synth., 30 , 33 (1950).
Т1001] J. v. Braun, Ber., 42, 4.541 (1909).
J. v. Braunet al., Ber., 70, 973, 1598 (1937).
A. W. N i n e h a m, J. Chern. Soc. 1953, 2601.
K. Ziegler, H. Weber, H. G. Gellert, Ber., 75, 1715 (1942)..
Особенно легко расщепляются эпоксисоединсния, вступающие уже при охлаждении льдом в экзотермическую реакцию с 48%-ной НВг или концентрированной НТ с образованием галогенгидринов. В щелочной среде легко вновь получаются эпоксисоединения.
Особый интерес при расщеплении эпоксидов представляют стерические соотношения, связанные с вальденовскпм обращением:
B\/RB\/R' Rx yR'с/' Rx yR'с/R" /\R'R" /\R'Вг-Вг-R^/R'с—онВ г—СR" /\r'/zR^/R'с—онВ г—СR" /\r'/z
B\/R
B\/R
' Rx yR'
с/
' Rx yR'
с/
R" /\R'
R" /\R'
Вг-
Вг-
R^/R'с—он
В г—С
R" /\r'/z
R^/R'с—он
В г—С
R" /\r'/z
Если R' — R"'= Н (г/ме-эпокевд) и R = R ", то образуются трео-галогеи- гидран (±-смесь); при R = R' -_- Н (транс-эпоксид) иВ' = К' получается аритро- галогенгидрин. Эти соотношения изучены на примере 2,3-эпоксибутапа [1005]. Если К Ф R" или R' ф R", то одновременно появляется структурная изомерия, как это было показано для 2,3-эпоксипентана [1006].
Препаративное расщепление эпоксисоединений осуществляется очень просто. При перемешивании и охлаждении льдом к 48%-пой ПБг или 55%-ной Ml постепенно прибавляют эпоксисоединение или его раствор в петролейном эфире или CHC1S. По окончании реакции массу осторожно нейтрализуют карбопатом щелочного металла и извлекают галогенгидрин эфиром. Иодгидрины настолько нестабильны, что, как правило, не выдерживают перегонки. В качестве примера приведено получение 2-бромэтилового спирта [1007] пропусканием 3 моль окиси этилена при охлаждении смесью льда с поваренной солью в 4,25 моль по меньшей мере 46%-ной НВт; выход спирта 87—92% or теоретического.
Присоединяя HF к эпоксисоодинениям, получают фторснирты *, например, из окиси этилена и HF в эфире образуется фторэтпловый спирт [1008].
Взаимодействие ацеталей или полуацеталей с галогенангидридами кислот (РС13, РС1б, РВг3, РВг6, C1SO3H, SOCI2, СП3СОС1, С6Н6СОС1) является общим методом получения а-галогенэфиров:
R'CH(OR*)OR -^-> R'CHCIOR-^-POClg-l R"C1
(ср. также стр. 159, 221).
Так синтезируют, в частности, а-хлорэтиловый эфир [1009] из диэтилацеталя ацетальдегида и РС13, ct-хлорбензиловый эфир [1010] из диметилацеталя бензальде- гида, ацетилхлорида и тионилхлорида, аналогично готовят бромалкиловые эфиры [1011]. zj а-Бромалкиловые эфиры получают также пропусканием при 20° С НВг в а-хлоралкиловые эфиры; а-иодалкиловые эфиры образуются по реакции хлоралкиловых эфиров с Nai и ацетоне.
Замена гидроксила на галоген в фенолах и гетероциклических соединениях
Для замещения ОН-группы па галоген в фенолах или, что чаще, в гетероциклических соединениях иногда применяют РХ6 и РОХ3, где X — С1 или Вг.
Выше 100° С равновесие РВг5 д2 РВг3 -{- Вг2 так сильно сдвинуто вправо, что при употреблении РВг5 следует в качестве побочных реакций ожидать бромирования и, возможно, дегидрирования.
Этот способ имеет главным образом препаративное значение для синтеза хлор- замещенных N-гетероциклических соединений. Обычно гидрохлориды соответствующих окси-М-гетероциклических соединений несколько часов нагревают с обратным холодильником с избытком РОС13, затем в течение нескольких часов отгоняют непрореагировавшую РОС13, реакционную массу разлагают льдом, подщелачивают и экстрагируют хлорзамещенное гетероциклическое соединение эфиром. Так получают 2-хлор- пирпмидины [1012], 2-хлор-4-метилииримидин [1013] и 2-хлор-4,6-диметилпирими- дины [1014], 4,6-дихлор-2-мсгилпиримидин [1015] и 2-хлор-4-метилхннолин [1016].
Процесс можно вести также с добавкой третичных аминов. 2,6,8-Трихлорпурин образуется из 2,6-дихлор-8-оксипурина по реакции с РОС13 и диметиланилином [1017], 3-хлориндазол [1018] — из 0,2 моль сухого индазолопа, 0,2 моль сухого пиридина и 0,3 моль РОС1Я.
Вместо РОС13 можно применять РС]6 или их смесь [1014, 1019]. 1,4-Дихлорфталазин [1020] получают, например, нагреванием в течение 4 ч при 150° С 32 г фталил- гидразида со 100 г РС15.
3,8-Дихлорпиридазин [1021, 1022]. Б течение 5 ч кипятят с обратным холодильником 25 г 3,6-диоксициридазина (из дигидрохлорида гидразина и малеинового ангидрида [1021]) с 300 мл РОС13. Поело отгонки в вакууме избытка РОС]3 охлажденный остаток выливают па лед и смесь слабо подщелачивают по лакмусу концентрированным раствором МН3. Выпавший продукт сушат в вакууме, а из полученного фильтрата экстрагируют 3,6-дихлорпиридазпн хлороформом. Из высушенного экстракта выделяют дополнительные количества неочищенного продукта; общий выход 87% от теоретического. Дихлорпиридазин очищают вакуумной перегонкой (т. кип. 89—91° С при 1,2 мм рт. ст.) или перекристаллизацией из гексана (т. пл. 0У—70° С).
2-Хлорпиримидин [1014]. Смесь 5,3 г гидрохлорида 2-оксипиримидина, 15 е РС15 и 4 мл РОС13 кипятят в течение 45 мин при 140—150° С. После отгонки части РОС]3 остаток выливают на лед, подщелачивают NaOH, добавляют NaCl и извлекают эфиром 2-хлорпирнмидин. Поело отгонки эфира продукт, перекри- сталлизоваппый из петролейного эфира, плавится при 05° С; выход 93% от теоретического. '
J. W. Copenhaver R. Г. Kleinschmidt, апгл. пат. 663302 (1951); С. А., 46, 10212 (1952).
Т. Matsukawa, В. О h t a J. Pharm. Soc. Japan, 69, 489 (1949); С. A., 44, 3456 (1950).
T. Matsukawa, В. О b t a, J. Pharm. Soc. Japan, 69, 491 (1949); C. A., 44, 3456 (1950).
I. В a d d i I e у, B. L у t h g о e D. M c N e i 1, A. R. T о d d, J. Chem. Soc., 1943, 383.
S. E. К r a h ] e r, A. Burger, J. Am. Chem. Soc., 63, 2367 (1941).
J. D a v о 1 1, B. L у t h g о e, A. R. Todd, J. Chem. Sue., 1946, 833.
E. F. M. Stephenson, Org. Synth., 29, 54 (1949).
J. P. Wibaut, F. W. В г о e k ni a n, Rec. trav. c^im., 58, 885 (1939).
] II. D. K. Drew, H. H. Hatt, J. Chem. Soc., 1937, 16.
R. II. M i z z о n i, P. E. Spoerri, J. Am. Chem. Soc,, 73, 1874 (1951).
E. A. Steck, R. P. Brim dage, L. T. F 1 e t c h e r, J. Am. Chem. Hoc., 76, 3226 (1954).
Особенно легко обменивается на хлор ОН-группа в пикриновой кислоте, кото- 1 рая, однако, реагирует с РОС13 только в форме пиридинпикрата.j
Пнкрилхлорид [1023]. К горячему раствору 22,9 г лпкрвновой кислоты
и 200 мл 95%-пого этилового спирта прибавляют 7,9 г пиридина. При охлажде- ^ пии выделяется 30,1 г (98%) пиридинпикрата; т. пл. 166° С. Смесь 1 моль сухого v пиридинпикрата, 0,67 моль РОС13 и 250 мл бензола кипятят 15 мин с обратным ■ холодильником. Бензольный слой и выделившееся масло разделяют и каждый j в отдельности промывают горячей водой. После отгонки бензола из бензольного слоя получают 73%, а из масла 25% пикрилхлорида (т. пл. 79—81° С).
Из 4-оксипиридипа под действием смеси РС15 и РОС1а получается 4-хлорпиридин .й с выходом 75 % от теоретического; с РВг6 при 110° С образуется только 47% 4-бромпири- £ дина [1019]; побочным продуктом является 3,4,5-трибромпиридин.<
В общем способе замены ОН-группы на бром в гетероциклических соеди- л нениях применяют РВг5 или РОВг3.>
Смешивают 1 лоль оксисоединения с 1,05 моль РВг5 и, исключая доступ у влаги, нагревают 8—8 ч при 100° С. Затем реакционную массу разлагают льдом, подщелачивают NaOH или NaHCO3 и выделяют продукт реакции перегонкой '^ с водяным паром или экстракцией подходящим растворителем. В качестве при- . мера см. синтез З-бром-6-метилпиридазина [1024]..^
Нагревают 1 моль оксисоединения несколько часов при 120—150° С -5 с 1 моль или большим количеством РОВг3, иногда с добавкой толуола или ксилола, и после охлаждения разлагают льдом. В качестве примера можно озна- 'j комиться с получением 2,4,6-трибромпиримидина из барбитуровой кислоты 5 [1025] или 3,6-дибромпиридазина III из гидразида малеиновой кислоты I 4 (3,6-диоксипиридазина) [1022]:1
В некоторых случаях РОВг3 может действовать, как дегидрирующий агент. ) Так, из 3,6-диоксигексагидропиридазина и РОВг3 при 70—80° С тоже получают^ 3,6-дибромпиридазин, причем добавка брома повышает выход [1026]. , j
Пригодный для препаративных целей)РВг6 готовят, приливая по каплям^ 1 моль РВг3 при интенсивном перемешивании, охлаждении и защите от влаги к раствору 1 моль брома примерно в десятикратном по объему количестве петро-3 леиного эфира (т. кип. 30—60° С) [1027]..
R. Во уст, Е. V. S р е n с е г, G. F. W г I g h t, Canad. J. Research,"] 24 B, 200 (1946); C. A., 41, 108 (1947).1
C. Grund ma n n, Chem. Ber., 81, 7 (1948).\
D.R. V. Golding, A. E. Senear, J. Org. Chem., 12, 293 (1947).;
С.P e d r a 1 i, A. Mantegani, J. Org. Chem., 23, 778 (1958).'
С.E. Kaslo», M. M. Marsh, J. Org. Chem., 12, 456 (1947).J
Бромокнсь фосфора РОВг3 (т. пл. 56 С, т. кип. 193° С) получают следующими способами |1028, 1029]:
ЗРВг5 + Р2Ол5РОВг3
РВг5+НСООП —к POBr3-^2HBr-LCO
Для обмена ОН-гр* ипы фенолов или гетероциклических соединений на хлор, бром или иод может быть и: пменен также тр^фепилфосфитный метод (стр. 216). Подробности см. [1030].
(ЛгО^РХь + Аг'.Ц! —* Ат'Х (АгО)дРО 4-НХ
Замена гидроксила в карбоксильной группе на галоген(получение галогенангидрндов карбоновых кислот)
Замена ОН в карбоксильной группе на фтор
Фторангидриды карбоновых кислот не имеют большого препаративного значения, так как проводимые с ними реакции могут быть осуществлены проще с аналогично действующими, но более доступными хлорапгидридами. Фторангидриды карбоновых кислот очень устойчивы, даже к гидролизу. Формилфторид устойчив при комнатной температуре в течение нескольких часов, после чего происходит разложение на HF и СО. О получении фторангидридов из хлорангидридов кислот и KF упоминалось на стр. 192. При постепенном нагревании ангидрида масляной кислоты с KHF, до 180° с из реакционной массы непрерывно отгоняется бутирилфторид; т. кип. 67° С (767 мм рт. ст.)-, аналогично из ангидрида бензойной кислоты при 190—240° С получается бензоилфторид; т. кип. 155—156° С. Вместо KHF, можно применять также KF; выходы достигают 80—90% от теоретического [1031].
При работе по этому способу приходится предварительно готовить ангидриды кислот. По другому способу [1032] соответствующие фторангидриды можно получать нагреванием низших жирных кислот Сх—С», а также моно-и трихлоруксусных кислот с бензоилфторидом, при непрерывной отгонке продуктов реакции из равновесной реакционной смеси (ср. стр. 237)
RCOOH-|-C8H5COF —► RCOF + CeH6COOH
Эту реакцию можно комбинировать с реакцией обмени галогена под действием KF или KHF2, нагревая смесь карбоновой кислоты, бензоилфторида и фторида к^- лия [768] или сухого бифторида калия [781].
Замена ОН в карбоксильной группе на хлор, бром или иод , при помощи неорганических галогенангидрндов
Существует несколько вполне пригодных методов получения остальных галогенан- гидридов карбоновых кислот. Так как наиболее часто употребляются хлорангидриды карбоновых кислот, то основное внимание будет уделено способам их получения. Как правило, ОП-группу карбоксильной группы обменивают на хлор с помощью неорганических хлорангидридов. В большинстве случаев не весь хлор, вводимый в форме
Н. S. Booth, С. G. S е с g m i 1 I е г, Inorg. Synth., 2, 151 (1946).
С. Grund Шапп, Chern. Вег., 81, 7 (1948).
D. G. Сое, И. N. R у d о п, В. L. Tonge, J. Chern. Soc., 1957, 323.
А. И. Машенцев, ЖОХ, 15 , 915 (1945).
А. И. Машенцев, ЖОХ. 16, 203 (1946).
неорганического пли органического хлорангидрида кислоты, используется в реакции обмена, часть его выделяется в виде НС1 в результате вторичных реакций.
BCOOH + PCls—► RCOC1 + POC13-|-HC1(1)
3RCOOH Н- 2РС13 —> 3RCOC1 + Р2О3 + ЗНС1(2)
(3)(4>(3)(4>RC.00II + S0CI3 —> RCOC1 + SO2 + HC1
(3)
(4>
(3)
(4>
2RCOONa + POC13 —> 2RCOCl-|-NaPO34-NaCI
Из неорганических хлорангидридов для этой реакции главным образом применяют РС1а, РС13 и SOCI2: хлорокись фосфора РОС]3 реагирует только с солями карбоновых кислот (реакция 4). Под действием SiCI4 при 50° С можно из изомасляной кислоты получить соответствующий хлорангидрид с 85%-ным выходом от теоретического [1033].
Пентахлорид фосфора является энергичным хлорирующим агентом. Он применим во всех случаях, когда температура кипения образующегося хлорангидрида ниже или выше температуры кипения выделяющейся хлорокиси фосфора (т. кип. 105,4е Си 45° С при 85 мм рт. ст.). Так как и большинстве случаев реакция (1) сильно экзотермйчпа. то иногда применяют разбавление, напрпмер, бензолом, петролейным эфиром, СНС]3 или CS2.
Хлорангидриды карбоновых кислот (по реакции с РС15). Смесь 1 моль карбоновой кислоты и 1,05 моль PCIR в сухом бензоле нагревают 3—4 ч при 80® С до прекращения выделения 1101 и затем бензол и Р0С13 отгоняют в вакууме. Остаток РОС13 можно удалить добавлением сухого толуола и повторной отгонкой. Многие хлорангидриды плохо растворяются в петролейном эфире, в то время кат; Р0С13 хорошо растворима; поэтому, применяя разбавлепие петролейным эфиром, можно разделить смесь неочищенного хлорангидрида с хлорокисью фосфора 11034]. При проведении реакции карбоновой кислоты с PCl^ в петролойпом эфире образующийся хлорангидрид выкристаллизовывается из реакционной массы.
Большей частью просто смешивают при охлаждении льдом 1 моль кислоты ■ с 1—1,1 моль РС15, иногда слегка нагревают па водяной бане для инициирования реакции (начало выделения НС1) и продолжают нагревать, исключая доступ влаги, до окончания реакции (около 30 мин) пли ведут реакцию в течение нескольких часов при комнатной температуре. Если хлорангидрид кипит при более- высокой температуре, чем Р0С13, последнюю оц сияют чаще всего при пониженном давлении, а хлорангидрид очищают перегонкой в вакууме [(см., например, синтез и-нитробензоплхлорида [1035] и хлорангидрида итаконовой кислоты [1036] CH2=-C(COCI)CIIeCOCI)J. Если хлорангидрид кипит при более низкой температуре, чем Р0С13, то его отгоняют из смеси на колонке. Так получают оксалилхлорид [1037].
В некоторых случаях в качестве растворителя для проведения реакции с РС1б пригодна также Р0С13. Этим пользуются, напрпмер, при получении беташтхлорида из гидрохлорида бетаипа [1038].
Выход хлорангццридов зависит от качества примененного РС15. Рекомендуется удалять возможные примеси РС13 и РОС13 патреванием РС15 в вакууме- 11039] или, что лучше, специально готовить PCIS в лаборатории. Ниже приведен метод получения РС15. Сухой хлор пропускают над поверхностью жидкого- РС13 примерно до 50%-ного привеса. При этом массу периодически переме-
И. II. Назаров, И. Л. К о т л я р е в с к а я, ЖОХ, 20, 1441 (1950)..
Н. Staudinger, Вег., 41, 356 (1908).
R. Adams, R.L. Jenkins, Org. Synth., 3, 75 (1923).
1036] H. Feuer, S. M. Pier Org. SynlK, 33, 41 (1953).
11037] O. Wallach, Ber., 8, 300 (1875).
P. A. P 1 u t t n e r, M. Geiger, Hclv. chim. acta, 28, 1362 (1945).
E. О t t. Org. Syhlh., Coll. v. 2, 1943, p. 528.
шивают, чтобы подводящая газ трубка не забивалась РС15. К концу реакции РС18 затвердевает [1035].
Из ампникарбоновых кислот пли их гидрохлоридов по реакции с РС16 в ацетил- хлориде[1040} пли, лучше, в СС14, в котором РС15 растворяется [1041], получают гидрохлориды хлорангидридов ампнокарбоновых кислот. Ути вещества очень чувствительны к влаге и поэтому реакцию проводят в герметичной аппаратуре. Продукт реакции -отсасывают через погружной пористый стеклянный фильтр, промывают подходящим сухим растворителем (петролейный эфир, СС14) и отсасывают досуха.
Гидрохлорид хлорангидрида аминоуксуеной кислоты (гидрохлорид гли- цилхлорида [1041]. К сусиензпи 5 г глицина в 200 лм СИС13 прибавляют 15 а РС15. Плотно закрытый реакционный, сосуд энергично встряхивают в течение 10 ч при комнатной температуре. Затем продукт реакции отсасывают без доступа влаги через пористый стеклянный фильтр и трижды промывают сухим СС14, трижды сухим петролейным эфиром и один раз сухим эфиром. Аналогичным способом получают гидрохлорид алапилхлорида; выход 90% от теоретического, после перекристаллизации из ацетилхлорида выход 75—80%.
Чистые (для анализа) гидрохлориды хлорангидридов аминокарбоповых кислот можно непосредственно получать пропусканием тщательно осушенного НС1 (колоияа с СаС12, две промывные склянки, одна с концентрированной H2SO4, другая с Р2О5 на стеклянной вате) в прозрачный раствор N-карбоксиангидрида аминокарбоновой кислоты в диоксане до начала крисшллизации [1042].
R—СН—СО
R—СН—СООНI \_ Нак диоксан R— СИ—СОС1
|COCh; диоксан .>।।
nh2*NH2-I1C1
Раствор N-карбоксиангпдрпда готовят, пропуская сухой, промытый концентрированной H2SO4 фосген в энергично перемешиваемую суспензию аминокарбоновой кислоты в диоксанс при 40—50° С до полного пли почти полного растворения кислоты; избыток фосгена отдувают сухим воздухом и отфильтровывают продукт реакции без доступа влаги (ср. стр. 239).
На примере этой реакции видно, что иногда целесообразнее сначала получить из кислоты ангидрид, а затем хлорангидрид. Как правило, ангидриды карбоновых кислот довольно устойчивы к действию неорганических хлорангидридов; при действии неорганических хлорангидридов, например ЗОС12, в обычных условиях па соответствующую дикарбоновую кислоту — малеиновую, янтарную или фталевую, предпочтительно образуются циклические ангидриды [1043]. Однако из фталевого ангидрида' I по реакции с РС16 при повышенных температурах с очень хорошим выходом получается еилл-о-фталоилхлорид 11.
Реакция протекает, вероятно, через асилл-о-фталоилхлорид Ш, который при перегонке при атмосферном давлении перегруппировывается в 2-фталоил- хлорид 11, С другой стороны, под действием А1С18 соединение 11 перегруппировывается [1039] в соединение Ш (реакция 1).
При высоких температурах можно перевести циклические ангидриды в дихлор- ангидриды дикарбоновых кислот также при помощи SOCIe с добавкой ZnCl2 (реакция 2):
Е. Fischer, Вег., 38, 006, 2914 (1905); 39 , 544 (1906).
S. Levine, J. Am. Chern. Soc., 76, 1382 (1954).
М. Brenner J. Р h о t a k i, Helv. chim. acta, 39, 1525 (1956).
JJ. Meyer, Mh. Chern., 22, 437 (1901).
сал<л<-о-Фталоилхлорид [1039] (из фталевого ангидрида и PCJ6). В кругло- донной колбе емкостью 500 мл, снабженной обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, нагревают в течение 12ч при 150° С на масляной бане 1 моль сублимированного фталевого ангидрида с 1,06 .ноль чистого PCI,. Затем обратный холодильник заменяют на нисходящий и постепенно повышают температуру бапи до 250° С, причем отгоняется большая часть образовавшейся РОС13. Остающийся в колбе неочищенный о-фталоилхлорид перегоняют в вакууме; т. кип. 131 — 133° С (9—10 мм рт. ст.)- выход 92% от теоретического. Препарат содер- яшт небольшое количество фталевого ангидрида. '
сил«.ч-о-Фталоилхлорид [1044] (из фталевого ангидрида и SOCI^). В трех- горлой колбе с обратным холодильником нагревают до 220° С при перемешивании 300 г фталевого ангидрида с 1,5 а безводного ZnCl2. Затем в течение 10 ч приливают по каплям 241 з SOC12 с таким расчетом, чтобы температура не опускалась ниже 220° С, и в заключение перегоняют реакционную смесь при сильно пониженном давлении. При 119 — 122° С (4,5 мм рт. ст.) отбирают 380 г дистиллята. Из него при охлаждении выкристаллизовывается 22 г фталевого ангидрида, который отфильтровывают. Фильтрат представляет собой фталоилхлорид 94%- ной чистоты (определение по хлору), и следовательно, достаточно чистый для разнообразного испольяпеяггист
Дихлорангидрид янтарной кислоты [1045]. Получают аналогичным способом взаимодействием 20 г янтарного ангидрида, 1 г безводного ZnCl2 и 34 а SOC12 при 120° С в течение 10'/; выход дихлорангидрида 74% от теоретического.
Для получения легколетучих хлоравгидридов используется реакция j данным образом с РС1а (т. кип. 74,5е С). Обычно дают прореагировать 1,1 моль карбоновой кислоты с 0,5 моль РС13 при комнатной температуре или при слабом нагревании до прекращения выделения НС1 и затем непосредственно отгоняют хлорангидрид (см., например [1046], получение ацетилхлорида из уксусной кислоты и РС18). Можно также по окончании реакции извлечь хлорангидрид из реакционной массы растворителем (бензол, петролейный эфир, CS2) и непосредственно в растворе подвергнуть дальнейшим превращениям-
Хлорангидрид фенилуксусной кислоты [1047]. В течение 1 ч нагревают на паровой бане 0,5 моль фенилуксусной кислоты с 0,25 моль РС13. К еще теплой смеси прибавляют 400 мл сухого бензола и отделяют декантацией бензольный раствор хлорангидрида фенилуксусной кислоты от выделившейся фосфористой , кислоты. Если добавить этот раствор к 0,56 моль безводного А1С18, то по реакции ’ Фриделя — Крафтса образуется дезоксибензоин с выходом 82% от теоретического.
Для получения хлорйнгидридов карбоновых кислот при помощи неорганических хлоравгидридов чаще всего применяют тионилхлорид [1048] (т. кип. 78,8е С). Его i преимущество заключается в том, что в качестве побочных продуктов образуются / только газообразные вещества (реакция 3, стр. 232) и что избыточный SOC18 может ’ быть легко отогнан из реакционной массы. Указания по очнетце SOC12 приведены на стр. 215. На ход реакции с SOC12 могут влиять [1049] такие примеси в техническом SOC12, как SO3 и H2SO4.
L. Р. К у г i d е s, J. Am. Chern. Soc., 59, 206 (193 7).
Р. R u g g 1 i, A. Maeder, Helv. chim. acta, 26, 1476 (1943).
L. Gattermann, H. Wieland, Die Praxis des organischen Chemikers,
35 Auf]., Berlin, 1953, S. 111.
C. F. H. Allen, W. E. Barker, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943t p. 156.
H. Meyer, Mh. Chern., 22, 109, 415 (1901).
H. M e у e r, R. Turnau, Ber., 42, 1163 (1909).
При перегонке хлорангидрида фенилпропиоловой кислоты (т. кип. 105—107° С при 11 мм рт. ст.), полученного по реакции с техническим SOCI2, дважды произошло разложение со взрывом. При применении для синтеза SOCI2, очищенного от труднолетучих примесей однократной ректификацией, перегонка неочищенных хлорангидридов фенилпропиоловой и коричной кислот проходила без осложнений [1050). Таким образом, чистый SOCi8 можно использовать и для получения хлорангидридов ненасыщенных карбоновых кислот.
В отличие от PCL кипящий SOC18 не затрагивает карбонильные группировки — СНО, —СО или —COOR в кето-, альдегиде- или карбалкоксикарбоновых кислотах. Алкоксильные группы довольно устойчивы к действию РС]Б и SOCI2, в то время как спиртовые, а также фенольные гидроксильные группы реагируют с этими хлорангид- ридами [1051). Лучше всего перед превращением карбоксильной группы оксикарбоновых кислот в Хлорангидридную защищать гидроксил ацетилированием, как, например, прп синтезе хлорангидрида ацетилминдальной кислоты [1052).
При наличии определенного рода заместителей в молекуле оксикарбоновой кислоты удается в мягких условиях провести прямую реакцию обмена с тио- лилхлоридом. По реакции с тионилхлоридом при 50° С из 2,3,5,6-тетрабром-4- оксибензойной кислоты почти количественно получается хлорангидрид, в то время как при более высоких температурах происходит конденсация с образованием высокомолекулярных продуктов [605].
Пиридин катализирует взаимодействие карбоновых кислот с тионилхлоридом.* Добавление 1 моль пиридина на 1 моль тионилхлорида позволяет получать нестойкие хлорангидриды в мягких условиях [1053—1055]. Добавка диметплформамида также благоприятствует образованию хлорангидридов под действием тионилхлорида [1056]. Так как эта реакция протекает через хлорангидрид амида муравьиной кислоты, ее описание приводится на стр. 240.
Тионилхлорид реагирует также с солями Щелочных металлов карбоновых
кислот.
Хлорангидриды карбоновых кислот (получение с помощью SOC]2). Примерно к 1,2 моль SOClg по каплям приливают при перемешивании 1 моль карбоновой кислоты, при необходимости охлаждая реакционную колбу проточной водой. Можно применять больший избыток тионилхлорида, по это не приводит к существенному увеличению выхода. К твердым кислотам приливают или прибавляют по каплям SOC12; для разбавления реакционной массы можно добавлять бензол. Необходимо пользоваться эффективным обратным холодильником. Реакционную смесь нагревают на водяной бане (50—80° С) до прекращения выделения SO2 и НС1, затем отгоняют избыток SOC18, чаще всего в вакууме, создаваемом водоструйным насосом, и фракционируют неочищенный хлорангидрид (см., например, синтезы бензоилхлорида [1057], н-бутирилхлорида [1058]
Применение пиридина является частным случаем катионного катализа, открытого М. Я. Крафтом и сотр. [ДАН СССР, 88, 725 (1952); 109, 312 (1956)]. — Прим. ред.
К. V. A u w е г s, Е. R i s s е, Вег., 64, 2220 (1931).
Н. М е у е г, Mh. Chern., 22, 429 (1901).
К. Thayer, Org. Synth., 4, 1 (1925).
P. Carre, D. Libermann, С. r., 199, 1422 (1934).
W. R. Brown, J. Chern. Soc.,1945, 601.
J. P. E. Humas, J. A. Mills, Nature, 158, 877 (1946).
H. В о s s h a г d, R. M ory, M. S c h m i d, II. Z о 11 i n g e r, Helv. chim. acta, 42, 1653 (1959).
L. Gat term ann, H. W i e 1 a n d, Die Praxis des organischen Chemikers, 35 AufL, Berlin, 1953, S. 112.
В. H e I f e г 1 c h, W. Schaefer, Org. Synth., 9, 32 (1929).
и изобутпрплхлорида [1059]. Выходы хлорангидридов в большинстве случаев достигают примерно 90% от теоретического.
Во многих случаях неочищенные хлорапгидриды карбоновых кислот используют дальше без дополнительной очистки. Так, например, дих лорап- гидрид адипиновой кислоты получают нагреванием смеси 1 моль адипиновой кислоты и 3 моль SOCI2 при 50—60° С до прекращения выделения 11CI и 80g (4 ч). и после отгонки в вакууме избытка SOCIg неочищенный дихлоран- гидрид используют для синтеза 1,4-дибензоилбутана [1060].
Для получения хлорангидрида у-фенпл масляной кислоты осторожно нагревают 0,2.коль у-фенилмасляной кислоты с 0,27 моль чистого SOCL, ведут реакцию 30 мин без подвода тепла, выдерживают 10 лик па паровой бане п отгоняют непрореагировавший тионплхлорид в вакууме, создаваемом водоструйным касосом; продук г реакции извлекают сероуглеродом и применяют в неочищенном виде для синтеза а-тетралона по реакции замыкания кольца в присутствии хлорида алюминия [908].
Моноэфиры неполных хлорангидридов дикарбоновых кислот [1061]. Хлораигидрид p-к арбометокси пропионовой кислоты получают нагреванием в течение 1 ч при 40° С 2 лоль мопометилового эфира янтарной кислоты с 2,4 моль SOCI2, оставляют на ночь при комнатной температуре, нагревают еще 2 ч при 40° С, отгоняют в вакууме избыток SOC12 и перегоняют полученный р-карбометоксипропионилхлорид (т. кип. 92—93° С при 18 мм рт. ст.у, выход 90—93% от теоретического. При сильном нагревании отщепляется метилхлорид и образуется ангидрид янтарной кислоты.
Аналогичным способом получают моноофиры неполных хлорангидридов глутаровой, адипиновой и себациновой кислот, которые как можно быстрее перегоняют при 4 мм рт. ст. или в более глубоком вакууме.
Мопозтпловый эфир неполного хлорангидрида щавелевой кислоты получают из калиевой соли моноатялового эфира щавелевой кислоты. К 50 г соли, залитой слоем абсолютного эфира, при охлаждении льдом приливают по каплям 80 г 8ОС16. Затем прекращают охлаждать, выжидают, пока реакционная смесь не нагреется до комнатной температуры, и нагревают 15 ч с обратным холодильником на водяной бане. Выделившийся KCI отфильтровывают, промывают осадок абсолютным эфиром и фракционируют фильтрат. Отгоняющаяся при 125—138° С фракция состоит в основном из эфира полухлорангидрида и может без дополнительной очистки применяться в синтезах по Фриделю — Крафтсу. Выходы достигают 70% от теоретического. Повторной обработкой предгона получают дополнительное количество эфира оксалилхлорида.
Хлорапгидриды карбоновых ннслот (получение с помощью SOCIg и пиридина) [1053—1055]. Карбоновую кислоту растворяют в десятикратном объеме сухого растворителя (преимущественно эфир, а также бензол, СНС15, СС14) И 1 моль сухого пиридина. Приливают по каплям при перемешивании при 0° С точно 1 моль чистого SOC12, при этом выпадает гидрохлорид пиридина (за исключением случая, когда реакцию проводят в СНС13). Затем смесь выдерживают 1 ч при 12—20° С. Нестойкие хлорангндридьт тотчас же подвергают дальнейшему „ взаимодействию, например, со смесью спирта (или амина) и 1 моль пиридина/ Бромапгидриды карбоновых кислот имеют гораздо меньшее препаративное значение, чем хлорапгидриды. Их можно получать из карбоновых кислот и РВг3(или красного фосфора и брома), а также из'хлорангидридов и сухого ПБг.
Ацетилбромид. К 150 г ледяной уксусной кислоты прибавляют 10 г Красного фосфора, постепенно приливают по каплям 400 г брома, после чего кипятят смесь 1 ч с обратным холодильником и отгоняют образовавшийся аце- тилбромид, кипящий при 76° С. Его Получают также пропусканием при комнат-
R. Е. Kent, S. М. М с Е 1 v a i n, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 490.
R. C. Fuson. J. T. Walker, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 169.
[Ю61] J. Cason, Or^. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 170.
ной температуре 3 лоль сухого НВг в ацетилхлорид с последующей перегонкой ютового продукта [1062).
Иодангидриды карбоновых кислот получают по реакции ангидридов кислот с красным фосфором и иодом (или Р13), или по реакции хлорангидридов карбоновых кислот с сухим иодистым водородом 11062] или с иодидом кальция [1063].
Замена ОН в карбоксильной группе на хлор и бромпри помощи галогенангидридов органических кислот.
Для обмена гидроксила карбоксильной группы на галоген могут применяться' органические галогенангидридьг, преимущественно хлорангидрндьг кислот, причем при непрерывной отгонке образующегося хлорангидрида равновесие сдвигается вправо (реакция 1):
RCOOH-гR'COCl RCOCItR'GOOH(1)
СО/° соСО/° со(2)'(2)'Если же отгонку не производить, то вслед за первичной обменной реакцией протекают вторичные реакции с отщеплением НС] (реакции 2—6):
СО
/° со
СО
/° со
(2)'
(2)'
/СОС1
RCOOH + f Y ^^СОС!
RCOOH-I С1СОСОС1^ КСОС1 + СО + СОг(3)-
RCOOH+C1COC1——НСОСН-СОг(4)
КСООП + С6НьСС1з -т^-* ВСОС1+С6НбСОС1(5)"
RCOOH--C12CHOCH3-> RGOCI+НСООСНз(6)
Реакция 1 используется для синтеза легколетучих хлорангидридов карбоно* вых кислот из 1 моль соответствующей кислоты и 1,2—2 моль бензоилхлорида [1064г 1065].
Хлорангндрид акриловой кислоты [1066]. Смесь 3 моль акриловой ки- '" слоты, 6 моль бензоилхлорида и 0,5 з гидрохинона перегоняют с умеренной скоростью через колонку высотой 25 см. Фракцию, которая кипит до 85° С (основное количество кипит при 60—70° С), собирают в охлаждаемый льдом приемник, содержащий 0,5 г гидрохинона. Дистиллят (215—225 з) еще раз перегоняют через такую же колонку, отбирая фракцию, кипящую и отгоняющуюся в интервале 72—74° С (7*40 мм pm. ст.)\ выход 185—195 г. При употреблении неорганических хлорангидридов получаются худшие выходы. Кипячением остатка от перегонки в течение 2 ч с водой и небольшим количеством серной кислоты регенерируют бензойную кислоту с выходом 90%.
Н. Standings г, Е. А п t h е s, Вег., 46, 1431 (1913).
И. Spindler, Ann., 231, 272 (1885).
[f064 II. С. Brown, J. Am. Chem. Soc., бб, 1325 (1938).
J. Forrest, D. A. L i d d e 1 S. H. Tucker, J. Chem. Soc., 1946, 454.
G. H. S t e m p e 1 jr., R, P, Cross, R. P. Mariella, J. Am'.
Chem. Soc., 72, 2299 (1950).
Таким же способом синтезируют хлорангидриды кротоновой п три.хлор- уксуспой кислот [1064].
Перегонкой смеси 1-14С-ацетата калия, бензойной кислоты и бензоплбро- мида получают 1-14С-ацетилбромид с 75—90%-ным выходом от теоретического [1067].
Приливая по каплям 1 моль карбоновой кислоты при 130—140е С к 1,1 моль о-фталоилхлорида, подущают по реакции 2 соответствующий хлорангидрид. Если он кипит при температуре ниже 130—140° 0, то его можно непрерывно отгонять через колонку; выход 90%. С помощью о-фталоилхлорида при добавке небольшого количества ZnCl2 ангидриды кислот также переводятся в хлорангидриды:
СИ—С0С1II сюс—снСИ—С0С1II сюс—снСП—СО /С0С1
СИ—С0С1
II сюс—сн
СИ—С0С1
II сюс—сн
СН-СО Х/ХС0С1
Дихлорангидрид фумаровой кислоты [1068]. В колбу, снабженную почти доходящим до дна термометром, колонкой высотой 30 см с нагревающей рубашкой и нисходящим холодильником, вносят 98 г малеинового ангидрида,: 230 г примерно 94%-ного о-фталоилхлорида, 2 г безводного ZnCl2 и нагревают реакционную смесь в течение 2 ч на масляной бане при внутренней температуре • нс выше 130—135° С. Затем смесь охлаждают до 90—95° С и как можно быстрее ' отгоняют в вакууме неочищенный дихлорангидрид фумаровой кислоты (т. кип. ; 60—85° С при 13—14 мм рт. ст.). Затем его еще раз медленно фракционируют ' (т. кип. 62—64° С при 13 «л рт. ст.)-, выход 82—95% от теоретического. Продукт лучше хранить в запаянном сосуде.
По реакции с оксалилхлоридом (реакция 3), действующим более энергично, чем о-фталоилхлорид, хлорангидриды получают из нестойких карбоновых кислот [1069] или их натриевых солей [1070] в бензоле уже при комнатной или более низкой температуре. Из ряда нитропроизводных бензойной кислоты образуются только л смешанные ангидриды из 2 моль ароматической кислоты и 1 моль щавелевой кислоты ■ [1071]. Если из карбоновой кислоты с основными группами в молекуле хотят по-г лучить свободный хлорангидрид, а не его гидрохлорид, соль щелочного металла ■< карбоновой кислоты подвергают взаимодействию с оксалилхлоридом.,
Хлорангидрид никотиновой кислоты [1072]. К суспензии 16,1 г высу- * шейной, тонкоизмельченной калиевой соли никотиновой кислоты в 75 мл сухого -1 бензола при перемешивании и охлаждении в бане со льдом приливают по кап-Д лям 12,5 г оксалилхлорида в 25 мл сухого бензола. После 12—20 мин перемепш-т) вания удаляют из бани нерастаявший лед, нагревают баню до комнатной темпе--^ ратуры, затем в течение 30 мин смесь доводят до кипения и кипятят 30 мин. После ? охлаждения отсасывают КС1 без доступа влаги и после отгонки растворителя^ перегоняют фильтрат в вакууме, создаваемом водоструйным насосом; выход 1 85% от теоретического и более. Из натриевой соли хлорангидрид получается с более низким выходом..5
И. S. Anker, J. Biol. Chern., 176, 1333 (1948).
L, P. К у ri des, Org. Synth., 20, 51 (1940); Coll. v. 3, 422 (1955).
J. Heer, K. Miescher, Helv. chim. acta, 29, 1071, 1895 (1946).
A. L. Wilds, С. H. Shunk, J. Am. Chern. Soc., 70, 2427 (1948).
R. A d a m s, L. H. U 1 i c h, J. Am. Chern. Soc. 42. 599 (1920k
1072] H. N. W i n g f i e 1 d [r. W. R. 11 а г 1 a d, H. R. H a n m e r, J. Am.
Chem. Soc., 75, 4664 (1953).
Аналогичным образом с помощью оксалилбромида из карбоновых кислот пли, лучше, их натриевых солей получают бромангидриды [1071].
Океалилбромид. Его получают, пропуская ПВг (8 моль НВг на 1 моль оксалплхлорида) в 100 г очищенного оксалилхлорида (около 12 ч), и после 6 ч выдержки выделяют продукт реакции фракционной перегонкой; т. кип. 102—103° С (720 л л pm. cm); выход 85% от теоретического. Окраску бром» устраняют встряхиванием со ртутью [1062].
Хлорангидриды жирных кпслот могут быть получены также взаимодействием фошепа с жирными кислотами (реакция 4). Тонкое распределение газа и быстрая' подача С0С12 в реакционный сосуд, представляющий собой обогреваемый в серноки- слотпоп бане цилиндр с впаянной в него пористой стеклянной пластинкой, повышает Ш.1Х0Д. Лучше вести реакцию в интервале 140—160° С; выходы составляют 70—90%. от теоретического [1073].
Бензотрихлорид и а.а-дихлорметилметиловый эфир (получение см. на стр. 160, 241), которые могут рассматриваться как хлорангидриды ортобензойной кислоты или - монометилового эфира ортомуравьиной кислоты, соответственно, реагируют с карбоновыми кислотами по реакции 5 или 6 (стр. 237). чаще всего в присутствии незначительных количеств ZnCl2. Ангидриды кислот реагируют с этими веществами также с образованием хлорангидридов, но без выделения НС1. Так как при работе с бензотрихлоридом наряду с целевым хлорангидридом RCOC] неизменно образуется бензоилхлорид, реакцию 5 можно использовать только в том случае, когда температура кипения получаемого хлорангидрида достаточно сильно отличается от температуры кипения бенаоил- хлорида. По реакции с бензотрихлоридом получают, например, фторацетилхлорид из фторуксусной кислоты [1074] или о-фталоилхлорид из фталевого акгидркда [1044].
Б то время как реакции с бензотрихлоридом обычно протекают при температурах выше 100° С, а,а-дихлорметилметиловый эфир реагирует с карбоновыми кислотами уже па холоду. Для достижения хороших выходов к реакционной смеси добавляют 0.01 -0,1 мол. % ZnCl2 и кратковременно нагревают при 70—100° С. Если исходят ir:i натриевых солей карбоновых кислот, приходится нагревать 2 ч при 90—100° С.
Хлорангидриды карбоновых кислот (получение из карбоновых кислот тг а, а-дихлорметилметилового эфира С12СНОСН3) [1075]. Смешивают 1 моль карбоновой кислоты с 0,01 молъ ZnCl2 и быстро приливают по каплям при перемешивании 1,25 моль а,а-дихлорметилметилового эфира. После того как прекратится выделение НС1, массу нагревают около 1 ч при 70—100° С. При этом отгоняются метиловый эфир муравьиной кислоты (т. кип. 30—32° С) и воз- Shuh избыток а.а-дихлорметилмотилового эфира (т. кип. 84—86,5° С);. • ток подвергают фракционной перегонке,
Из тозил- и фталоиламинокарбоновых^ кислот кратковременным нагреванием’ до 80—85° С с избытком а,а-дихлорметилметиЛового эфира с хорошим выходом получают соответствующие хлорангидриды. В отличие от них хлорангидриды, первоначально образующиеся из а-карббепзоксиаминокарбоновых кислот и тионилхлорида пли избытка С18СНОСН3. отщепляют бензилхлорид и гладко переходят в ангидриды К-карбокспаминокислот [1076], являющиеся важными промежуточными Продуктами в синтезе пептидов;
R—СН-СООНIHN-COOCB2C6H5R—СН-СООНIHN-COOCB2C6H5С12СНОСПаС12СНОСПаК—СИ—СО
R—СН-СООН
I
HN-COOCB2C6H5
R—СН-СООН
I
HN-COOCB2C6H5
С12СНОСПа
С12СНОСПа
| /О + С6Н6СН2С1
HN-CO
7.3] J. Р г a t, A. Etienne. Bull. Sue. chim. France [5], 11, 30 (1944).
E. Gryszkiewicz-Troe hi mowski, A. Sporzynski, J. Wnuk, Rec. trav. chim., 66, 419 (1947).
A. Rieche, H. G г о 0, Chem. Ber., 92 , 83 (1959),
К. P о d u s k a, J. Crop, Chem. Ber., 94, 527 (1961).
Аналогично а,а-дихлорметилметилоному эфиру реагирует [1077] ад,а'-три- хлордиметиловый эфир С12СПОСН2С1.
Очень реакционноспособным агентом для получения хлорангидридов является диметиламидохлорид муравьиной кислоты C1.CHN(CH3)2, который подобно a,ct- дихлорметилметиловому эфиру может рассматриваться как производное ортомуравьи- ной кислоты. Этому соединению Цоллингер приписал солеобразпую структуру [1056]:
[(CHshN-CHC.l <- -> (CH3)2N-CHC1] Cl-
Он получается при обменном взаимодействии диметплформамида с SOC12. РС13, РС16, оксалилхлоридом, а также с С0С12 и реагирует с карбоновыми и сульфокислотами с образованием хлорангидридов:
RCOOH + [(CHs)2N = CHC]]C1- "igi^ RCOC1 + (CH3)2NCHO(7)
Вместо Cl в катионе А может стоять также группа 0S0C1 или соответствующий остаток других известных хлорирующих веществ. Для активирования реакции получения хлорангидридов при помощи SOCL достаточно уже каталитических количеств диметилформамида (1/20 моль на 1 моль карбоновой кислоты), так как, согласно уравнению 7, диметилформамид непрерывно регенсрируе i ся. Вводя добавку диметилформ- амида, можно получать хлорангидриды из карбоновых кислот, плохо реагирующих с одним SOC12.
п-Нитробензоилхлорид [1056]. Его получают, например, нагреванием в течение 30 мин до 90—95° С 50,1 г «-нитробензойпой кислоты, 160 мл хлорбензола, 2,4 мл диметилформамида и 22,4 мл тиопилхлорида; выход около 90% от теоретического.
По реакции с SOC12 в присутствии диметилформамида получаются также суль- -фохлориды на сульфокислот пли их натриевых солей.
Из имид хлоридов, образующихся при взаимодействии амидов карбоновых кислот с РС16 в бензоле или хлороформе [1078— 1080], и карбоновых кислот в нейтральной среде получают хлорангидриды [1078]:
nCCl = NR' + R"COOn —* RCONHR' + H"COC1
Имидхлорид и карбоновую кислоту кипятят 30 мин в бензоле или эфире и выделяют хлорангидрид, например, перегонкой.
Замена карбонильного кислорода на хлор и бром
Получение альдегид- и кетопдихлоридов методически не отличается от получения хлорангидридов кислот. Примером такой реакции является синтез бепзальхло- рида из бензальдегида. Получить этот хлорид в чистом; виде прямым хлорированием толуола очень трудно.
Бензальхлорид. В запаянной трубке нагревают 2 чпри 130—140° С 1 моль бензальдегида с 1,5 моль оксалилхиорида и получают бензальхлорид с почти теоретическим выходом [1081]. По другому способу [1082] к бензальдегиду постепенно при охлаждении прибавляют SOC12. По окончании выделения SO2 встряхивают смесь с водой, растворяют отделившееся масло в эфире, эфир- ,
1077]A.R i е с h с, Н. G г о 6, Е. И бf t, Angew. Chern., 70,602 (1958).
1078F.Cramer, К. В a e r, Chem.Ber., 93, 1232 (1960).
O.Wallach, Ann., 184, 1 (1877); 214, 193 (1882).
J.v. Braun, F. Josies, W. u n c h. Ann., 453,125(1927).
H. Standifer, Ber., 42, 3976 (1909).
F. Loth, A. Michael is, Ber., 27, 2548 (1894).
ный раствор встряхивают с раствором бисульфита для удаления непрореагировавшего бензальдегида, фильтруют и отгоняют эфир. Перегонкой остатка получают чистый бепаальхлорид с хорошим выходом.
Часто дли перевода >С— О в >СС12 применяют РС18. Для этого алифатический альдегид или кетон приливаю! при 0° С к взятому с небольшим избытком топкоиз- мельченноиу PCL,:
RCOCH2R' + PCI; —► RCCla-CH2R' + POCl3
rcoch2r'+pci5rcoch2r'+pci5RCC1-CHR’ + НС] 4- РОС]3RCC1-CHR’ + НС] 4- РОС]3Побочная реакция протекает с выделением ПС] и образованием монохлор- этплепов:
rcoch2r'+pci5
rcoch2r'+pci5
RCC1-CHR’ + НС] 4- РОС]3
RCC1-CHR’ + НС] 4- РОС]3
Эта реакция становится главной при использовании в качестве исходных веществ арилметилкетонов.
Основной и побочный продукты реакции являются исходными для синтеза ацетиленов.
Для получения бромзамещенных РВгЕ применим только при бромировании очень реакционноспособных соединений. В ацетальдегиде возможен обмен карбонильного кислорода на бром с помощью РС13Вг2, который образуется в реакционной колбе при взаимодействии брома с РС13 при охлаждении [228]. Из бензальдегида бензаль- бромид получается уже под действием бромистого водорода [1084].
Карбонил карбалкоксильбой группировки обычно не взаимодействует с РС15.
Известны отдельные случаи, когда такое взаимодействие имеет препаративное значение. Из алкиловых эфиров муравьиной кислоты по реакции с РС15 с хорошим выходом образуются а.а-дихлорметилалкилопые эфиры [1085, 1086], которые отделяют от хлорокиси фосфора фракционной перегонкой.
сс ,а -Дихлорметилалкиловые эфиры. К 1 моль алкилформиата при 0° С прибавляют в несколько приемов при перемешивании 0,9 моль РС18. После удаления ледяной бани продолжают перемешивать смесь при комнатной температуре, причем смесь разодевается и РС15 полностью растворяется. Смесь разделяют фракционной перегонкой.
IICOOR + PCI5IICOOR + PCI5C12CHOR-|-POCI3C12CHOR-|-POCI3
IICOOR + PCI5
IICOOR + PCI5
C12CHOR-|-POCI3
C12CHOR-|-POCI3
Моноэтиловый эфир неполного хлорангидрида щавелевой кислоты (ср. стр. 236) можно получить через дихлорэтоксиуксусный эфир, который при перегонке при нормальном давлении иногда самопроизвольно, лучше в присутствии небольшого количества металлической платины, отщепляет этилхлорпд [1087].
По данным Берта и Баррэ [1088], применение тщательно очищенного РС13 повышает выход эфира до 70—80% от теоретического. Однако следует предпочесть обменную реакцию с промежуточным образованием моноэтилового эфира,( так как при работе по описанному выше способу по неизвестным причинам сильно колеблются выходы.
] Th. 1. Jacobs, Org. Reactions, v. V, J, Wiley a. Sons, New York, 1949 p. 20.
D.V о r 1 a nd e r, Ann., 341, 22 (1905).
II.F j s c h er, A. S c h w a r z, Ann &12,240 (1934).
A.R i e c h eИ. G г о 6, E. 11 oft, Ber..93, 93 (1960).
W87JK.Scholl,W. E g с г e r, Ann., 397, 326 (1913).
L. Bert, R. Barre, Bull. Soc. chim. France [4], 37, 1041 (1925);
47, 1165 (1927).
16 Закаа 1835.
IV. Замена С—N-связи на связь С—Hal
Замена С—N-связи на связь С—Hal’*1
в алифатических соединениях$
Замена С—N-связи на связь С—HalЛ
в алифатических аминах при помоги РС1& и РВгъЛ
Нмидхлориды разлагаются термически с образованием нитрилов и алкилхло-я ридов [10891- Па этом основана реакция Брауна [10901, п0 которой алкиламины^Я фенилалкиламины, феноксиалкиламины, сцсо-диамипы или циклические вторичные^ амины сначала бензоилируют, затем бензоильные производные превращают в имицга-^ логениды'я
R-NH2 -SiS^H* R-NH-COC6H5 -poxV^hx * в-х-сх-ща, ► Я
—> RX-|-C6HbGKj или амндгалогениды:
ГН,-СНоХ
t'^NH WSV f^N-coc,,., т^'. >N-cx,-cA-*t - 'А" '-снГ ''с«>с 1:
Х-С1илмВг
Расщепление имид- или амидгалогенидов обычно происходит при вакуумио® перегонке реакционной смеси. В сочетании с синтезом Кольбе (замена галогена ШВ циан) можно по реакции Брауна удлинить цепь алкилгалогенида на один атом угле-: рода; в сочетании с расщеплением амидов карбоновых кислот по Гофману можно пере^ вести карбоновые кислоты С„ в алкилгалогепиды Ся-1 (ср. стр. 259).<
Реакция Брауна [1091]. Сначала в присутствии раствора NaOH бензол илируют 1 моль амина при помощи 1 моль бензоилхлорида. Затем 1 моль высу» шейного бензоиламина осторожно без доступа влаги нагревают с 1 жоль PCI* или РВг6 до образования гомогенного расплава или раствора. Можно также скач чала получать РВгв в реакционной смеси, для чего к 1 моль бензоиламина npN] перемешивании и охлаждении прибавляют около 1,02 моль РБг3 и затем 1,01 мол^ брома [1092—1094]. Вместо РВг5 для приготовления бромидов можно таким использовать РС13Вг2, который получают предварительно медленным введением 1 моль брома в РС]8 и встряхиванием при охлаждении, после чего вводят бензоилированный амип.
Для выделения продукта из реакционной массы известно несколько paS- личных способов. Хлорокись фосфора (т. кип. 105,4° С) в большинстве случаев отгоняют из реакционной массы при нормальном давлении. При получении орггй нических хлоридов с низкой температурой кипения применяют ректификации^ ную колонку, но так как реакцией Брауна пользуются преимущественно для получения высококипящих галогенидов, то к ректификации прибегают редкой Бромокись фосфора (т. кип. 193° С) почти всегда перегоняется в вакууме, со# даваемом водоструйным насосом совместно с бензонитрилом (т. кип. 191e Cj и органическим бромидом (температура вне колбы 70—120° С). При получений! очень высококипящих бромидов сначала отгоняют основное количество POBi^
Н. у. Pechraann, Вег., 33, 611 (1900).’4
J. V. Braun et а]., Вег., 37, 2915, 3210 (1904); 38, 2336 (1905); 39, 201» (1906); 43, 2837 (1910); 55, 3526 (1922).
[10 91] J.v. Braun. W. Sobeckl, Вег., 44, 1464, 2867 (1911).’ J
N. J. L е о n а г d, Z. W. Wicks, J. Am, Chem. Soc., 68, 24(Ж (1946).-,^
J. A. Arvin, R. Adams, J. Am. Chem. Soc., 50, 1983 (1928).л?!
N. J. Leonard, E. W. Nommensen, J. Am. Cnem. Soc., 716 2809 (1949)."?
J. v. Braun. G. Irmisch, Ber., 65, 880 (1932).:
в вакууме, создаваемом водоструйным насосом, и затем разлагают имндбромид при перегонке в вакууме, создаваемом масляным насосом [1096].
Из дистиллята РОХ3 удаляют обработкой ледяной водой. Бензонитрил обычно не удается отделить от органического галогенида перегонкой. Его можно омылить до бензойной кислоты многочасовым кипячением с концентрированной НС1 пли 40—48%-ной НВг. После отгонки бромида с водяным паром или извлечения его эфиром бензойная кислота полностью удаляется промывкой раствором соды. Для отделения бензонитрила от органического бромида можно также обработать высушенную смесь абсолютным этиловым спиртом (1 моль спирта на 1 моль исходного бензоиламина) и пропустить в смесь сухой НС]. Через 2—5 суток добавляют эфир и отфильтровывают нерастворимый в эфире гидрохлорид бензиминоэтилового эфира. Эфирный раствор органического галогенида далее промывают в делительной воронке водой и выделяют галогенид перегонкой.
Б качестве примеров перевода циклических вторичных аминов в а,(о- дибромалканы следует указать на синтез 1,5-дибромпеятана из N-бензоилпипе- ридпна [1097] и 1,5-длбром-З-метилпентана из 1-бензоил-4-метилпипериднна [1092].
Замена С—N-связи на связь С—Halв алифатических аминах при помогли бромциана
Расщепление по Брауну [1098, 1099] циклических третичных аминов при помощи BrCN имеет меньшее препаративное значение, чем реакция бензоиламинов с РВг5. и используется главным образом при выяснении структуры алкалоидов. При действии BrCN на ациклические третичные амины
\N-R + BrCN —► ВБг4- \N-CN
R /R"/
отщепляется алкилбромид предпочтительно с наиболее короткой алкильной цепью; если R = аллил или бензил, алкилбромид легко отщепляется, если R = CrH6, арил- бромид не отщепляется. В качестве побочных продуктов образуются бромиды четвертичных аммониевых оснований по реакции алкилбро.мида с исходным третичным амином. поэтому надо следить, чтобы BrCN всегда был в избытке. Вследствие того что BrCN очень ядовит и легколетуч (т. кип, 62° С), необходимо работать обязательно под тягой и с малыми загрузками.
Подробное описание синтеза бромциана из NaCN и Вг2 см. [1100].
Циклические третичные амины реагируют с BrCN с сохранением кольца (реакция 1, дезалкилирование) или с расщеплением его (реакция 2):
СН2СН2(СН2)„ NR(СН2)„ NRСН2СН2(1)(1)
СН2
СН2
(СН2)„ NR
(СН2)„ NR
СН2
СН2
(1)
(1)
.СНаВг(СН3)„^СНа—N(R)—CN.СНаВг(СН3)„^СНа—N(R)—CN
.СНаВг
(СН3)„
^СНа—N(R)—CN
.СНаВг
(СН3)„
^СНа—N(R)—CN
/СН2Вг
(2) -(2) -НВ^^Л-ная^ (^Нг)д
(2) -
(2) -
\cH2-NH(R) • НВг
W. John, II. Р i n 1, Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chern,, 273,' 225 (1942).
[10 97] J. V. Braun, Org. Synth., 9, 70 (1929).
^98] J. v. Braun, Ber., 33, 1438 (1900); 40, 3914 (1907)" 42, 2219 (1,909).
H. A. Hageman, Org. Reactions, v. VII, J. Wiley a. Sons. New York, 1953, p. 198.
W. W. H a r t m a n, E. E. D г e g e r, Org. Synth., Coll, v.- 2, 1943, p. 150.
Из 1чг-бутилш1рролпд11на п BrCN и бензеле по реакции (2) с количественным выходом образуете» я-бутил-д-бромбутилцианамид [1101]. При взаимодействии BrCN с I -этилппрролпдином [1102J на 94% проходит реакция (2). с 1-этилпиперицином на 66% реакция (/). Из шшерпдпнацетопптрила [1103] (п — 3, R = CH2CN) под действием BrCN по реакции (!) получается с хорошим выходом бромацетонигрид [1104]. При В -- бензил инти- и шестлчлепиые циклы не расщепляются [1105].
Общий способ проведения реакции (ср. [1099]). Раствор амина в сухом эфире, хлороформе или бензоле постепенно приливают к раствору BrCN (/аяяа|). Реакция экзотермична. Можно также нагревать смесь амина с BrCN (1—1 1 -ноль BrCN на 1 моль амина) на паровой бане. В качестве побочных продуктов выпадающих в большинстве случаев при работе в растворителях, помимо бромидон четвертичных аммониевых соединений (см. выше) могут получаться также гидро- бромиды третичных аминов. Необходимый для этого НВт выделяется и результате образования олефинов. При проведении реакции без растворителя получаемый продукт извлекают из реакционной смеси эфиром. Нспрореагировавшии амин- и его соль удаляют встряхиванием в делительной воронке эфирного раствора N-замещепного ю-бромалкилцианамида с разбавленными водными кислотами.
N-Замещенные о-бромцианамнды можно выделять перегонкой в вакууме или применять в неочищенном виде для дальнейших превращений. Например, бром можно заменить на группу N[R)2, где R = алкил [1101], или отщепить- циангруппу кипячением с 48%-пои НВт. Примером такой реакции служит получение гпдробромида ^(о-бром-н-амил)-анилипа [1106] в результате 40* кипячения Br(CH2)3Cn2N(CeH6)CN, приготовленного из N-фенилпилерпдпна' и бромцнана, с 48%-ной *НВг.
В других случаях образующийся при реакции дезалкилирования замещенный цианамид может являться целевым продуктом реакции, как это показано на примере синтеза метил-а-нафтилцианамида из диметил-а-нафтиламина и бром- циана [1107].
Замена аминогруппы на галоген в алифатических соединенияхпри помогли нитрозилгалогенидов
Обменная реакция алифатических аминов [1108] или амипокарбоновых i [1109} с нитрозилгалогенидами приводит к образованию галогенидов
RNH24-NOX —<RX + N2 + H2O
а не солей диазония, как в аналогичной реакции с ароматическими аминами.
Нитрозилхлорид NOCI или питрозилбромид NOBr получают в реакционной’ смеси, медленно прибавляя NaNO? при ГС к раствору аминокарбововой кислот: в HCI или соответственно НВг, или в 2,5 н. H2SO4 с добавкой бромида калия [1110ji=
HX4-HNO2 ^ NOX4-H2O
Если к охлажденному раствору аминокислоты или ее эфира в 10—20%-ной , НВг приливают по каплям бром и затем при О° С пропускают окись азота, то в качестве* промежуточного продукта образуется нитрозилбромид [1111]:
2NO-HBr3 2NOBr .)
[НОГ[НОГ110211031104110511061107110211031104110511061107[1108 [1409 [1110 [1111[1108 [1409 [1110 [1111R. С. Е ] d е г f i е 1 d, И. A, Hageman, J. Org. Chenj., 14, 626 (1949)»]J. v. Braun, Вег., 44, 1252 (1911).ЛЕ. Knoevenagcl, Вег., 37, 4082 (1904).]J. у. Braun, Вег., 41, 2113 (1908).J. V. Braun, Вег., 49, 2629 (1916); 50, 45 (1917).:II. J. N i t z s с h k е, G, Faerber, Chern. Вег., 87, 163 7 (1954).4W. J. Cressman, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 608.В. Солонина, ЖРФХО, 30, 431 (1898).P. Walden, Bor., 28, 2766 (1895); 29, 133 (1896).K. Pfister ct al. J. Am. Chem. Soc., 71, 1096 (1949).E. F i sc h c r.el aL, Ber., 39, 2929 (1906); 40, 489, 1054 (1907); 41, 890 (1908). ;R. С. Е ] d е г f i е 1 d, И. A, Hageman, J. Org. Chenj., 14, 626 (1949)»]J. v. Braun, Вег., 44, 1252 (1911).ЛЕ. Knoevenagcl, Вег., 37, 4082 (1904).]J. у. Braun, Вег., 41, 2113 (1908).J. V. Braun, Вег., 49, 2629 (1916); 50, 45 (1917).:II. J. N i t z s с h k е, G, Faerber, Chern. Вег., 87, 163 7 (1954).4W. J. Cressman, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 608.В. Солонина, ЖРФХО, 30, 431 (1898).P. Walden, Bor., 28, 2766 (1895); 29, 133 (1896).K. Pfister ct al. J. Am. Chem. Soc., 71, 1096 (1949).E. F i sc h c r.el aL, Ber., 39, 2929 (1906); 40, 489, 1054 (1907); 41, 890 (1908). ;
[НОГ
[НОГ
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1102
1103
1104
1105
1106
1107
[1108 [1409 [1110 [1111
[1108 [1409 [1110 [1111
R. С. Е ] d е г f i е 1 d, И. A, Hageman, J. Org. Chenj., 14, 626 (1949)»]
J. v. Braun, Вег., 44, 1252 (1911).Л
Е. Knoevenagcl, Вег., 37, 4082 (1904).]
J. у. Braun, Вег., 41, 2113 (1908).
J. V. Braun, Вег., 49, 2629 (1916); 50, 45 (1917).:
II. J. N i t z s с h k е, G, Faerber, Chern. Вег., 87, 163 7 (1954).4
W. J. Cressman, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 608.
В. Солонина, ЖРФХО, 30, 431 (1898).
P. Walden, Bor., 28, 2766 (1895); 29, 133 (1896).
K. Pfister ct al. J. Am. Chem. Soc., 71, 1096 (1949).
E. F i sc h c r.el aL, Ber., 39, 2929 (1906); 40, 489, 1054 (1907); 41, 890 (1908). ;
R. С. Е ] d е г f i е 1 d, И. A, Hageman, J. Org. Chenj., 14, 626 (1949)»]
J. v. Braun, Вег., 44, 1252 (1911).Л
Е. Knoevenagcl, Вег., 37, 4082 (1904).]
J. у. Braun, Вег., 41, 2113 (1908).
J. V. Braun, Вег., 49, 2629 (1916); 50, 45 (1917).:
II. J. N i t z s с h k е, G, Faerber, Chern. Вег., 87, 163 7 (1954).4
W. J. Cressman, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 608.
В. Солонина, ЖРФХО, 30, 431 (1898).
P. Walden, Bor., 28, 2766 (1895); 29, 133 (1896).
K. Pfister ct al. J. Am. Chem. Soc., 71, 1096 (1949).
E. F i sc h c r.el aL, Ber., 39, 2929 (1906); 40, 489, 1054 (1907); 41, 890 (1908). ;
В общем случае при взаимодействии а-аапшокирбоновых кислот с шггрозилгал генидом не происходит обращения конфигурации у а-атома углерода [11121, хо молят меняться направленно вращения; например, на правовращающего L-алани. оортуется левовращающая Z-хлор- пли /--бромпропионовая кислот. По реакц, с питрозилгалогенпдамл из оптически активных а-амппокислот можно получать от чески активные а-галогепзамещепные жирные кисло i ы.
7)- или L-хлорпропиоповая (пли бромпропионовая) кислота [111; В раствор 0,2 моль оптически чистого D- или Л-алалшш п 250 лиг 6 п. ПС1 (и. ЦВг) вносят при энергичном псремепшваним и 0 —5е С к течение 2,5 ч свей растер|ый NaNO2 (0,32 лоль) и перемешивают еще 4 ч. После экстрагирован эфиром, сушки над СаС12 и фракционной перегонки выход 7)- или £-хлоррроп> новей кислоты (т. кип. 77° С при 10 лм рт. ст..) достигает 32% от теоретическо] а выход D-или £-бромпропноновоп кислоты 60—65%; т. кип. 78° С (4 лл рт.егг
Получение галогенкетонов из Оиазокетонов
Из диазоалклнов [1114}, эфиров диазокарбоиовых кислот [1115] и диазокетоц под действием галогеноводородов или щлогенов поручаются моп<>- или дигалогена кавы, эфиры моно- или дигалогенкарбоновых кислот, а также мопо- или дигалоге кетоны.
RC11N24-HX —> RCH2X4-N2
где НХ —HF, HCI, ИБт,
RCIlN2-hXa —> RCHX2 + N2
где Х=С1, Вг, I.
Реакция чаще всего протекает при комнатной пли более низкой томперату и имеет нрепаративное значение только в синтезе галогенкетонов, образующих из диазокетонои без примеси изомеров, обычных в прямом галогенирован (ср. стр. 178).
Для синтеза ыоногалогеякетонов можно исходить из чистых диазокетон< для получения которых в эфирный или бензольный раствор 3 моль диазометада и 0—5° С и перемешивании медленно приливают по каплям эфирный или беазольн раствор или суспензию 1 лолъ хлорангидрида карбоновой кислоты, оставляют см< па 1 — 2 ч при 20—25° С, после чего отгоняют растворитель в вакууме и nepeKj стал лизовывают диазокетон [1116]:
RCOC14-CH2N2 1—> BCOCHNa+HCl
В качестве побочных продуктов при получении диазокстонив, особенно ц недостаточном избытке диазометана, возможно образование а-хлоркетонов. Ча< эфирный реакционный раствор, состоящий из хлорангидрида и диазометана, неа средствснно подвергают взаимодействию с галогецоводородом [1117, 1118].
[1112][1112]Если при этом применяется, например, бромистый водород, то образующий а-бромкетон может быть за1рязнен а-хлоркетоном. Для получения чистого брома
[1112]
[1112]
[1113][1114 /1115[1116[1117[1118[1113][1114 /1115[1116[1117[1118К. Freudenberg, W. Kuhn, 1. В um апп, Вег., 6.3, 2382 (193 W. A. Cowdrey, Е. D. Hughes, С. К. Ingold. J. Chern. Soc., 19; 1243; A. Neuberger, Adv. Protein Chem.. 4 , 297 (1948),
[1113]
[1114 /1115
[1116
[1117
[1118
[1113]
[1114 /1115
[1116
[1117
[1118
S.-C, J. Fi), S. M. Birnbaum, J. P. Greenstein, J. A Chem. Soc., 76, 6054 (1954). s
11. v. P e c h in a n n, Bor., 27, 1889 (1894).
T. Curtins, J. prakt. Chem. [2], 38, 430 (1888).
W. E. Bachma n n, W. 8. Struve, Org. Reactions, I, 48 (1942).
R. E. L и t z, J. W. Wilson, J. Org. Chem., 12, 769 (1947).
J. W. Wilson R. E. Lutz, R. H. J о r d a 11, J. Org. Chem., 12, n (1947).
тона можно к бромангидрпду кислоты добавить диазометан и в полученный эфирный реакционный раствор при 0° С пропустить сухой бромистый водород [1119].
Фторкетопы, например со-фторацетофенон [1120], получают из диазокетонов взаимодействием с безводным HF в эфире, хлоркетоны — взаимодействием с сухим 11С1 в эфире или хлористом метилене [1121], с концентрированным раствором НС1 и диоксане [1122] или с водно-ацетоновой соляной кислотой [1123]. Для получения Оромкстонов применяют сухой или 42—48%-ный НВг в эфпро, диоксане или петро- лейном эфире. Ледяная уксусная кислота, рекомендованная также как растворитель [ 1124, 1125], оказалась мало пригодной, так как при ее взаимодействии с диазокетонами ]1126] могут получаться ацетилированные кетолы RCOCH2OCOCH3. Йодистый водород реагирует с диазокетонами с образованием метилкетонов и иода [1122]. Реакция с галогеноводородами протекает в большинстве случаев при 0—20° С.
3-Бром-1,1-дифенилпропанон [1117, 1127]. К охлажденному льдом 'эфирному раствору диазометана (из 20 г нитрозометилмочевины) при перемешивании приливают по каплям раствор 0,057 моль дифенилацотилхлорида в 100 мл сухого эфира. Реакционную смесь выдерживают 30 мин. при 0° С, затем 1 ч при комнатной температуре, отгоняют избыток диазометана и эфир и растворяют остаток в 100 мл сухого эфира. К этому раствору приливают по каплям при перемешивании смесь 14 мл 48%-ной НВт и 14 мл эфира; смесь можно охлаждать льдом. После прекращения выделения азота раствор упаривают; выкристаллизовавшийся бромкетон перекристаллизовывают из метилового пли изопропилового спирта; т. пл. 66—67° С,
1,12-Днбромдодекандион-2,11 [1118]. Раствор 0,243 моль дихлорангид- рида себациновой кислоты в 75 мл сухого эфира приливают по каплям в течение Зч при 5—10° С к 1,43 моль дназометапа в 2 л эфира. Выпадающий твердый диазокетон не выделяют, а оставляют па ночь при комнатной температуре. После этого по каплям медленно приливают при. 18° С смесь 235 е 42%-ной НВг и 200 мл эфира. Через 8—10 ч (конец выделения азота) смесь охлаждают ЦЮ 0° С и отсасцвают дибромдикетон; выход 87% от теоретического; т. пл. 4*7—98° С; после повторной перекристаллизации из этилового спирта т. пл. 102-103° С.
Примеры применения этой реакции к производным углеводов см. [1128].
а.а-Дихлор- или дибромкетоны [1129] получают, например, действием хлора или брома на растворы диазокетонов в ССЦ; а,а-дииодкетоны — из диазокетонов и иода в хлороформе [ИЗО, 11.41].
J. В. Catch et al., J. Chem. Sec.. 1948, 278.
И. Л. Кнунянц и сотр., Изв. АН СССР, ОХП. 1956, 377; С. А., 50,
15454 (1956)."
R. В. Turner, .1. Mill?, А. С. Соре, J. Am. Chern. Soc., 72, 3477 (19.50).
И. В. W agner, J. М. Tom е, J. Am. Chern. Soc., 72, 3477 (1950).
Р. R u g g I i, К. Knecht, Ilclv. chim, acta, 27, 1108 (1944).
К. В a 1 о n о v i c, D. Cerar, L. F i 1 i p о v i c, J. Org. Chem., 18, 868 (1)53).
H. 8 c h ] e n k, B. G. L a m p, B. W. Do II a a s, J. Am. Chem. Soc., 74, 2552 (1952),
■J1126] J. F. Lane R. L. F e 1 j e r, J. Am. Chem. Soc., 73, 4231 (1951).
W. G. Dan ben, C. F. H i s k с у, M. A. M u h s, j. Am. Chem.
Soc., 74, 2083 (1952).
M. L. Wolfrom R, L. Brown, J. Am. Chem. Soc., 65, 1516 (1943).
,[1129] A. R о e d j g, Ц. L u n k, Chem. Bec., 87, 975 (1954).
[ИЗО] L. Wolff, Ann.w 325, 143 (1902); 394, 40 (1912).
81131] F. Arndt, В. E i s t e r t, W. P а г t a 1 e, Ber., 60, 1369 (1927).
Замена С—N-связи на связь С—Halв ароматических и гетероциклических соединениях
Обмен ароматической аминогруппы па галоген и родап через диазосоединени является очень важным препаративным методом для введения фтора, хлора, бром? пода и родана в определенные положения ядра или в положения, в которых прямс замещение водорода галогеном затруднено или даже невозможно (например, мет; галогенирование ядра при наличии заместителей, ориентирующих в орто- и пара-п< ложения; получение галогенальдегидов). Методически различают три возможность обменную реакцию растворов солей диазопия с галогеноводородпыми кислотами u прь сутствии моногалогепидов меди (реакция 3апдмейера[1132]) или без катализатора (пр< имущественно замена — Х2Х-группы па иод); расщепление диазонийпербромидо] термическое расщепление соединений диазопия (реакция Шве.хтена и Шимана).
Замена аминогруппы на хлор и бромв ароматических и гетероциклических соединениях(реакция Занд.чейера)
Реакция Зандмойера протекает, вероятно, через радикалоподобные промеж^ точные стадии [1133, 1134] или через свободные арилрадикалы [1135].
[АгХ'3]Ч:г + СиС1 ArN.2CuCI3(1
.ArN3CuCl3—»- Ar.-f-CnCJa + Nz, С
_Ar.+CuGl3—► ArCl+CuCl(
Подробнее о первой стадии реакции см. [1134, 1135], Решающую роль игра< кон меди как редокс-катализатор. С повышением концентрации ионов галогена сю жается скорость реакции Зандмеиера, так как, например [1134], из действующего к< катализатор СиС] и аниона хлора образуется комплекс (CuC]s)2-. Однако с увёлич бисы концентрации ионов галогена еще сильнее затормаживаются побочные реакце 4 и 5, так что несмотря па замедление скорости реакции выход арилгалогенида во растает [1134].
В водной среде арильные радикалы могут реагировать не по реакции а возможна димеризация с образованием диарилов
2[ArN2l*C]- + 2CuCl —> Ar—Ar + 2N34-2CuCl2(
или из попов диазония могут получаться азосоединения:
2[АгЫ3]+С1"4-2СиС1 —► Ar—N=N—Ar4-N3 + 2CuCI3<
В этих побочных реакциях расходуется хлорид меди (1].
Разбавление водой и снижение концентрации ионов хлора способству протеканию побочных реакций. Концентрацию ионов хлора можно снизих например, прибавляя, в отличие от обычного способа проведения реакции, со» нокислый раствор CuCl к раствору соли диаэокия.
Концентрация Cud снижается также при образовании комплекса с CuCIs И Cl. Присутствие СиС]2 так сильно тормозит реакции 4 и 5, что можно обойтись оче: малым количеством СпС] (0,01 лоль CuCI на 1 моль диазоеоединения вместо обычз применяемых 0,1—0,2 моль) [1134]. Каталитическое действие только СиС12 объп няется [1136] промежуточным восстановлением части СиС12.
Следовательно, для того чтобы достигнуть высоких выходов арилгалогенид при взаимодействии солей диазония с хлористым водородом в присутствии СиС надо подавить побочные реакции 4 и 5 добавкой комплексообразователей (Нс
Т. Sandmeyer Вег., 17, 1633, 2650 (1884).
Е. Р f е i 1, О. Yellen, Ann., 562, 163 (1949); 565, 183 (1940).
Е. Р f е i 1, Angew. Chern., 65, 155 (1953).
J. К. Kochi, J. Am. Chem. Soc., 79, 2942 (1957),
H. Hodgson, J. Chem. Soc., 1944, 18; 1946, 745.
CuCL), однако при этом одновременно будет снижаться скорость основной реакции. Ее можно повысить проведением реакции при более высокой температуре, ио в этом случае будет усиливаться реакция образования фенолов:
[ArN->]*Ci- + II.2O ► ArOH-J-N3 + IICl
В отсутствие галогенида меди из хлоридов и бромидов диазоция по этой реакции в основном образуются фенолы.
В некоторых случаях диазотированные амины можно переводить в хлорсоедп- нения с помощью одного хлористого водорода; например, диазотированием 2-амиио- ппрпмпдипа в концентрированной ПС] при температуре от —15° С до —10е С и перемешиванием солянокислого раствора соли диазония в течение 1 ч (от —10J С до —5° С) получают около 27% 2-хлориирпмидцца; подробные указания см. [1137].;
Вместо CuCl катализатором может служить металлическая медь в порошке I [1138, 1139]. Рассмотрение механизма реакции Запдмейера см. и обзорах 11140, 1141]. i
Так как нитрокруппы в орто- и пара-положеппи к диаэогруппе относительно .-' легко вступают в реакции нуклеофильного замещения, необходимо считаться с возможностью протекания побочной реакции замещения таких групп ионами хлора пли брома Ц142].
Методика проведения реакции Запдмейера показана ниже на ряде примеров.
.«-Хлорбеизальдегид [1143]. В стакане емкостью 3 л растворяют 2 лк,ль SnCl2 • 211,0 в 600 мд концентрированной НС1, охлаждают до 5° С и при сильном перемешивании и охлаждении льдом сразу смешивают с 0,66 моль .ч-нитро- бензальдегида (температура повышается примерно до 100° С). Полученный красный раствор л-ампнооензальдсгида охлаждают до 2° С смесью льда с поварепной солью и в образовавшуюся кашицу при 0—5° С в течение 90 .чан при энергичном перемешиваний из капельной воронки, трубка которой погружена в реакционна массу, приливают раствор нитрита натрия (0,67 моль NaNO2 в 150 лм виды) до положительной иод-крахмальпой пробы па свободную HNOS (должно оставаться около 5 мл нитритного раствора).
Раствор хлорида диазония прибавляют при встряхивании к нагретому до 75° С раствору CuCl, приливают затем 840 мл концентрированной НС1, оста- пляют на ночь и отгоняют продукт реакции с водяным паром. .ч-Хлорбензаль- дегид, отгоняющийся в первых 1,5 л дистиллята, экстрагируют эфиром (2 порции по 150 лм): выход 75—79% or теоретическою; т. кип. 84—86° С мри 8 .ч.« рт. ст,; 107—109° С при 26 мм рт. ст.
-и-Бромбензальдегид [1144] получаю! аналогичным способом, проводя восстановление с помощью SnBr2 — НВт и обрабатывая раствор бромида диазо- нпя горячей суспензией GnBr и 48%-ной НВг.
Приготовление раствора CuCl. В колбе емкостью 5 л растворяют 0.75 моль CuSO4 • 5Н2О и 161 г NaCl в 600 м.г воды и приливают раствор 41 г Na2S2O3 и 27 г NaOH в 300 лл воды [1143].
[1137][1137]Солянокислый 5 М раствор CuCl для синтеза п- и о-хлортолуолов из п- п е-толуидипов [1145. 1146] готовят следующим образом. К раствору 5 моль CuSO4 • 2Н2О ц 5.6 моль NaCl в 4 л горячей воды в точение 5—10 мин приливают раствор 265 г NaIIS03 п 175 г NaOH и 2 л воды. Смесь охлаждают и выделившийся осадок промывают декантацией. Хлорид меди (I) получается в виде белого порошка, темнеющего при соприкосновении с воздухом. Неочищенный хлорид меди (I) растворяют в 2 кг 28%-ной соляной кислоты (d — 1,14).
[1137]
[1137]
С. Kogau. R. М i п i п, С. С. Overberger, Org. Synth., 35, 34 (1955).
L. Gaiterman п, Вег., 23, 1218 (1890); 25, 1086 (1892).
IV. A. Waters, 3. Chern. Soc., 1942, 266.
W. A. Cowdrey, D. 8. Davies, Quart. Rev., 6, 358—379 (1952).
H. H. Hodgson, Chern. Rev., 40, 251 (1947).
R. H u i s g о n, Angew. Chcm., 67, 439 (1955).
S. В и c k, W. S. Ide, Org. Synth., Coll. v. 3, 1943, p. 130.
T. Tyson, Org. Synth., Coll," v. 2. 1943, p. 132.
S. M a r v c J. S. M/M eElvain, Org. Synth., 3, 33 (1923).
G Heller, Angew. Chem., 23, 392 (1910).
Получение CuCl из СиС12 и Си. Нагревают до обесцвечивания смесь 250 GuSO4 • 5ILO. 120 г NuGl, 500"лл поды, 1000 г концентрированной HCI и 130 Он. После разбавления концентрированной ПС1 до 2036 г в растворе содержите) 01,0.10 10% CuCl; после отделения декантацией от осадка ого можно хранит! бе< доступа воздуха. Для получения кристаллическою CuCl к декантированному пли отфильтрованному раствору прибавляют иоду и оллаждаЮг. К частичне окислившемуся при хранении препарату прибавляют растор М14С1 в НС и нагревают с медью или Na,SOs до обесцвечивания.
вместо CuCl для синтеза названных и других „хлор-и бромароматическиз соединений применяется также металлическая медь в порошке. Ее получаю: по способу Гатгермана 114381 добавлением в перемешиваемый насыщенны!; на холоду водный раствор CuSO4 просеянной через тонкое сито цинковой пыли. Полученную смею, бледно-голубого цвета итрсвают до 80° С, тонко- распредслснпыи порошок меди отделяют декантацпеп от^раствора ZnSOd, несколько раз промывают водой, отмывают or цьпка разбавленной I-TC1 и затеь водой до отсутствия следов кислоты. Очень реакционноспособную «медь Гаттер мана» тотчас же использу ют пли храпят в виде влажной пасты.
Подробное описание синтеза о-бромтолуола из диазотированного о-толуидине в присутствии порошкообразной меди в качестве катализатора см. [1147].
о-Хлорбромбеизол J1148], К охлажденной до 0° С смеси 1 моль о-хлор- анилина л 300 мл (2,5 молъ^ 48%-ной НЕг при перемешивании и’охлаждении быстро прибавляют раствор 1 моль ХаХ0« в 125 мл воды. Добавлением Маленьких кусочков льда поддерживают температуру смеси ниже 10° С. Диазотирование ведут при отчетливой кислой реакции среды по кош о, последние Миллилитры раствора NaNO2 добавляют медленно (до посинения иод-крахмальной бумаги).
Н колбе, снабженной нисходящим холодильником, капельной воронкой и вначале перекрытой пароподводящей трубкой, нагревают до кипения 0,55 моль QuBr и 80 лы 48%-пой ПЕг и к полученной смеси приливают в несколько приемов в течение Зи мин холодный раствор соли диааонпя. При атом из реакционной смеси, непрерывно нагреваемой до кипения, отгоняется большая часть о-хлорбромбепзола. После прибавления всего раствора соли диазония пускают сильный ток водяного пара и дополнительно отбирают дистиллят до суммарного объема I — 1,5 л. От дистиллята отделяют органический слой и обрабатывают гто концентрированной П2ЦО4до тех пор, пока кислота станет слаба окрашиваться (примерно 4 раза по 10 мл H2SO4). Затем промывают водой, 5%-нывд цастиором NaOH и вновь водой, сушат над 3 г СаС13 и перегоняют; выход 89— 95% от теоретического; т. кин. 199—201° С (742 мм pm. cm.V
Аналогично получают л-хлорбромбензол. 1,3-дибромбензол и о-бромани- зол с выходами около 90% от теоретического. При получении о-броманизола обработка серной кислотой не нужна.•
е-Бромнитробензол [1149]. Синтезируют таким же способом. о-Нитро- .ншлип в виде суспензии медленно диазотируют в 400 мл 48%-ной ТТВг (при температуре ниже 10° С). Вместо 80 мл в этом синтезе добавляют 120 мл 48%-ной Н13г. Перегоняющееся с водяным паром масло затвердевает при охлаждении (т. пл. 41-42.5° С).
Получение CuBr [1148]. К перемешиваемому раствору 2,4 моль CuSO,, • 5Н2О н 3,4 моль NaBr и 2 л теплой воды в течеппе 10 мин прибавляют 1,2 мили Na2SO.(; иногда до исчезновения синею окрашивания приходится добавлять немного больше сульфита. Смесь охлаждают, быстро отсасывают СиВг и сушат в гонение ночи на воздухе; выход 320 г (93% от теоретического).
Раствор СиВг в ИВг. нужный для синтеза о-броманизола (из 4 моль ди- азотироляиято о-аштзидина), готовят [1150] смешением раствора 260 г CuSO4- •5П2О 11 625 г NaBr в 500 мл воды со 120 г концентрированной H3SO4. Полученную смесь кипятят 4 ч с 80 г меди в ниде порошка или опилок. Аналогично готовят раствор СиВг для синтеза п бромтолуола па п-толулдина, но воды
|1147] L. А. В i g е I о w, Org. Svnili.. 9, 22(1929); Coll., v. 1, <35 (1956).
]1148| J. L. Hartwell, Org. Synth., 24, 22 (1944); Coll., 3, 185 (1955).
|1149| R. B. Carlin, G. W. Larson, J. Am. Chern. Soc., 79, 939 (1957).
E. И и rdegger, D. R c d 1 i c li, A. Gal, Helv. chim. acta, 28,
6.31 (1945).,
применяют в восемь раз больше [1151 ]. В обоих случаях приготовленный в разбавленной IlaSOd раствор сульфата дпазония приливают по каплям в кипящий раствор CuBr, одновременно отгоняя продукт разложения с водяным паром. При получении арплгалогенидов из очень слабоосновпых ароматических аминов указанные амины приходится диазотировать в концентрированных кислотах, например в концентрированной H2SO4. Однако последняя образует с NaNO2 нитрозил- серную кислоту, и поэтому для выделения свободной азотистой кислоты во время диазотирования необходимо добавлять ледяную уксусную [1152, 1153] или фосфорную кислоту 11154, 1155]. Можно также диазотировать амины водным раствором NaNOa в смеси И3РО4 (84%-пой) и I1NO3 (d = 1,4) при температуре от —8 до —12° С. Разложение ведут концентрированной НС1 или 48% -ной НВ г в присутствии гаттер^ановской меди или CuBr на холоду. Так получают 2-хлор- и соответственно 2-бром-4гметокси- бензтиазол [1156], этиловый эфир 2-бромтиазол-4-карбоновой кислоты [1157] ii 2-бромтиазол [1158, 1159].J
n-Дихлорбензол (из п-фенилендиамина) [1160]. К раствору 3,6? г гидрохлорида п-фенилендиамина в 70 яд НзРО4 (d = 1,7) при 5° С (охлаждение смесью льда с поваренной солью) при энергичном перемешивании приливаю? по каплям раствор 3 г NaNOa в 30 мл концентрированной H2S04. Через 30 мин ‘прибавляют 2 г топкоизмельченной мочевины. Раствор диазосоединения при сильном перемешивании приливают по каплям к охлажденному до 0Г С раствору CuCl,i приготовленному кипячением с обратным холодильником 10,8 г CuSOd-5H8O, 5,4 г NaCI, 45 мл воды, 150 мл HG1 (d = 1,19) и 30 г металлической меди, п-Дихлорбензол выделяют перегонкой с водяным паром; выход около 70% от теоретического; т. пл. 53° С.
п-Дииодбензол, В раствор диазосоединения (см, выше) добавляют несколько кусочков льда и приливают смесь к концентрированному раствору 8 г К]. Смесь оставляют на ночь, разбавляют водой и промывают выпавший в осадок л-дииодбепзол водой и раствором Na2S2O3; выход почти количественный.
Галогенированные ароматические соединения получают [1161] через промежуточно образующиеся диазосоединения взаимодействием нитрозосоединения с солью гидроксиламина в присутствии CuCI или CuBr и концентрированной НС1 или соответственно НВг:
Ar—N=O4-NHgOH*HX —2Н^ [ArNsJ+X" —ArX-]-Ns
Этот метод пригоден для получения n-хлор- и и-бромфенолов.
Замена аминогруппи на ио8 в ароматических соединениях
На примере получения п-дииодбензола (см. выше) показано, что при помощи йодистого водорода очень легко можно заменить диазогруппу на иод без добавления соли меди (I). Холодный раствор иодида щелочного металла (1—2 лоль иодида на -
L. A. Bigelow, Org. Synth., 5, 21 (1925).;
IL IL Hodgson, J. W a 1 k e r, J. Chern. Soc., 1933, 1620; 1935, 530.1
A. H. Stepan, C. S. Hamilton, J. Am. Chom. Soc., 71, 2438 (1949).
H. A. J. Schoutissen, J. Am. Chem. Soc., 55, 4531 (1933).
I.. H. Welsh, I. Am. Chem. Soc., 63, 3276 (1941).
H. E г I e n m e у e r, H. Ueberwasser, Helv. chim. acta, 25, 515 (1942).
II. E rlenmey er, Ch. J. M о r e 1, Helv. chim. acta, 25, 1073 (1942).
K.Gana pa tbi, A. Venkataraman, Proc. Indian Acad. Scl., ' 22A; 362 (1945).
G. К ] e i n В. P r i j s, Helv. diim. acta, 37, 2064 (1954).
H. A. J. Schoutissen, J. Am. Chem. Soc., 55, 4537 (1933).
H. П. Hodgson, W. H. H. Norris, J. Chem. Soc., SuppL Issue, 1949, 181.
1 моль диазотированного амина) приливают по каплям в соляпо- или серною раствор диазосоединения, к которому для удаления остатка азотистой кислоты варительпо добавляют немного мочевины или, наоборот, кислый раствор диазосо> ния приливают к холодному раствору иодида. Выделение азота закапчивается многочасового стояния и, если необходимо, заключительного нагревания на во бапе. В качестве побочных продуктов могут образоваться фенолы, для удаления рых добавляют щелочь перед выделением арилиодида (отфильтровывают, перег< с водяным паром или экстрагируют эфиром, хлороформом, бензолом или толу» При этой реакции диарилы и а'зосоединсния не образуются, так как ее мех отличается от механизма реакции Зандмейера [1141]. Добавка иода иногда пов) выход арилиодида [1162, 1163].
I2+ I" —► I3
[ArN2r+[ArN2r+—> Arl + N2 + I3—> Arl + N2 + I3
[ArN2r+
[ArN2r+
—> Arl + N2 + I3
—> Arl + N2 + I3
В качестве примера обычного способа проведения реакции следует, у» на синтез иодбензола из анилина [1164].
Диазотироваппые амилы, неустойчивые в кислой среде, подвергаю- имодействию с кислым раствором иодида в присутствии несмешиваюп: с водой растворителя (например, СНС1з), который непрерывно экстраг образующийся органический иодид [1163, 1165].
При взаимодействии водных растворов KI с растворами солей д. ния, полученными из слабоосновных аминов в концентрированной L нри помощи нитрозилсерной и 85?-#-ной НзРО4 иодзамещенпы^ соединения зуются с хорошими выходами. Примерами такой реакции являются полу 3',4,5-тр1шоц-1>нитробепзола из 2,6-дииод-4-нитроанилина [1166] и аналог] синтезы 3-иод-, 3,4-дииод-, 2,5-Дииоц н 2,3,5-трииод-1-нитробензолов [: Аминокарбоновые кислоты можно диазотировать «непосредств< а) в разбавленной серной кислоте; б) в концентрированной серной ки< в) «косвенным способом», для чего раствор смеси щелочных солей амииек новых кислот с нитритом натрия вливают в концентрированную сол кислоту.
Так, например, по способу (а) получают 2- и 3-иод-4-мотилбенз« кислоты [1168], по способу (б) — 2,3,5-трииодбеизойпую кислоту [1169, и по способу (в) — 6-иод-2-нитробензойную кислоту [1171], используя ветствующим образом приготовленные холодные растворы солей днаа В случае 3-метилбензойных кислот, имеющих в одном из орто-полр>- к СООН-груипе аминогруппу, нри взаимодействии разбавленных расг соответствующих сульфатов диазопия с иодидом калия образуются .т оксикислоты [1172].
А. Ваеует, Вег., 38, 2760 (1905).
В. A. Hems et al., J. Chern. Soc., 1949, 3432.
H. J. Lucas, E. R. Kennedy, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p
K. Freudenberg, M. Reichert, Chern. Ber., 87, 1837 (1954).
R. B. Sand in, T. L. Cairns, Org. Synth., Coll. v. 2, p. 604.'
П. Cassebaum, Arch. d. P h a r m., 292/64, 571 (1959).
E. Kloeppel, Ber., 26, 1733 (1893).
C. J. Klemme, J. H. Hunte r, J. Org. Chem., 5 , 509 (1940).
S. C. J. Olivier, W. P. Combe, Rec. trav. chim., 69 , 25 (1950);.
C. A., 44, 5330 (1950).
B. R. Baker et al., J. Org. Chem., 17, 164 (1952).
H. Abbes, Ber., 26, 2955 (1893).
Иногда рекомендуется добавлять медь, Tai.*, добавляя 1,2 .моль KI и 1 г медной бронзы к разбавленному сернокислотному раствору 1 .ноль диазотированного п-ампиофепола получают п подфенол; выход 69—72% от теоретп- ческого I11731.
о-Иоднитробепзол [1162]. Залипают 100 г о-нитроанплина 1 л воды и прибавляют 600 .ил концентрированной H2SO4. Полученный прозрачный рас- тор охлаждают до 5" С и диазотируют соответствующим количеством NaNOa, ио допуская подъема температуры выше 10° С. Раствор сульфата диазонпя в несколько приемов приливают к раствору 200 г KI и 200 г иода в 200 .чл воды. После прекращения выделения азота смесь некоторое время нагревают на водяной бане и встряхивают еще теплую смесь в делительной ворош\с с раствором Na2SOs. При охлаждении количественно выпадает кристаллический о-подиигробеиаол; т. нл. 54° С. Аналогично получают л- и н-поднитробензолы.
Замена аминогруппы на бром
в ароматических и гетероциклических соединениях ;
с промежуточным получением пербромидов диазония
При взаимодействии бромидов диазонпя с бромом в бромистоводородной кислоте образуются плохо растворимые в воде пербромиды диазония, которые в присутствии воды или при нагревании в этиловом спирте или в ледяной уксусной кислоте разлагаются по реакции (стр. 251):
[RN-.J+Br ——?> [1Ш2ТВГз —* RBr + N2 + Br2
Реакция имеет препаративное значение для получения бромзамещенных гетероциклических соединений из ашшигетероциклов (способ Крэйга).
2-Бромппридин [1174, 1175]. В 790 мл (7 люль) 48%-пой НВт (Крэйг применял 63%-ную кислоту) в течение 10 мин при 10—20° С (охлаждение льдом с солью) вносят 150 г (1,59 .ноль) 2-ампиопиридипа. Затем прп 0° С (и ниже) приливают по каплям при сильном перемешивании 120мл брома (30 лиги), причем реакционная масса густеет вследствие осаждения оранжево-желтого пербромида. Далее мрпбаиляют по каплям еще 120 мл брома (15 -чин), т. е. всего 4,7 люль, и затем п точение 2 ч раствор 4 моль NaNO3 в 400 мл воды, цоддержиная температуру 0и С или ниже. К концу добавления раствора AaN02 начинается выделение азота. После 30 мин выдержки н смеси прибавляют раствор 15 .моль NaOII в 600 мл воды с такой скоростью, чтобы температура не превышала 20— 25° С. Продукт экстрагируют 4 раза эфиром порциями по 250 мл, экстракт сушат 100 г КОП и перегоняют. Выход 86—92% от теоретического; т. кпп. 74—75° С (13 мм рт. ст.). Большое значение имеет хорошее перемешивание (требуется хорошая мешалка, способная перемешивать загустевающую по краям реакционную массу).
Получить 2-подпиридин по этому способу не удалось,
Ио способу Крэйга из соответствующих ампносоедпнений аналогично [1175] получены 2-бром-З- и 2-бром-5-метилпиридии [1176] (выходы 87 и 80% от теоретического), 2-бром-б-метилпиридин [1177] (выход 79%, устойчив только в виде гидрохлорида), 4-бромпиридин [1178] (выход 85—95%), 2-бром-З-карб- метоксипиразин [1179] (выход • 43%), 1-бром-5,0,7,8-тетрагидроизохинолии
F. В. Bains, F. Eberly, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 355
L. C. Craig, J. Am. Chem. Soc., 56, 231 (1934).
C. F. H. Allo n, J. R. T h i г t 1 e, Org. Synth., 26, 16 (1946); Coll v. 3, 136 (195.5).
H, L. В r a d 1 о w, C. A. Vander w erf, J. Org. Chem., 14, 512 (1949).
[1177J R. Adams, 8. Miyano, J. Am. Chem. Soc., 76, 3170 (1954).
A. Murray III, W. II- Langha m, J. Am. Chem. Soc., 74, 6289 (1952).
|1179] К. С. E 1 I i n g s о n, R L. Henrv, J. Am. Chem. Soc., 71, 2798 (1949).
[ИЗО] (выход 77,5%) п г-бром^-х-лорбенатиа.зол [1181] (выход 72%). Условия синтеза иногда варьируют. Например, при получении 2-бром-4-хлорбенэтцазола ■осле добавления раствора NaNOa смесь выдерживают в охлаждающей бане при перемешивании в течение 2 ч вместо 30 .чин.
Замена аминогруппы, на хлор и бром в ароматических соединениях(реакция Швехтена *)
Аминодифенилы, амлмонафталпны и ампнофснантрены переводятся по способу Заидмспера или по способу, видоизмененному Гаттермапом (стр. 247), в соответствующие хлор- пли бромарилы, но зачастую с очень плохими выходами, в то время как реакция Швехтепа, являющаяся развитием реакции Шимана (термическое разложение фторборатов диазония), дает хорошие результаты.
При добавлении водных растворов равных весовых количеств HgC]a и КС] или HgBr2, а также IIg(NOs)2, и КВт к растворам диазотированных аминов ко уравнениям 1 и 2 образуются комплексные соли, выпадающие в осадок.
(1)(1)(2)(2)[ArNsJ+X-^5^-'* [ArX.|*HgX; —► ArX + N,+HgX2
(1)
(1)
(2)
(2)
2[ArN.]+X- А5И.А, [ArN2]»HgX^—► 2ArX + 2N2 + HgXa
J 4< \=C1 или Hr.
Соли высушивают промывкой ацетоном, метиловым спиртом или эфиром пли просто на воздухе и после смешения с двойным весовым количеством КС] и J\H4CI пли КВт разлагают нагреванием. Так, по реакции 1 получают 2,2- и 4,4-дихлор-, а также 2,2-дпбромдифемилы; выход около 80% от теоретиче- ского[1182], а по реакции 2—2-бромнафталип; выход 60% от теоретического [1182, 1183].
Разложение можно проводить осторожным нагреванием соли в круглодонной колбе с воздушным холодильником, в широкой трубке из йенского стекла а илп в выпарной чашке. Последний способ применяют для получения 1-, 2- и 3-хлор- или 1-, 2- и 3-бромфенантренов из соответствующих амипосоединений 11184]. Амины диазотируют при 0° С, для чего их раствор в пиридине приливают но каплям к раствору пптрозилсерпон кислоты, приготовленному из NaNOa и смесп концентрированной HaSOt с водой л отношении 2 : 1.
Замена аминогруппы на фторв ароматических и гетероциклических соединениях(р еакц и я Шимана)
Чаще всею для введения фтора в ядро ароматических соединений применяется термическое разложение фторборатов диазония (реакция Шимана) [1185—1187]. Фторбораты циазония довольно устойчивы п нечувствительны к ударам. Фторбораты,
Образование иодбензола при разложении фепилдиазопийтрииодмеркуроата открытов1929 г. А. Н. Несмеяновым [Z. anorg. allg. chem., 178, 300 (1929), цит по книге А. Н. Несмеянов, Избранные труды, т. II, 19.59, стр. 361]
поэтому название «реакция Швехтена» едва ли уместно. — Прим. ред.
11180]R.G г е w с, А. М о n d о n,Е. Nolte,Ann.,564,180(1949).
IH81JR.С. Е 1 d е ri' i е 1 d, F. W. S ho r t, J.Org. Chern.,18,1099 (1953).
H.-W. Schwecliten, Ber., 65, 1605 (1932).
Ht83|M.s. Newman, P. H. Wi s e, J. Am.Chem.Soc.,63,2847 (1941).
W.E. Bachmann, Ch. H. В о a t n e r,J. Am.Chem, Soc., 58
•2194(1936).
G. В a I 7, G. Schiemann, Ber., 60, 1186 (1927).
G. Schiemann, J. prakt. Chem,, 140, 97 (1^34)
А. К о e, Org. Reactions, v. V, J. Wiley a. Sons, New York, 19'49, p. 193—228.
выпадающие в осадок в процессе реакции, получают двумя способами: взаимодействием | борфторводородной кислоты пли ее натриевой соли NaBF4 с полученными обычны» | способом солянокислыми растворами диазосоединевий , Я
ArNHo-IIX + HNOa + BF^ —> 2HZO + Х~ +[ArN2]+BF,[ArN3]+BF7 —> ArF-i-Ns + BFa
и диазотированием растворенных в HBF, аминов водным раствором NaNO2. Объе»л реакционной массы, содержащей ион BF^', должен быть возможно меньшим, чтобы» концентрация протонов была менее 1 молъ/л, так как многие^торбораты диазония плохо растворимы в холодной воде, а в сильнокислой'среде их-растворимость возрастает. Фторбораты арилдназония с фенольными и карбоксильнымигруппами хорощ^ растворимы в воде. Фторированные в ядро ароматические кислоты можно получали по реакции Шимана через их эфиры (ср. стр. 255). Диазосоединения, синтезированные] по второму способу, сразу выпадают в осадок в виде фторборатов, что сводит к минж^ муму побочные реакции, например образование фенолов. Однако недостатками способа являются: загустевание реакционной массы и работа в среде, содержащей иаЦ быток агрессивной HBF4.;
Фторбораты диазония, полученные любым из обоих способов, выдерживают ие! менее 30 мин при температуре не выше 0° С, быстро отсасывают, промывают холодным® растворами HBF4 или NaBF4, спиртом и эфиром и тщательно высушивают под тягойр на фильтровальной бумаге, положенной на проволочную сетку.’)
Если разложению подвергают влажные фторбораты диазония, то выходы гам& генидов низкие. При термическом разложении фторборатов, начало которого опреде^ ляют по выделению белых паров трифторида бора, выходы галогенидов тем выше^ чем ниже температура разложения. Разложение ведут в стеклянной колбе, заполненное! примерно наполовину фторборатом диазония, или в широкой трубке из нонскорЛ стекла, присоединенной к приемнику с обратным холодильником.' При разложены легколетучих фторборатов верхний конец холодильника соединяют с еще одним охлаждаемым приемником. Трифторид бора можно поглощать в приемнике водой, уаство ром щелочи или суспензией NaF в воде, причем образуется NaBF4 (следует помнит! о том, что кристаллы могут закупорить трубку). Трубку с сухой солью нагреваю,а снаружи у верхней границы заполнения, после чего разложение в большинстве слу; чаев продолжается самопроизвольно. Соединения, содержащие иитрогруппы, чаек разлагаются очень бурно. Поэтому их смешивают с трех-пйтикратпым весовым кол# честном песка, BaSO4 или NaF и разложение ведут порциями по 5—25 г.’
Фторбораты дназония, ив которых при сухом термическом разложении ариД фториды получаются с плохими выходами, можно разлагать отдельными порциям) в безводном углеводороде, нагретом на несколько градусов выше температуры разло женин фторбората. Так получают, например, л-фтор- или о-фторпропиофенон в ки пящем толуоле или гептане [1188].
Помимо реакции Шимана (термическое разложение сухих фторборатов диазония существуют более новые способы обмена аминогруппы ароматических соединена! на фтор, несколько напоминающие реакцию Запдмейера или ее видоизменение В] Гаттерману..
Из фторборатов диазояия можно получать арилфториды* даже при комяатнсй температуре [1189] перемешиванием ацетоновых, водно-ацетоновых или водных раствц ров фторборатов с гаттермановской медью или CuGl. Этот способ, который в основной характеризуется хорошими выходами, с успехом применяется для разложения рас творимых в воде фторборатов диазония или таких фторборатов термическое разлоЖ® ние которых (нитрозамещенные) протекает очень бурно, вследствие чего их мож» разлагать только маленькими порциями.’
Фторбензол [1185, 1190]. В аппарате емкостью 40 л или толстостенном стеклянном стакане (300 X 300 лж) смешивают 1350 мл воды с 1650 мл НС1 (г/ — 1,19) и при энергичном перемешивании охлаждают смесью льда с поваренной солью. Затем в полученный раствор вносят при 5° С и перемешйЬании третью часть от 2075 е гидрохлорида анилина и при температуре не выше 7° С медленно приливают раствор 1200 г NaNO2 в 1500 мл воды. '
В процессе введения нитрита ’продолжают вносить отдельными порциями гидрохлорид анилина, вследствие чего на дне сосуда всегда имеется некоторое количество непрореагировавшего гидрохлорида. Ко времени введения половины раствора нитрита в реакционную массу должен быть внесен весь гидрохлорид анилина. Для полного диазотирования используется почти все количество раствора нитрита (проба с иод-крахмальной бумажкой). Одновременно в покрытом воском стеклянном, медном пли свинцовом сосуде готовят раствор HBF4, для чего в несколько приемов при перемешивании и температуре не выше 25е С (охлаждение ледяной водой) вносят 1000 г НзВОз (16,2 люль) и 2150 г 60%-ной HF (65 жаль). Приготовленный раствор охлаждают и приливают в охлажденный ниже 0° С раствор соли диазония. Раствор вносят возможно быстрее, но так, чтобы температура не поднималась выше 10° С. Для энергичного перемешивания густой массы применяют медленно вращающуюся металлическую или деревянную мешалку, покрытую кислотоупорной краской пли гумированную. Через 20—30 мин после добавления всей НВЕ4 выпавший осадок отфильтровывают на нутч-фильтре и промывают 800 мл ледяной воды, равным количеством метилового или этилового спирта и 900 мл эфира, каждый раз возможно полнее отсасывая массу. Фторборат расстилают тонким слоем и сушат па воздухе в течение ночи. Затем его разлагают в колбе емкостью 12 л или двух колбах емкостью по 5 л. Приемниками служат три соединенные между собой широкими трубками колбы Эрленмейера, присоединенные к реакционной колбе с помощью холодильника большого диаметра, погруженные в охлаждающую смесь. Отходящие газы отводят в тягу или пропускают предварительно через ледяную воду пли раствор соды. Для того чтобы вызвать разложение фторбората диазония, Йолбу нагревают снаружи открытым пламенем у верхней границы наполнения и затем поддерживают спокойное течение реакции, по мере необходимости охлаждая или подогревая массу до тех пор, пока не прекратится выделение паров ВЕз даже при сильном нагревании колбы.
Собравшийся в приемнике дистиллят отделяют от выкристаллизовавшегося фенола и несколько раз промывают 10%-ным раствором NaOH (до почти бесцветных промывных вод) и водой. Так как плотность фторбензола 1,025, ю последние норции промывной щелочи необходимо очень тщательно отделять, ибо, в противном случае, при дальнейшей промывке водой образуется разбавленная щелочь почти такой же плотности, которую очень трудно отделить от фторбензола. Промытый продукт сушат СаС18 н перегоняют на колонке. Выход 780—870 г (50—56% от теоретического); т. кип. 84—85° С.
Описание способа получения малых количеств фторбензола с применением NaBF4 и разложением в трубке из йенского стекла (выход 64% от теоретического) см. [1191].
Для приготовления раствора фторбората натрия [1192], содержащего примерно 5,38 моль NaBF4, к смеси 338 г НзВОз и 1338 мл концентрированной НС! прибавляют при перемешивании и охлаждении 900 г NaF. После 2 ч выдержки раствор фильтруют.
п-Фторбензойная кислота [1193]. В колбе емкостью 5 л при нагревании на паровой бане и перемешивании обрабатывают 165 г этилового эфира п-амино- бепзоиной кислоты (1 молъ) 204 мл соляной кислоты (^ = 1,19) и 300 мл воды. Образуется бесцветная паста гидрохлорида. Ее охлаждают до 0° С смесью льда с поваренной солью и медленно прибавляют к пей при перемешивании и температуре не выше 7° С раствор 72,6 г NaNO2 (1 моль 95%-ного NaNOa)
В. Т. Flood, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 295.
И. Гудлицкий, Химия органических соединений фтора, Госхим- издат, 1961, стр. 103.
A. Roc. Org. Reactions’. 5, 203 (1949).
G. Schiemann, W. Winkelm tiller, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 299.
и небольшом количестве поды до сохранения слабоположптельной под- крахмальной реакции смеси в течение 10 мин.
Одпонременно готовят раствор HBF4. В покрытом изнутри парафином с геклянном стакане или свинцовом сосуде при охлаждении льдом (температура не должна превышать 25° С во избежание расплавления воска) растворяют 68 г ПзВО» (] ,1 .ноль) в 133 г 60%-ной HF пли применяют продажную 40%-ную НВ1-'4 (200 г). Охлажденный льдом раствор довольно быстро приливают при перемешивании к раствору соли диазония; температура не должна превышать 10° С. Затем перемешивают еще 20—30 мин и отфилктропынают па путч-фильтре выпадающий в виде густой пасты фторборат дназония. Его промывают последовательно 300 ль» холодной воды, 300 мл метилового спирта и 200 мл эфира, отсасывая каждый раз как можно тщательпее, и, наконец, сушат в вакуум- эксикаторе над концентрированной 1I2SO4. Выход фторбората дпазоппя [n-C3II5OOCC6Ii4N2]BF4 198—205 г, что составляет 75—78% от теоретического; т. разл. 93—94° С.
Термическое разложение фторбората удается провести без потерь вследствие осмолспия только в том случае, еелп оп тщательно высушен. Его вносят порциями ЦО 85 г в колбу емкостью 2 л, связанную широкой изогнутой стеклянной трубкой с приемником емкостью 1 л. Нескопдспспровавшисся пары DF$ пропускают в воду, а непоглотивтпйся газ отводят в хорошо действующую тягу. Колбу сначала нагревают сверху коптящим пламенем горелки до начала выделения белых паров В Fa, поело чего разложение фторбората протекает самопроизвольно. При затухании реакции прибегают к периодическому нагреванию. Реакцию считают законченной, когда под действием сильного нагревания, вся твердая масса переходит в жидкость. Основное количество эфира п-фторбензой- пой кислоты (т. кип. 105—106° С при 25 мм рт. ст.} остается в реакционном сосуде, меньшая часть уносится в приемник, откуда его извлекают эфиром, фильтруют и отгоняют эфир.
Для омыления кароэтоксильной группы эфира п-фторбопзойпой кислоты эфир, не подвергая очистке, нагревают в колбе с обратным холодильником с раствором 56 г КОН в 80 мл 95%-ного этилового еппрта п 120 мл воды. Еще горячую смесь фильтруют п кислоту осаждают подкислением концентрированной НС1 до кислой реакции по бумаге конго. После охлаждения выпавшую п-фтор- бензойную кислоту отсасывают и сушат. Для очистки ее растворяют в горячем растворе 40 г К2СОд в 400 мл воды, раствор обесцвечивают углем, фильтруют в горячем виде и осаждают продукт ПО. Выход 38—40 г (63—69% от теоретического, считая на этиловый эфир н-аминобензойной кислоты); т. пл. 186° С.
п-Фторфенол [1189]. К 200 мл 56%-ной HBF4, охлажденной смесью льда с поваренной солью, при —6° С одновременно при перемешивании в несколько приемов прибавляют растворы 10,9 г п-аминофенода в 50 мл 56%-ной НВГ4 и 6,9 г NaNO2 в 50 мл воды с таким расчетом, чтобы в реакционной массе всегда был избыток нитрита. К полученному прозрачному раствору добавляют 5 г СиС] и 2 ч перемешивают при 80—90е С. После охлаждения льдом получают га-фторфенол; выход 71% от теоретического; т. пл. 46° С.
Таким же способом с выходом 87% от теоретического получают п-фтор- фенидуксусную кислоту.
В отличие от довольно устойчивых фторборатов диазонпя ароматических соедя нений фторбораты диазония 2- и -З-аминопиридинов весьма нестабильны [1194].
2-ФторЦиридии. Получают диазотированием раствора 2-амлпойиридииа в 40%-пой НВГ4 при 10й С (нитрит добавляют в несколько приемов), причем образующийся фторборат тотчас разлагается с выделением тепла; выход 34% от теоретического.
З-Фторпиридин. Фторборат 3-пиридиндиазонпя, смоченный эфиром, устойчив некоторое время при 10е С. но бурно разлагается при испарении" растворителя. Он выпадает в осадок при диазотировании З-амлноппридина и смеси 40%-ной НВГ4 и 95%-ного этилового спирта (1 : 2) при 0° С к добавлении и конце реакции эфира. Фторборят медленно разлагают в виде суспензии; в пысококипящем петролепном эфире при 15—20° 0; выход 50% от теоретического.
A. Roe, G. F. Hawkins, J. Am. Chern. Soc., 69. 2443 (1947).
Замена аминогруппы на группу SCNв ароматических соединениях
Для введения группы SCN в ароматические соединения значительно чаще поль дуются реакцией Зандмейера или ее видоизменением но Гаттерману, чем прямым замещением водорода на родан (стр. 190). К полученному обычным способом раствору соли дпазония прибавляют водный раствор роданида щелочного металла и CuSClX или, наоборот, раствор соли диазонин постепенно приливают к водному раствору K3[Cu(SCN)J. Можно применять также порошок металлической меди [1195—1197] Реакция протекает с выделением азота часто уже при комнатной температуре плн при умеренном нагревании.
[ArN,l*X- + SCK- _™™№1L™» ArSCN + Xa + X-
Наряду с арилроданидами (арилтиоцианатамп) могут образовываться ароматы ческие горчичные масла (арилизотиоцианаты) [1198].
5-Родансалициловая кислота [1199]. Растворяют 7,65 г 5-ампносалици ловой кислоты в 600 лм воды и 14,5 мл концентрированной НС1 и диазотирую' 3,8 ?. ХаХО2, как обычно. Серо-голубую соль диазония быстро отжимают и по степенно вносят при 65° С в раствор 6,1 г CuSCN, 30 г KSCN п 17 мл воды. П< мере выделения азота раствор отпрашивается в светло-коричневый цвет. По охла жденип в осадок выпадает 5-родансалициловая кислота, которую для очистк] исреосаждают НС1 из натриевой соли, полученной из разбавленного раствор,- Na2COs, и перекристаллизовывают из бензола; выход 73% от теоретического т. пл. 167 —168° С.
V. Замена С—S-связи на связь С—Hal
В известных условиях сульфогруппы ароматических соединений довольно легк обмениваются на хлор и бром. Реакция обмена протекает особенно легко, если в орте или пара-положении имеются окси- или аминогруппы [1200]. При проведении эти. реакций следует учитывать возможность замещения атомов водорода галогепом. Так например, при действии бромид-броматного раствора в солянокислой среде при комнаэ ной температуре на сульфаниловую кислоту получается с количественным выход»: 2,4,6-триброманилин [462] (ср. стр. 151). Если в молекуле ароматической сульфокис лоты имеются заместители, препятствующие электрофильному замещению галогенам: (NO2 или еще одна группа SO3H), то эту реакцию можно использовать для препарЕ тинных целей, например для синтеза 2-нитро-4,б-дибромфенола или 2-бром-6-питрофс пол-4-сульфокислоты [1201] из 2-нитрофснол-4,6-дисульфокислоты и IIBr при 0—15s или хлорированных нитронафталинов [1202] из нитронафталпнсульфокислот и рас твора NaClOs в ПС1 при 90—95° С.
и 2-хлор, а также 1,5-, 1,6-, 1,7- н 1,8-длхлорантрахипоны получают взаимс действием соответствующих сульфокислот с NaClO3 или хлором в НС1 при 100° С с бромом и небольшим количеством воды под давлением при 190—2^0° С образуготс соответственно бромантрахиноны [1203—1205].
L. Gattermann, W. Hausknecht, Вег., 23, 738 (1890).
Т h и г п а и с г, Вег., 23, 769 (1890).
A. llantzsch, В. Hirsch, Вег., 29, 947 (1896).
J. W. D i е п s k е, Rec. tray, chim., 50, 407 (1931).
Р. Kaufmann, Е. К о Р b а с 11, Вег., 58, 1559 (1925).
R. L. D a t t a, J. C]i. Bhou mik, J. Am, Chern. Soc., 43, 303 (1921).
E. S a к el 1 a r i о s, Ber., 55, 2846 (1922).
[1203][1204][1203][1204]P. Friedlander, S, К ara moss ini s, O. Schenk, Ber., 55, < (1922)
[1203]
[1204]
[1203]
[1204]
FrdL, 9, 673 (1908-1910).
[1205][1205]H. E. Fieri - D avid, А. К rcbser, W. Ande г au, llelv. cliir acta, 10, 197 (1927).
[1205]
[1205]
A. A. Goldberg, J. Chern. Soc., 1932, 77.
17 Заказ 1835.
В 1,2,3,4,5,6,7,8-октагидроантрацен-Э-сульфокислоте, в которой исключена возможность дополнительного галогенирования ядра, сульфогруппа легко обменивается [1206] на бром под действием бромпд-бромата или иодид-иодата в 1 п. растворе НС1 при 35е С. Сульфохлоридная группа в арилсульфохлоридах также может обмениваться на хлор, например при нагревании (около 220® С) с РС15 в запаянной трубке или в трпхлорбензоле или с SOC12 [1204, 1207].
Алифатические и ароматические сульфохлориды способны термически расщепляться с образованием алкил- или арилхлоридов и SO3:
RSO2C) > BC1 + SO2
Однако обычно при этом протекают 4 и побочные процессы, которые зачастую не позволяют использовать ^.реакцию для препаративного получения арилхлоридов; подробно об этой реакции см. [1208].
Расщепление алифатических сульфохлоридов происходит с хорошими выходами. В качестве примера можно привести расщепление додекансульфохлорида в кипящем ксилоле [1209] с образованием додецилхлорида и SO2; довольно хоровто протекает также расщепление бензилсульфохлорида [1210].
Особенно легко происходит отщепление SOa от арилоксиметансульфохлоридов. В то время как при действии РС15 на фенилметансульфокислоту (C6H5CH2SO3H) бен- зилхлорид [1211] образуется при 100° С, а при действии РВг5 на ео натриевую соль бензилбромид [1212] образуется при 90° С, хлорметил- или бримметилариловые эфиры [1213] получают с 80—90%-ным выходом простым растиранием в ступке 1 -ноль сухой натриевой соли арилоксиметансульфокислоты с 2 моль РС15 или PBrs.
ArOCH3SO3Na4-PGl5 —► ArOCH2Cl + SO2 + NaCl + POCI3
Возможность обмена связи С—S на связь С—Hal используют также для получения хлорированных гетероциклических соединений. Пропуская хлор при охлаждении в водную суспензию этилмеркаптопиримидина, как правило, получают сульфон (реакция 1); в некоторых случаях наряду с хлорзамещенным гетероциклическим соединением образуется этансульфохлорид (реакция 2), доля которого заметно возрастает при незначительном повышении температуры.
Примером этого является получение 2-хлор- к 2,4-дихлор-5-карбэтоксипири- мидина [1214, 1215].
/СООСгН.-,/СООСгН.-,Ch, 0—200 GCh, 0—200 Gci,; 40-50°Сci,; 40-50°С^^СООСзНбУ I+ C2HsS02Cl^^СООСзНбУ I+ C2HsS02Cl(2)(2)
/СООСгН.-,
/СООСгН.-,
Ch, 0—200 G
Ch, 0—200 G
ci,; 40-50°С
ci,; 40-50°С
^^СООСзНб
У I+ C2HsS02Cl
^^СООСзНб
У I+ C2HsS02Cl
(2)
(2)
Меркаптосрупла также может быть обменена на хлор.
12061207120612071208г120912101208г120912101211]1212]1213]1214]1211]1212]1213]1214][1215][1215]G. Schroeter, Вег., 60, 2042 (1927).Е. Nolting, Вег., 8, 1091 (1875).A. R 1 е с h е, Е. Naumann, J. prakt. Chern. [4), 9, 108 (1959),F. As in ger, Ber,, 77—79, 193 (1944—1946).H. Limpricht, H. v. Pccbmann, Ber., 6, 534 (1873).T. B. Johnson, J. A. A b m 1 e r, J. Am. Chem. Soc., 36, 381 (1914).W. H. Hunter, В. E. Sorenson, J. Am. Chem. Soc., 54, 33^5 (1932).H. J. Barber et al,, J. Appl. Chem., 3, 266 (1953).J. M. Sprague, T, B. Johnson, J. Am. Chem. Soc., 57, 2252 (1935).E. Ballard, T„B, Johnson,]. Am. Chem. Soc., 64, 797 (1942).G. Schroeter, Вег., 60, 2042 (1927).Е. Nolting, Вег., 8, 1091 (1875).A. R 1 е с h е, Е. Naumann, J. prakt. Chern. [4), 9, 108 (1959),F. As in ger, Ber,, 77—79, 193 (1944—1946).H. Limpricht, H. v. Pccbmann, Ber., 6, 534 (1873).T. B. Johnson, J. A. A b m 1 e r, J. Am. Chem. Soc., 36, 381 (1914).W. H. Hunter, В. E. Sorenson, J. Am. Chem. Soc., 54, 33^5 (1932).H. J. Barber et al,, J. Appl. Chem., 3, 266 (1953).J. M. Sprague, T, B. Johnson, J. Am. Chem. Soc., 57, 2252 (1935).E. Ballard, T„B, Johnson,]. Am. Chem. Soc., 64, 797 (1942).
1206
1207
1206
1207
1208г1209
1210
1208г1209
1210
1211]
1212]
1213]
1214]
1211]
1212]
1213]
1214]
[1215]
[1215]
G. Schroeter, Вег., 60, 2042 (1927).
Е. Nolting, Вег., 8, 1091 (1875).
A. R 1 е с h е, Е. Naumann, J. prakt. Chern. [4), 9, 108 (1959),
F. As in ger, Ber,, 77—79, 193 (1944—1946).
H. Limpricht, H. v. Pccbmann, Ber., 6, 534 (1873).
T. B. Johnson, J. A. A b m 1 e r, J. Am. Chem. Soc., 36, 381 (1914).
W. H. Hunter, В. E. Sorenson, J. Am. Chem. Soc., 54, 33^5 (1932).
H. J. Barber et al,, J. Appl. Chem., 3, 266 (1953).
J. M. Sprague, T, B. Johnson, J. Am. Chem. Soc., 57, 2252 (1935).
E. Ballard, T„B, Johnson,]. Am. Chem. Soc., 64, 797 (1942).
G. Schroeter, Вег., 60, 2042 (1927).
Е. Nolting, Вег., 8, 1091 (1875).
A. R 1 е с h е, Е. Naumann, J. prakt. Chern. [4), 9, 108 (1959),
F. As in ger, Ber,, 77—79, 193 (1944—1946).
H. Limpricht, H. v. Pccbmann, Ber., 6, 534 (1873).
T. B. Johnson, J. A. A b m 1 e r, J. Am. Chem. Soc., 36, 381 (1914).
W. H. Hunter, В. E. Sorenson, J. Am. Chem. Soc., 54, 33^5 (1932).
H. J. Barber et al,, J. Appl. Chem., 3, 266 (1953).
J. M. Sprague, T, B. Johnson, J. Am. Chem. Soc., 57, 2252 (1935).
E. Ballard, T„B, Johnson,]. Am. Chem. Soc., 64, 797 (1942).
2-Хлорбензтиазол [1216]. В колбе емкостью 3 л с мешалкой и воздущ ним холодильником к 1 люль 2-меркаптобензтиазола прибавляют маленьким) порциями 1,1лоль SaCl2. Когда экзотермическая реакция ослабевает, смес осторожно подогревают до прекращения ценообразования, затем кипятят 90 ми, с обратным холодильником, оставляют па ночь и перегоняют черный продукт отбирая фракцию 150—170° С (55—65 мм рт. ст.). Эту фракцию промываю 10%-ным раствором NaaCOa и водой, сушат над Na2SO4 и еще раз перегоняют Выход 72% от теоретического; т/ кип. 158—162° С (50 мм рт. ст.).
Реакция перевода тиоэфиров в органические галогензамещенные соединени. имеет очень малое препаративное значение. Указания по расщеплению соедниениз В — S—R в присутствии хлора, брома, бромциана или метилиодида с заменой С—£ связи связью С—Hal см. [1217]. При действии 1 моль брома на тиоацетали в безводно среде (эфир) при комнатной температуре образуются бромполумеркаптали (а-бромтис эфиры) и сульфенилбромиды. Из этилтиогликозидов аналогично получаются гликозил бромиды:
Но этой реакции из 2,3,4,6-тетраацстнл-0-этилтио-2>-глюкозида и броме перегнанного над H2SO4 в абсолютном эфире при 20° С, получают а-ацетобро^ глюкозу, а из 2,3,4,6-тетраацетил-а-этилтио-5-глюкоэида — р-ацетобромглк козу, которую нельзя синтезировать другими методами [1218].
Дихлорангидриды дикарбоповых кислот можно получать с очень хороших* выходами из циклических тиоангидридов карбоновых кислот (если последние легк доступны):
Пропуская хлор при 245° С через расплав тиоангидрида фталевой кислот до прекращения образования SCI2, почти со 100%-пым выходом получают о-фт; лоплхлорид [1220]. Тиоангидрид легко синтезировать [1219] из фталевое ангидрида и NaS.
К/. Замена С—С-связи на связь С—Hal
Расщепление С—С-связи с одновременным образованием галоидпроизводны рассматривается в других разделах, поэтому здесь приводятся только ссылки на эд разделы. На стр. 151 описано самопроизвольное отщепление СО2 или СО при бромир« вании ароматических о- к n-окси- и амипокарбоновых кислот. Галоформная реакци обсуждается в разделе о расщеплении С— С-связи (стр. 838, 845), а также в наст< ящем разделе па стр. 185- Реакции сухих серебряных солей карбоновых кислот с гал« генами в молярном соотношении 1 : 1 (реакция Бородина — Хунсдикера), представ ляющие препаративный интерес для получения алнилгалогенидов и эфиров ю-гал. генкарбоновых кислот, описаны в разделе о расщеплении С—G-связей (стр. §19
W. S с о 11, G. W. Wa 11, J. Org, Chern., 2, 149 (1937).
D. S. Tarbell, D. P. Harnish, Chern. Rev., 49, 1—45 (1951).
F. Weygand, H. Ziemann, II. J. Bestmann; Chern. Bet 91, 2534 (1958).
A. Reissert, If. Hoile, Ber., 44, 3029 (1911).
E. О 11, A. Langen о hl, W. Zerweclt, Ber., 70, 2360 (1937).
17*
2Wк i> нА JU ЛА HUE С О-СВЯ311 В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗЕЙ
УГЛЕРОД — КИСЛОРОД
ОБРАЗОВАНИЕ С—О-СВЯЗИ В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
Присоединение кислорода по С = С-связи
Молекулярный кислород
Молекулярный кислород присоединяется по двойным связям таких олефинов, как стирол, 1,1-дифенилэтилен, диметил- и диэтилкетен, винилацетат, циклопента- диен или циклогексадиен 'с образованием полимерных перекисных соединений. Про- • текающая при этом реакция является реакцией сополимеризации олефина с кисло» ‘ родом [1, 2).
—С—С—ОО /С"С\ —с—С—ОО—С—С— -2»->
ZI I1111
—> -С—С—00—С—С—00
Сополимеры с кислородом большей частью чрезвычайно взрывчаты. При обращении с ними необходимо принимать специальные моры предосторожности, описание которых приведено в разделе «Образование перекисей путем аутоокислепия» (стр. 288)”
Перекись дифенилэтилена. По методу Штаудингера [3] пропускают кислород в Юг 1,1-дифенилэтплспа, помещенного в маленькую реакционную трубку с внутренним холодильником, которую облучают лампой в 500 свечей. Через трое суток извлекают потролейным эфиром 0,5—1 г бесцветной аморфной перекиси дифенилэтилена. После промывки эфиром получается препарат, плавящийся при 131—132е С (разд.).
В отличие от вышеприведенной реакции образования полимерных перекисей из олефинов и кислорода «фотосснсибилизированное аутоокисление» диенов приводит $ к образованию циклических мономерных перекисей:
Реакция протекает аналогично диеновому синтезу с кислородом в качестве ■ диенофила [4]. Такие же перекиси могут быть получены из ацепов, соответствующих <: стеринов и низкомолекулярных диенов (например, циклогексадиена) [5]. Для инициирования реакции необходимо облучение, иногда даже добавление сенсибилизаторов.
Ауюокпсленио аценов особенно подробно изучено Дюфрессом и corp. [6]. fl растворах (например, в CS5) на свету, без добавления сенсибилизаторов ацены быстро превращакис» в соответствующие перекиси. Так, например, образуется перекись рубрена
Перекись стероидного ряда впервые получена Виндаусом и Брункеном из эргестерпиа. Новейшие исследования показали, что перекись эргостерина имеет структуру внутрициклической перекиси [8]
Фотосепспбплизпрованное ауюокпсление приобрело особенно большое значение после опубликования работ Шенка с сотр. [9], благодаря которым этот способ получил широкое распространение. Шенк и Цщлер [16] сначала синтезировали фотосепсибилизированным аутооннсленисм а-терпипена встречающуюся в природе перекись — аскаридол:
Перекись эргостерина [7]. К нагретому до 60° С раствору 4 г эргостерина в 1200 лм 95%-пого спирта прибавляют 6 яг эозина, и смесь освещают в большом химическом стакане следующим образом: в сосуд, содержащий раствор, погружают более узкий стакан, снабженный приспособлением для подвода и отвода воды, в котором горкт газонаполненная лампа в 200 вт. Через раствор эргостерина медленно пропускают струю кислорода до тех пор (примерно через 3 ч), пока не прореагирует весь эргостерин (в пробе со спиртовым раствором дигитонина не должен выпадать осадок). Затем большую часть спирта отгоняют в вакууме, отделяют выпавшие кристаллы перекиси и перекристаллизовывают их из спирта или ацетона до получения вещества с постоянной т. ил. 178° С; выход 70% от теоретического.
Озон
При расщеплении олефипов озоном первым продуктом взаимодействия озона с ненасыщенным соединением является неустойчивый «первичный озопид», существование которого было недавно экспериментально доказано Григе и Шредером [И]
16]17][8]|9] ho] Ш]16]17][8]|9] ho] Ш]Ch. _D u f г a i s s е, Bull. Soc. chim. France [5], 6, 422 (1939); Ch. Dufraisse, L. X с I I н z, Bull. Soc. chim. France [5], 5, 1073 (1938).
16]
17]
[8]
|9] ho] Ш]
16]
17]
[8]
|9] ho] Ш]
A. W i и d a u s, J. В г u и k о n, Ann., 460, 225 (1928).
W. Bergmann, F. Hirschmann E, L. S kau, J. Ore. Chern., 4, 29 (1939).'.
G. O. Schenk, Angew. Chern,, 64, 12 (1952); 69, 579 (1957). 1
G. O. Schenk, K. Ziegler, Naturwiss., 32, 157 (1944).
R. С г i e g c e, G. Schroder, Chem. Ber , 93, 689 (1960).
(на примере озонирования /праис-ди-шрс^-бугилэтилена при —75° С. Первит озонид экзотермически распадается на альдегид пап кетон и перекисный биполяр] ион. Выделяемый озонид образуется лишь в результате повторною соединения об осколков молекулы:
Получающиеся озониды, следовательно, уже не имеют, как это впервые пока Штаудингер [12], углеродного скелета исходного ненасыщенного соединения; подтвердил также Рихе, получив озониды отщеплением воды от диоксидиал перекисей [13].
Озониды и их расщепление описаны в разделе «Разрыв углерод-углерод связей» (стр. 835).
Получение алкиленоксидов из производных этилена
Окисление ненасыщенных соединений органическими надкислотами в водных растворителях, таких, как хлороформ, эфир, диоксап, бензол, ацетон, пр кает с образованием этиленоксидов по уравнению:
^>С=С<^+RCOOOH^>С=С<^+RCOOOH
^>С=С<^+RCOOOH
^>С=С<^+RCOOOH
Особенно большое значение для эпоксидирования приобрели надкисл< надбепзойная, монопадфталевая, надуксусная и трифторнадуксуспая.
Ввиду неустойчивости образующихся алкиленоксидов они получаются с х>
шими выходами только при проведении реакции при возможно более низких тг ратурах [14] и в отсутствие сильных кислот [15].
При использовании надбензойной и мононадфталевой кислот необхо употреблять инертные растворители; в отсутствие сильных минеральных ки
часто применяющихся в качестве катализаторов при синтезе надкислот, и при й ратуре реакции ниже 30° С эпоксидирование надуксусной кислотой можно провс в уксуснокислом растворе.'
При окислении надуксусной, трифторпадуксусной и особенно надмуравь кислотами образующиеся вначале эпоксиды легко превращаются в произво, а-гликолей.
Скорость взаимодействия олефинов с надкислотами зависит ог числа и заместителей у ненасыщенных атомов углерода [16]. Алкильные и особенно ая сильные группы у двойной связи повышают скорость реакции. Очень быстро о ляется тетраметилэтилен; эпоксидирование випилэтилового эфира [17] проте. в течение нескольких мипут с выделением большого количества тепла. Фенил?, группы обычно действуют как алкильные. Непредельные соединения, в кото] двойная связь сопряжена с карбоксильной, карбалкоксильпой или карбонилы группами, как, например., коричная, малеиновая, фумаровая, кротоновая кнсЛ или их эфиры, а также «.^-ненасыщенные кетоны, с трудом переводятся надкислот в эпоксиды или вовсе не эпоксидируются.,
Это в рапной мере относится гг к соединениям с несколькими С=С-связями (изопрен, гераниол, цитраль и др.). Обзор методов эпоксидирования надбензойными кислотами см. Ц8].
Для синтеза алкиленоксидов в первую очередь применяют надбензойную кислоту, которую мощно удобно получать расщеплением перекиси бензоила с помощью алкоголята натрия [19].
Надбензойная кислота. Растворяют 10 г перекиси бензоила * в 20 лм юлуола и раствор охлаждают при перемешивании до —5° С. Затем в течение j .чип прибавляют охлащдениый до —2е С раствор 2 г натрия в 60 мл 96%-ного ’ этилового спирта. Тотчас же выпадает осадок надбензоата натрия. К смеси прибавляют 200 мл ледяной воды, в которой надбинзоат растворяется. Отделенным в делительной воронке от толуола водный раствор надбензоата натрия дважды промывают эфидом для удаления остатка толуола и этилового эфира бензойной кислоты. В очищенный водный раствор прибавляют смесь 5 г концентрированной H2SO4 с 6U г ледяной воды. Выделившуюся под действием H2SO4 свободную надкислоту извлекают дважды 60 мл хлороформа. Обе полученные хлороформные фракции объединяют и сушат Na„SO4. Этот хлороформный раствор можно использовать для окисления. Для получения кристаллической надбензойной кислоты растворитель выиарпвают, просасывая через раствор сухой воздух при 30 мм рт. ст. и 25—30° С. Содержание активного кислорода определяют йодометрическим титрованием.
Алкиленоксиды из олефинов и надкислот, в частности надбензопной кислоты в большинстве случаев получают следующим способом,
Олефин растворяют в хлороформе и после охлаждения смешивают с холодным. раствором надкислоты в хлороформе, взятой с небольшим избытком. Реакционную смесь выдерживают при 0° С, олефины с малой реакционной способностью — при комнатной температуре. Ход реакции контролируют титрованием небольших проб реакционной массы.
По окончании реакции непрореагировавшую надкислоту и образовавшуюся карбоновую кислоту тщательно экстрагируют раствором NaOH и затем из хлороформного слоя выделяют полученный продукт.
Ввиду опасности работы с органическими перекисями обязательно соблюдать меры предосторожности, описанные в разделе «Образование перекисей путем ауто- ; - окисления» (стр. 288). При окислении неизвестных олефинов необходимо сначала изучить их поведение на малых1 пробах, прежде чем подвергать превращению большие загрузки. К переработке реакционной массы можно приступать только после разложения или экстрагирования избытка надкислоты щелочью (опасность взрыва/).
Окись стирола [22]. К раствору 42 г (0,30 .моль) надбензопной кислоты и 5П0 .пл СПС1з прибавляют 30 г (0,29 .моль) стирола. Раствор выдерживают 24 ч при 0е С. несколько раз встряхивая в первые часы опыта. Окончание окисления ^етащнминают титрованием аликвотной части хлороформного раствора. Затем неоднократным встряхиванием с 10%-пым раствором щелочи удаляют образовавшуюся бензойную кислоту и небольшой избыток неирореагировавшей над- бензойпой кислоты, органический слой промывают от щелочи водой и сушат над Na2SO4. Фракционной перегонкой получают 24—26 г окиси стирола в виде бесцветной жидкости; выход 70—75% от теоретического; т. кип. 101° С (4и ,и.н рт. ст.).
" Перекристаллизацию перекиси бензоила ни в коем случае .нельзя проводить при иагрсиапип. Наилучшим способом является способ Нозаки и Бартлетта [20], ио которому перекись бензоила растворяют при комнатной температуре в хлороформе п осаждают холодным метиловым спиртом. Она выпадает в виде хорошо оформленных кристаллов. Перекристаллизация из горячего хлороформа опасна! [21].
f). Sworn, Org. Boactions, 7, 378 (1953),
,|. d'a d j. M a t t n e r, W. Busse, Angew. Chern., 65, 57 fl953).
2Щ K. Nozaki, P. D. Bartlett; J. Am. Chem, Soc., 68, 1686 (1946).
А. П i ec he, M, S c hu h, Chem. Techn., 11, 264 (1959). 1
П. Hibbert, P. Burt, Org. Synth., 8, 102 (1928).
264ОБРАЗОВАНИЕ С-О-СВЯЗИ В РЕЗУ.ЧЬ'ГлТЕ ЛГПСОКДПШШНЯ
Бензальдегид легко реагирует с молекулярным кислородом с образованием- надбензойной кислоты (см. стр. 288). Эту склонность бшзд.иьдеглда к аутоокислению- используют для эпоксидировании [23], при котором можно обойтись без выделения чистой надбеизойнон кислоты. Для образования эпоксидон с хорошим выходом достаточно обработать кислородом или воздухом смесь олефина с бензальдегидом. Однако из алифатических альдегидов эпоксиды получаются лнпн. с незначительными ныхо- дами [24].
Мононидфталевую кислоту можно использовать для получения эпоксисоедине- ний так же, как п падбензойную. Окисление олефинов с ее помощью происходит^ в общем, с хорошими выходами и почти в таких же условиях, как и при работе с над-» бензойной кислотой. Однако применение мононадфталевой кислоты имеет некоторые преимущества вследствие того, что ее растворы более стабильны, чем растворы над~ бензойной кислоты. Поэтому падфталовая кислота особенно пригодна для эпоксиди^ рования медленно реагирующих олефинов. Кроме того, при проведении реакций; в хлороформном растворе образующаяся нерастворимая в хлороформе фгалева®] кислота легко отделяется от продукта реакции. ’
Монопадфталевая кислота. Ес получают преимущественно из фталевого- ангидрида и щелочного раствора порекпеи водорода по методу Беме [25/, модифицированному Пайном [26]. В снабженную мешалкой и гермометром и охла^ ждаемую льдом с солью колбу емкостью 1 л вливают раствор 62 с (0.5 мольбу Na2COs в 250 мл воды. Раствор охлаждают до 5° С и и один прием добавляют; 70 г (0,6 .ноль) 30%-пой П2О2. После охлаждения до 0^ С раствор смешивают* с 75 г (0,75 моль) тонкоизмельчеппого просеянного фталевого ангидрида и приз температуре от —5 до 0° С в течение 30 мин быстро перемситиатт до иочтйт полного растворения. Раствор переносят в делительную воронку емкостью^ 2л, добавляют 350 .ил эфира, встряхивают с холодным раствором 30 мл кон-^ центрированной H2SO4 в 150 мл воды и в заключение еще трижды экстрагируют.! эфиром, порциями но 150.мл каждая. Объединенные эфирные вытядщп промы-ь лают 200 мл 40%-ного раствора (NTT4)2SO4 и оставляют для сушки на ночь в хо-] лодильцике над 50 з безводного MgSO4. Содержание мопонадфтялевой кислоты? определяют титрованием; выход 78% от теоретического. считая па фталевыйй ангидрид, ':
О получении кристаллической мопопадфталеися! кислоты см. [27]. <
Эпоксидирование с помощью мононадфталевой кислоты * приобрело наибольшее-] значение в химии природных соединений [18, 28). ;]
Наряду с упомянутыми надкислотами имеет значение также надуксусная^ кислота вследствие удобства ее получения. Надуксусная кислота почти всегда при-% меняется в уксуснокислом растворе, так как в чистом виде или киннептрированная^ опа чрезвычайно взрывоопасна. Уксуснокислые растворы надуксусной кислоты" получают смешением уксусной кпелогы или ацетаигидрида с 25—90%-пой Н2О2^; иногда в присутствии небольшого количества концентрированной H2SO4 в качествё-Д
катализатора (защитный экран., опасность взрыэа)). В зависимости от концентрации применяемой перекиси водорода получают 10—40%-пые растворы надкислоты.
Работы с растворами надуксусной кислоты надо проводить по возможности быстро [14] п при 20— 25° С. Сильные минеральные кислоты (H2SO4) должны отсут- •ствонат!, в реакционной смеси, поэтому часто рекомендуется добавка ацетата натрия в качестве буферного вещества.
1,2-Эпоксидодекап [29]. В точение 24 ч при 20—25° С перемешивают смесь 50,5 г (0,3 моль) додецена-1 п 408 г примерно 0,9М раствора надуксусной кислоты (0,36 люль). При этом расходуется 80—85% теоретического количества надуксусной кислоты. По истечении указанного времени перемешивания смесь выливают в холодную воду п экстрагируют продукт реакции эфиром. Эфирную вьпяжь'У промывают водой и затем растворитель отгоняют. Фракционной перегонкой получают 29 г (32% от теоретического) 1,2-эпоксидодекапа; г. кип. 97— 98е С (3,5 мм pm. cm.); n^ 1,4356.
По данным Эммонса и Пагано [30], эффективным эпоксидирующим агентом является трифторнадуксусная кислота- Ее получают из трифторацетангидрида и перекиси водорода в хлористом метилено. Взаимодействие с олефинами происходит в том же растворителе в присутствии Ка2СОя, NaHCO3 или Na2HP0t. В присутствии •последних эпоксидироваться могут и олефины с электропоакцепторными заместителями, такие, как эфир метакриловой кислоты (выход 84%)
7»№.НРО.;™=
СН2%СООСН3 —5й™°™_> ^ссоос[!э
\ /
О
я этиловый эфир кротоновой кислоты (выход 73%).
Метиловый эфир а-метилглицидной кислоты [30]. В течение 20 мин к кипящей смеси 20 г (0,2 моль) метилового эфира метакриловой кислоты, 200 ли хлористого метилена и 113 а (0,8лиш>) Na2nPOd прибавляют при энергичном перемешивании раствор трифторнадуксуспой кислоты, полученный из 7,0 мл (0,25 люль) 90%-ной Н2О2, 42,3 мл (0,3 моль) трифторацетангидрида и 50 мл хлористого метилена. Когда экзотермическая реакция затихнет, смесь нагревают еще 30 мин, затем выливают в воду и продукт реакции экстрагируют хло- ристым метиленом. После перегонки получают 19,4 г метилового эфира а-метил- глицилпой кислоты, что составляет 84% от теоретического; т. кип. 62—65° С (32 jut pm. cm.).
Как было установлено [31], а,р-пепасыщснпые кетоны реагируют с перекисью водорода л щелочных растворах с образованием эпоксикетонов.
Окись бензальпцетофенона. Раствор 2,08 г (0,01 моль) бензальацетофенона в 25 мл метилового спнрта смешивают с 3 мл (~ 0,012 моль) 15%-ной ПгО2 и 2.5 мл 2 н. раствора NaOII. Ирл смешении массу охлаждают так, чтобы температура ее не поднималась выше 30е С. Через короткое время раствор быстро затвердевает в кристаллическую кашицу. После отсасывания п промывки небольшим количеством метилового спирта получают 1,8 г бесцветного кристаллического вещества; из маточника при смешении с водой выделяют еще 0,2 г продукта. Выход 89% от теоретического; т. пл. 90° С.
Опубликованы и другие методы эпоксидирования щелочным раствором перекиси водорода, например для получения изофороноксида (2,3-эпокси-3,5,5-триметилцикло- гексанина) [32] и мезитилоксидэпоксида [33].
] D. Swern G. N. В i 11 е n, J. Т. Scanlan, J. Am. Chern. Soc., ton, 68’ 1504 (1946).
w. D. Е щ щ о п s, A. S. Pagan о, J. Am. Chern. Soc., 77, 89 (1955).
tol Е. Weitz, A. Scheffer, Her., 54, 2327 (1921).
Ho R- L- Wasson, H. O. House, Org. Synth., 37, 58 (1957).
i33J G. B. Payne, J. Org. Chern., 23, 310 (1958).
Щелочные растворы перекиси водорода, очевидно, специфически реагируй по а,р-двойным связям * ненасыщенных кетонов 134].
Возможно также окисление пепысыщецных кетонов, например окиси мезитил) метилвинилкетопа, метиллзопропепнлкеюпа, халкона, цизлогексенона-3, до соот ствующих эпоксисоедпненпп гидроперекисью mpem-бутмла в присутствии трил Г) (тримртцлбензпламмонпя) [35].
Некоторые а,р-нонасыщенпые нитрилы с разветвлением цепи у а-атома углер при окислении перекисью водорода в присутствии NaaCOs и водного ацетона образ эпоксиамиды; например, из нитрила а-фенилкоричноц кислоты получается а а,р-дифенилглицидной кислоты [36].
Из тетраарилэтилепон при помощи СгОя в ледяной уксусной кислоте получены соответствующие ониксиды [37]; КМпО4 в ледяной уксусной кис окисляет различные стероиды в 5,6-положении до эпоксидов [38].
Присоединение воды по С = С-связи
Гидратация олефинов до спиртов происходит при каталитическом вли кислот (чаще всего применяют II.SO4), причем промежуточно образующиеся минеральных кислот легко гидролизую । ся в кислой среде:
R—CEI—СП—R-F Н2ОR—CEI—СП—R-F Н2ОR-CH2-CII-RR-CH2-CII-RОН
R—CEI—СП—R-F Н2О
R—CEI—СП—R-F Н2О
R-CH2-CII-R
R-CH2-CII-R
Присоединение воды к олефинам в присутствии серной кислоты протё по правилу Марковникова. причем независимо от положения двойной связи в образуются вторичные или третичные спирты. Первичный этиловый спирт получу только из этилена. Добавка к реакционной массе перекиси бензоила не влияв реакцию гидратации, и, следовательно, перекисный эффект, подобный прояв.. муся при присоединении к олефинам бромистого водорода, в данном случае не места [39].
Скорость гидратации отдельных олефинов различна и зависит от струн олефина. Это проявляется в том. что некоторые олефины гидратируются уже в сутствии разбавленной серной кислоты, а другие только в присутствии концентр ванной. В гомологическом ряду тенденция присоединять воду возрастает от эти к гексену, вновь снижаясь у олефинов с более длинной цепью. Отношение стр ных изомеров к присоединению воды также различно. Например [40], способй бутена-1 присоединять воду вдвое больше, чем бутена-2. Электроноакцептф заместители у двойной связи снижают реакционную способность вещества (наирЖ в случае коричной кислоты и дихлорэтилена), алкильные группы, напротив, шают ее. Во всех случаях при применении серной кислоты необходимо вести ре при возможно более низкой температуре. Концентрированная сорная кислота 1 способствует полимеризации олефинов, которую иногда можно избежать, испо вместо серной кислоты органические кислоты, например 5—10%-ный водный ра щавелевой кислоты [41].
[34J[34J3536373839[40][41]3536373839[40][41]При эпоксидировании ацетата Д 5,18 -прегнадиопол-Зр-опа-20 перекисью дородя в щелочной среде затрагивается только сопряженная двойная [Р. J u 1 i a n et al., J. Am. Chern. Soc,, 72, 5145 (1950)]. — Прим. ped. S. W i n s t e i n, R. B. 11 о n d e r s о n, в книге R. С. E I d e г f 1 Heterocyclic Compounds, John Wiley a. Sons. New York — London, 1950/ N. C." Y a n g, R. A. Finnigan, J. Am. Chern. Soc., 80, 5845 (1958). 1. V. Murray, I, В. С 1 о k e, J. Am. Chem. Soc., 56, 2749 (^934). W. В о c k e m u 11 e r, ,R. J a n p e n, Ann., 542. 166 (1939).
[34J
[34J
35
36
37
38
39
[40]
[41]
35
36
37
38
39
[40]
[41]
M. E hfenstein, M. T. D ecker, J. Org. Chem., 5, 54.4 (1940), В. T. В г о о k s, J. Am. Chem. Soc., 56, 1998 (19.34).
A. M j c h a e 1, R. F. Brunel, Am. Chem. J 41, 118 (1909).
J. G у г, в книге Hou ben-Weyl, Methoden der organischen Che Bd. Ill, 2 Aufl., Leipzig, 1923, S.77.
трет-АмиловыЙ спирт из триметилэтнлена (р-амилена) [42],
/СН3/СН3/СПз
СПзСН=С< —> снчсп2с< —сн9сн,с< Ч;ЯзI ^СПзрСПз
OSOsIIдн
Смесь 500 з льда и 500 г концентрированной I12SO4 охлаждают до, 0°С. Е полученный раствор при энергичном перомепгиванпи вносят 500 мл р-амилена, перемешивают еще несколько часов и затем отделяют водный слой от пепро- реагировавшего амилена. Водный слой выливают на 2 кг льда и осторожно нейтрализуют концентрированным раствором 720 г NaOII. Затем перегоняют реакционную смесь до прекращения выделения амилового спирта из пробы конденсата под действием К2СОз- Из дистиллята с помощью карбоната калия выделяют спирт и сушат его пад К2СОз- Перегонкой получают чистый mpem-ами- ловый спирт; т. кип. 103° С; выход около 90% от теоретического.
Промышленное значение гидратации олефинов освещено в монографии Азингера [43] и работе Сека [44].
а,р-Ненасыщенные кислоты легко присоединяют воду с образованием соответствующих оксикислот. Так, из раствора 3-нитроакриловой кислоты в 70 %-пой муравьиной кислоте в результате Зч нагревания при 85—100° С получают 2-окси-З-нитро- пропионовую кислоту с 83%-пым выходом от теоретического [45].
сн=сн—соонсн2—си—сооп
no2no2 он
0-Окспцроипоповую (гидракрпловую) кислоту готовят из акриловой иислогы при нагревании ее с раствором едкого натра [46]. К фумаровой и малеиновой кислотам вода присоединяется без катализаторов при 150—200° С. В присутствии щелочи гидратация может проходить [47] при длительном нагревании уже при 100° С. Гидратация малеиновой кислоты возможна также в присутствии кислот (СО2, H2SO4) и тяжелых металлов (Ilg, Cd, Zn, Си) при повышенных температурах [44].
Р-Оксимасляная кислота может быть получена гидратацией кротоновой кислоты в водной серпой кислоте [48].
К 2-ме"1ИЛГоптен-2-ону-6 вода присоединяется в присутствии 35%-пой H2SOi ПРИ комнатной температуре с образованном 2-метилгептанол-2-она-6:
СНзхп2о СН3х
)С- СН-(СП2)2-СО-СН3 ——>>С-(СП2)з-СО-С113
СНз^СН/ |
ОН
2-Метплгептанол-2-он-6 [49]. Смесь 2-метцлгептен-2-опа-6 и 35%-кой I12SO4 встряхивают в течение 9 ч при комнатной температуре в токе азота. Оставляют па ночь в холодильнике, разбавляют ледяной водой и при температуре не выше 5° С нейтрализуют водным раствором NaOH. После исчерпывающей экстра),-дни эфиром выделяют перегонкой третичный спирт. Выход 85% от теоретического; т. кип. 100—102° С (7 мм рт. ст.}.
] R, л d а ж s, О. kamm, С. S. М а г v е 1, J. Am. Chern. Soc., 40, 1955 (1918).
143] ф. Аз инге р, Химия и технология моноолефипов, пер. с нем., Гостоптех- издат, Москва, 1960.
R. S е к а, в книге G. М, Schwa b, Handbuch der Katalyse, Bd. 7/2, Sptinger- . Vcrlag, Wien, 1943, S. 37.
H. S К e c h I e r, F. Conrad, A. L. D a u 1 t о n, R. B. Kaplan, J. Am.
r/ • Chern. Soc., 74, 3052 (1952).
|46 E. E r] e n m e у e r, Ann., 191, 281 (1878).
/qF- L 0 У d L Ann., 192, 80 (1878); 11, J. v a n’t Hoff, Вег., Г8, 2713 (1885).
D. Pressman, H, J. Lucas, J. Am. Chern. Soc., 61, 2276 (1939),
I4JJ J. M e i n w a I d, J. Am. Chejn. Soc., 77, 1617 (1955).
Металлиловый спирт СН2 = С(СП3)—СП2ОП гидратируется смесью 25%-но# H2SO4 и изобутпральдегида с образованием циклического апеталя пзобутиленгликоля^ Гидролизуя ацеталь разбавленной минеральной кислотой, получают изобутилен^ гликоль с 94%-ным выходом от теоретическое [50J. ^
Циглер с сотр. [51] разработали способ превращения олефинов с конце-) выми — СН2-груниами в первичные спирты, т. е. способ гидратации не по правилу^ Марковникова .J
\с=СП2 -^-> \сн—СП2ОП
По этому способу соответствующий олефин сначала подвергают взаимод^ ствию с алюминийоргапнческим соединением. в результате чего образуется первичны! алкилалюминий. Последующее окисление воздухом или кислородом приводит к обра зованию алкоголята алюминия, гидролизом которого затем получают первичны!По этому способу соответствующий олефин сначала подвергают взаимод^ ствию с алюминийоргапнческим соединением. в результате чего образуется первичны! алкилалюминий. Последующее окисление воздухом или кислородом приводит к обра зованию алкоголята алюминия, гидролизом которого затем получают первичны!спирт:С1НзС=СН2//alC4Hs-u3oспирт:С1НзС=СН2//alC4Hs-u3oСН3СН3.СН—СН2а1.СН—СН2а1
По этому способу соответствующий олефин сначала подвергают взаимод^ ствию с алюминийоргапнческим соединением. в результате чего образуется первичны! алкилалюминий. Последующее окисление воздухом или кислородом приводит к обра зованию алкоголята алюминия, гидролизом которого затем получают первичны!
По этому способу соответствующий олефин сначала подвергают взаимод^ ствию с алюминийоргапнческим соединением. в результате чего образуется первичны! алкилалюминий. Последующее окисление воздухом или кислородом приводит к обра зованию алкоголята алюминия, гидролизом которого затем получают первичны!
спирт:
С1Нз
С=СН2
//alC4Hs-u3o
спирт:
С1Нз
С=СН2
//alC4Hs-u3o
СН3
СН3
.СН—СН2а1
.СН—СН2а1
СН3СН3.СН—СщОа!.СН—СщОа!СПз 4.СН—СН2ОЙСПз 4.СН—СН2ОЙ
СН3
СН3
.СН—СщОа!
.СН—СщОа!
СПз 4
.СН—СН2ОЙ
СПз 4
.СН—СН2ОЙ
где al = VsAl. '
Гидратроповый спирт из а -метилстирола. Смешивают 125 г (0,63 льмь триизобутилалюминия с 354 г (3 .ноль) а-метплстирола и перегоняют. После отделения 19 г головной фракции собирают 200 г гидратропового спирта; 1 кип. 107,5—108® С (15 мм рт. ст.}', выход 78% от теоретического, считая и алюминий.
Еще один метод превращения олефинов в спирты, протекающего против правила Марковникова, описан Брауном и Сабба Гао [52, 53]. Метод заключаете во взаимодействии простых олефинов, таких, как этилен, пентен-1, пентен-2, цикл! гексен или стирол, с боргидридом натрия в присутствии А1С13 при 25° С. При эта образуются триалкил^ораны с выходами до 90% от теоретического. Последние лет окисляются щелочным раствором перекиси водорода в соответствующие афиры борнд кислоты, которые могут гидролизоваться до спиртов. Выделение промежуточны продуктов на отдельных стадиях необязательно. Для подобного рода реакций мож| использовать [54] также аддукт пиридина с бораном C6H6N -ВН3.Этот метод гидратаця нашел применение для получения многих первичных спиртов, в том числе спирте стероидного ряда [55]. ‘‘
2,2-Дмфенилэтиловый спирт [52].
(С,Н5),С-СП2 —> [(С,н5)2сн-сн2|3в > [(С,Н5)2СИ-СН2-О|зВ !
3(C,H5)2CH-CH2oj
При перемешивании к раствору NaBH4 11 AICI3 в диметпловом эфир дпэтпленгликоля (диглим) медленно прибавляют 1,1-дифенплэтилен. Смес: выдерживают 3 ч при комнатной температуре в токе азота, затем нагревают 1 на водяной бапе и в заключение при температуре ниже 40° С в вакууме отгоняю околи половины растворителя. Оставшийся растворитель вымывают разбавлен ной HCI и водой, остаток смешивают с раствором NaOH в этиловом спирте и при лпвают по каплям 20%-пый избыток 30%-ной ЦаО2 с такой скоростью, чтоб! смесь слабо кипела (обратный холодпльпик). После этого продукт реакци; экстрагируют эфиром и перегонкой выделяют 86,4 г (87% от теоретического 2,2-дифенилэтилового спирта; т. кип. 192 — 194° С (20 ,v.w рт. ст.).
Исследования циклических олефипов показали, что гидратация по двойное связи с промежуточным присоединением борана происходит как цис-присоединени по двойном связи; из 1-метилциклопснтепа с 85%-ным выходом от теоретической. образуется транс-2-метилциклопентанол [56].
Присоединение воды по С=С-свяаи
Присоединение воды к ацетиленам лучше всего осуществлять в кислой сред в присутствии ртутных соединений. Из ацетилена образуется ацетальдегид [57]
НС=СН + Н2О —>- СНзСНО
При присоединении воды к ацетиленовым соединениям с концевыми тройпьтц связями образуются только кетоны:
О
Н-С=СН R-C-СНэ
Исключение составляет трифторметилацетилен [58].
Гидратация моно- и днэамещенных ацетиленов может в некоторых случая; происходить под действием одних только кислот, особенно серной кислоты. л-Брои фенилпропиоловая кислота в концентрированной серной кислоте количественн< превращается в n-бромбензоилуксуспую кислоту [59]:
О
II ,с=с-соон „ /х .с-сн2-сооп //X/н8о
I III 11
п,п'-Диметилтолан [60] и фепилацетилен [61] гидратируются в ледяной уксусной кислоте, содержащей соответствующие количества разбавленной cepHOj кислоты.
Большее значенпе, чем гидратация алкинов в присутствии кислот, имеет при: соединение воды к этим соединениям под влиянием солей ртути. Обычно для этог. Применяют растворы HgSO4 в серпой кислоте или (CH3COO)2IIg в уксусной кислоте Если образующийся продукт растворим в воде, гидратацию можно проводить в при: сутствии водных растворов катализаторов; при гидратации нерастворимых в вод.
ацетиленов рекомендуется вводить растворители, например 70%-пый метиловый спирт, 70%-ный ацетин или уксусную кислоту [62].
Гексанон-2 из гевсина-1. В трехгорлой колбе емкостью 500 дм, снабженной мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником, нагревают до 60° С смесь 1 г HgSO4, 1 г концентрированной H3SO. и 150 г 70%-ного метилового спирта (или 150 г 70%-ного ацетона, или 50 г 60%-лой уксусной кислоты) и в течение 1 ч приливают к ней по каплям при перемешивании 41,0 г (0,5 моль) гексина-1. Перемешивают 3 ч при указанной температуре, отгоняют после охлаждения метиловый спирт (пли ацетон) и из остатка твердым NaCl высаливают . гексанон-2. После отделения, промывки и нейтрализации его сушат над СаС18 и перегоняют; т. кип. 120° С; выход 78,8% от теоретического. При использовании уксусной кислоты ее сначала нейтрализуют холодным раствором Na2CO3 и затем, выделяют спирт описанным способом. -
Особенно эффективным катализатором гидратации алкинов является смесь окиси ртути, эфирата трифторида бора и трифторуксусной кислоты [63]; применяют также смеси окиси ртути и трифторида бора [64], окиси ртути и серной кислоты [65]. При гидратировании неустойчивых в кислой среде ацетиленов присоединение воды проводят в нейтральных условиях с помощью ртутьацетамида или ртуть-п-толуол- сульфамида [66]. Для гидратации пригодны также кислые ионообменные смолы, насыщенные ионами ртути [67].
Присоединение воды к дизамещенным ацетиленам может происходить по двум направлениям:
ОО
1< Н.ОН.О
RCH2CR' — RC=CR' * RCCIIsR
что зависит от заместителей R и R'. Кисйород присоединяется к наиболее удаленному от электроноакцепторной группы атому углерода ацетиленового соединения. Если нет существенной разницы в полярности заместителей R и R', образуется смесь кетонов (I) и (II). Так, гидратация гептнна-2 в метиловом спирте по методу Томаса с сотр. приводит к двум кетонам — гептавопу-2 и гептанону-3, почти в равных количествах [62, 68].
К а,Р-ацетилепкарбояовым кислотам вода присоединяется с образованием соответствующих р-кетокислот;
О
RC=CCOOH -222» R<?CH«COOH
По Мурё и Делапжу [69], реакцию проводят кипячением кислоты со спиртовым раствором КОН; при кипячении с водными растворами щелочей одновременно проис- ходит декарбоксилирование и образование Метилкетопов.
R. J. Thomas, К. N. С a m ф b е 11, G. F. II е n n 1 о n, J. Am. Chern. Soc., 60, 718 (1938).
J. С. Hamlet, Н. В. Н е n b е s t, Е. R. Н, Jone s, J. Chern. Soc., 1951# 2652.
,[64] N. A. Dobson, R. A. Raphael, J. Chern. Soc., 1955, 3558.
G. W. Stacy, R. A. M i c u I e c, Org. Synth., 35, 1 (1955).
M. W. G о 1 d b e r g, R. Aesc. hbacher, Helv. chim. acta, 22, 1185 (1939); M. W. Goldberg, R. Aeschbacher, E. Hardegger, Helv. chim. acta, 26, 680 (1943).
M. S. N c w m a n, J. Am. Chem. Soc., 75, 4740 (1953); J. D. Billimoria, N. F. M a с I a g a n, 3. Chem. Soc., 1954, 3257.
G. Г. II о n n j о n, C. J. Pillar, J. Am. Chem. Soc., 72, 5317 (1950).
Ch. Mourou, R. D e 1 a ng e, C. r., 136, 753 (1903); C., 1903, I, 1018.
Муро и Лазенек [70] переводили а.р-ацетлленнптрилы или амиды ацетиленовы кислот в соответствующие кетонитрилы или кетоамиды кипячением их сппртовы растворов с аминами.
Ацетпленкетоны присоединяют воду п дают р-дикстоны:
СО—С=СН’R—СО—СН2—СО—R'
Иоф [71] синтезировал дибензоилметан, действуя концентрированной II2SO4 н бензоилфенплацетилен; по атому методу могут быть получены многие р-дикетон] [72]. 1'снзоилацетплея не изменяется в концентрированной H2SO4 лри 20° С; пр: более высоких температурах наступает разложение; под действием разбавленно: H2SO4 и сульфата ртути [73] при 80—100° С образуется 1-фенилпропаидион-1,2
C6H6-CO-CsCH -212.» CeII5—СО—СО—СИ,
1-Фепилпропандион-1,2. К раствору 6,5 г бензоилацетилена в 100 м. этилового спирта прибавляют 50 мл 2 н. раствора H2SO4, содержащей 0,25 HgSO4. Смесь нагревают 6 ч на водяной бане при перемешивании, постепены добавляя еще 50 Л1Д 2 н. раствора H2SO4, содержащего IIgSO4. Экстрагирование! эфиром и перегонкой выделяют 4,1 г 1-фенйлпропандиона-1,2 в виде желтог. масла; т. кип. 88° С (17 лл pm. ст.у, п^ 1,5350.
К алкоксиацетиленам вода присоединяется при комнатной температуре в при сугствии НС1 и (CH3COO)2Hg с образованием сложных эфиров. Из бутилфенокси ацетилена (4,96 г) получается 2,8 г фенилового эфира капроновой кислоты [74]:
С4Н9—С=С—OCgHg *С4Н9—СН2—СО—ОСдНб ■
При гидратации ацетиленовых спиртов образуются оксикетоны:
)С-С=СН^С—С —СНз
R/ IR/ , и
онно о
При действии сульфата ртути в избытке разбавленной серной кислоты н< 2-метилбутин-3-ол-2 с хорошим выходом получается [75] 2-метилбутанол-2-он-3
(СН3)2С(ОН)С=СН (СН8)2С(ОН)СОСНз
Это вещество образуется [76] также при кипячении в НС1 белого нерастворимогс осадка, полученного при добавлении HgCl2 к водному раствору З-метилбутинола-3
Ch. Moureu, J. Lazennec, С. г.. 143, 553 (1906); 144, 491 (1907); 144 804 (1907); С., 1907, II, 37; Bull. Soc. chim. France [4], I, 1062 (1907); [3], 35. 1179 (1906).'
J. U. Ncf, Ann., 308, 277 (1899).-
M. Yvo n, C. r., 180, 748 (1925); Ch. M о и г e 11, R. D e I a n g e, Bull. Soc. chim. France, 25, 306 (1901); Ann. Chimie, 2, 277 (1914); R. C. Fuson» G. E. Ц 11 у о t, J. L. Hickson, J. Am. Chcm. Soc., 61, 410 (1939); R. A. If о г t 0 n, A. H a 5 s a n, T. С. C a 11 0 w a y, J. Chum. Soc., 1934. 899.'
К. В 0 w d 0 n, E. А, В г a и d e, E. R. H. J 0 n e s, J. Chern. Soc., 1946, 945.
T. L. Jacobs, R. Cramer, F. T. W e i 6, J. Am. Chern. Soc., 62, 1845 (1940).
H, Scheibler, A. Fischer, Ber., 55, 2903 (1922).
*[76] К. II e P, H. M и n d e г 1 о h, Ber., 51, 377 (1918).■
E. M. McMahon, J. N, Ro per jr. et al., J. Am. Chcm. Soc., 70, 2971 (1948)..
По реакции с ацетатом ртути в ледяной уксусной кислоте при 75—95° С из 2-метил- бутпп-З-ол-2 получают ацетилированный окспкетоп с выходом 98,596 от теорети- ческого [77].
1-Э|Пнплцпклогексанол гидратируется [67] до Гацетплциклогсксапола ионообменной смолой, обработанной 1%-ным раствором HgSO4; аналогичным способом можно синтезировать оксиацетон из пропаргилового спирта [78].
Оксиацетон. Раствор 10,4 г (0,2 .моль) пропаргилового спирта в 100 мл воды перемешивают при 23° С с 2 г ионообменной смолы дауэкс 50, которую предварительно обрабатывают раствором HgSO4 в разбавленной H2SO4, тщательно промывают п высушивают. Температуру в течение 13,чим повышают до 55° С. Далее массу перемешивают 25 мин при 50° С и затем при 40° С. Через 1 ч 40 мин отфильтровывают смолу и промывают ее 20 мл воды. Отбирают аликвотную часть раствора (12 .ил) и смешивают с фсиилгндразпном. Получают 2,85 г (87% от теоретического) фепплгидразона оксиацетона; т. пл. 99—101° С.
При нагревании с 85%-ной муравьиной кислотой третичные ацетиленовые спирты отщепляют воду и превращаются в а,Р-нснасыщеппые кегопы [79, 80].
Описана [81] каталитическая гидратация этинилкарбинолов стероидного ряда и ледяной уксусной кислоте при помощи окиси ртути и трифторида бора в присутствии незначительных количеств ангидрида уксусной кислоты. Наряду с присоединением воды одновременно происходит перегруппировка с расширением кольца, как, например, в случае ДМ7-этиниландростендиола-3,17. Мопдон [82] осуществил в чрезвычайно мягких условиях присоединение воды к третичному ацетилепгликолю' при помощи охлажденного льдом раствора HgSO4 в 85%-пой муравьиной кислоте; выход количественный.
Присоединение гидроксильных групп по С = С-свяаи
Гидроксилирование при помощи органических надкислот
При действии органических надкислот на олефины образуются эпоксиды (cip. 262); при более высоких температурах, более продолжительном взаимодействии и в присутствии сильных кислот подучаются а-гликоли. Первично образующиеся эпоксиды в этих условиях нестабильны и с переходом через оксиэфиры гидролизуются ди а-гликолей [18];
>c-c<^+rcooh но он
Гидролиз эпоксидов происходит по механизму транс-размыкания’ кольца например [83], из цикло!ексеноксида образуется траис-циклогоксандиол-1,2.
Для окисления олефинов чаще всего применяют надуксусную и надмуравьинуд кислоты. Ввиду того что эти кислоты в чистом виде легко взрывают, применяют и; разбавленные растворы.
Разработан метод [15], по которому олефин подвергают взаимодействию с почт) стехиометрическим количеством 25—30%-ной Н2О2 в ледяной уксусной кислоте содержащей небольшие количества концентрированной серной кислоты. Этот мето; позволяет получить в течение нескольких часов а-гликоли с хорошими выходам) при температуре около 40° С.
/пранс-Циклогекеандиол-1,2 [84]. К 28,9 г циклогексена при энергичном перемешивании и начальном охлаждении медленно приливают смесь 43,9 ; ледяной уксусной кислоты, 43,9 г 30%-ной Н2О2 и 4,5 з концентрированно! H„SO4. Скорость приливания регулируют так, чтобы температура оставалась в пределах 20—25° С. Затем еще мутную смесь нагревают 2—Зч при 45° С дс полного осветления раствора, нейтрализуют раствором NaOH и исчерпывающа экстрагируют продукт реакции эфиром. Остающийся после отгонки растворителя кристаллический осадок транс-циклогексаидиОла-1,2 (31,2 з; 75% от теоретического) перекристаллизовывают из этилацстата; выход 22 г (53% от теоретического); т. пл. 103—104° С.
Особенно удобным гидроксилирующим агентом является надмуравьиная кислота, которую получают смешением небольшого избытка 30%-ной Н2О3 с 98—100%-ной муравьиной кислотой (чистая надмуравьиная кислота сильно взрывает!). Окисление олефинов происходит при температуре около 40° С и вскоре заканчивается; потенциально образующиеся оксиэфиры омыляются до а-гликолей разбавленной щелочью или просто нагреванием с водой.
/пранс-Циклогексаядиол-!,2 [85]. К смеси ЮЗ г 98—100%-ной муравьиной кислоты и 13 г (0,115 моль) 30%-пой Н2О2 прибавляют 8,0 г (0,097 моль) циклогексена. После непродолжительного встряхивания начинается энергичное разогревание, и при 65—70° С суспензия становится гомогенной. Ее нагревают на водяной бане при 65—70° С еще 2 ч, и отгоняют в вакууме избыток муравьиной кислоты. Остаток нагревают 45 мин на водяной бане с 20%-ным раствором NaOH и после охлаждения нейтрализуют HCI. Воду отгоняют в вакуумр, остаток перегоняют. Отогиавшаяся при 128—132° С (15 мм рт. ст.) фракция вскоре кристаллизуется. Перекристаллизацией из ацетона получают 7,9 г транс-цикло- гексапдиола-1,2 (70% от теоретического); т. пл. 102—103° С.
По данным Гринспена [86], гидроксилирование олефинов можно, проводить при помощи смеси уксусной кислоты и 90%-ной Н2О2, причем получаются очень высокие выходы. Весьма активна также смесь концентрированной муравьиной кислоты с 90%-ной Н2О2. Эта смесь особенно пригодна для гидроксилирования «^-ненасыщенных кислот 187].
Трифторнадуксусная кислота [88] также является активным окислителем олефинов до «-гликолей (о получении кислоты см. стр. 265). Реакция протекает с образованием окситрифторацетатов, которые при действии метилового спирта превращаются в а-гликоли. Очень хорошие выходы гликолей получают при добавлении к реакционной смеси трифторацетата триэтиламмония.
]83] S. W i n s t е i n, J. Am. Chem. Soc., 64, 2792 (1942).
Н. Meerwein et al., герм. пат. 5 74838; С., 1933, I, 4038.
A. R о е Ь u с k, Н. A d к i n s, Org. Sy/jth., 28, 35 (1948).
F. P. Greenspan, J. Am. Chem. Soc., 68, 907 (1946): Ind, Eng. Chern., 39, 847 (1947).
J. English jr., J. D. Gregory, J. Am. Chem. Soc., 69, 2120 (1947).
W. D. E m m о n s, A. S. P a g a n o, J. P. F r e e m a n, J. Am. Chem. Soc., 76, 3472 (1954).
18 Заказ 1835.
Пентапдиол-2,3. К охлажденной суспензии 6,0 лм (0,22 моль1) 90%-ной Н3Ог в 50 мл хлористого метилена прибавляют при перемешивании 37,2 дм (0,264 моль) ангидрида трифторуксусной кислоты. Полученный раствор перемешивают 10 мин на холоду и затем переносят в капельную воронку, снабженную приспособлением для выравнивания давления. В течение 30 мин смесь приливают по каплям к раствору 14,0 г (0,2 модъ) пентена-2 и 21,4 г (0,1 лоль) трифторацетата триэтиламмония в 50 мл хлористого метилена, причем начинается сильное кипение смеси. После внесении всего раствора смесь перемеши-, вают еще 15 мин при комнатной температуре и затем в вакууме отгоняют летучие компоненты. Перегонкой бесцветного остатка при 38—60° С (2 мм рт. ст.у получают 50,5 г эфира трифторуксусной кислоты. Этот эфир кипятят 2 « с 300 м* 3%-ного раствора HCI в метиловом еппрте, отгоняют в вакууме растворитель; и перегонкой получают 15,1 г бесцветного пентандпола-2,3 (74% от теоретиче-л ского); т. кип. 58—59° С (0,5 мм рт. ст.)', п^ 1,4412.
Гидроксилирование при помощиперманганата калия *
Олефины легко окисляются разбавленным раствором КМпО4 до цис-1,2-глико%> лей [89]. Эта реакция использовалась для гидроксилирования многих ненасыщенных ^ соединений различных классов [90].
Выбор условий взаимодействия имеет большое значение, так как в некоторых^ случаях может проходить дальнейшее окисление образовавшихся гликолей. Напрв^ мер [91], при быстром добавлении КМпО4 к нейтральному раствору олефина обра^ зуются главным образом ацилоины RCH(OII)—COR'. Гидроксилирование проводят^ чаще всего па холоду разбавленными нейтральными или щелочными растворамвИ КМпО4; растворителями служат вода, ацетон, спирты, метилциклогсксан или смесьЦ спирта с водой. При проведении реакций в нейтральной среде [92] часто добавляют^ MgSOr 5
Окисление олефинов в щелочном растворе (pH > 12) в смешанном растворителей (mpem-бутиловый спирт — вода) протекает легче, чем в нейтральной среде. Гликоли';^ получаются более чистыми и с высокими выходами [93, 94]. %
В качестве примера этого, в принципе весьма простого способа, приводится;, получение аритро-9,10-диоксистеарпновой кислоты из олеиновой кислоты [93]. %
эритро-9,10-Диовсистеариновая кислота. Смесь 1,0 г (0,0035 лоль^ олеиновой кислоты, 1,0 г (0,025 .моль) NaOH растворяют при нагревании в 100 лмб воды и после охлаждения разбавляют 800 мл ледяной воды и 100 г раздроблен^ ного льда. К холодной смеси (5° С) при сильном перемешивании, как можно^ быстрее, приливают раствор 0,80 г (0,005 лоль) КМпО4 в 80 мл воды. Череа< 5 мин смесь обесцвечивают SO2, прибавляют 30 мл концентрированной HCl«i п в течение 1 ч охлаждают ледяной водой. Отфильтровывают осадок и послед сушки в сушильном пистолете при комнатной температуре получают 1,05 »^ (94% от теоретического) неочищенной зрытро-9,10-диоксистеариповой кислоты.^ Ее очищают перекристаллизацией кз 95%-ного этилового спирта. Выход чистого г продукта 0,90 г (81% от теоретического,!; т. пл. 130- 131° С. '^
[89][89][90][90][91][92][93][94][91][92][93][94]Окисление по Вагнеру. — Прим. реЭ.-ч
[89]
[89]
[90]
[90]
[91]
[92]
[93]
[94]
[91]
[92]
[93]
[94]
G. Wagner, Вег., 21, 1230, 334.3, 3347 (1888); 23, 2.307 (1890); 27, 1636 (1894)^ J. Boeseken, Rec. trav. chim., 47, 683, 83 9 (1928).•«
Стероиды: В. A. W i n d a u s, Ber., 40, 257 (1907); R'. Tull, R. E. Jone s,.^ S. A. R о b i n s о n, M. T i s h 1 e r, J. Am^ Chern. Soc., 77, 196 (1955); M. F i e-y s e r, A. Quilico, A. Nicion et al., J. Am. Chern. Soc., 75, 4066 (1953^3 Сахара: R. A. Raphael, С. M. Roxburgh, J. Chem. Soc., 1955, 3405^ь цис-Днметилциклогексан: H. Meerwein, Ann., 542, 123 (1939).' ■ ■
G. King, J. Chem. Soc., 1936, 1788..
F. Straus, A. R ohrba cher, Ber., 54, 69 (1921).1
К. B. Wiberg, K. A. Saegebarth, J. Am. Chem. Soc., 79, 2822 (1957). "0 A. Lap worth. E. N. Mothram, J. Chem. Soc., 1925, 1628.v
При работе с 1,10 3 (0,007 моль) КМпО4 в 110 мл воды и обесцвечивав! реакционной массы через 1 мин получают 1,10 г неочищенного продукта (98* от теоретического) и соответственно 0,88 г (79% от теоретического) чисто) продукта.
Олефины можно окислять также щелочным раствором КМпО4 до уис-а-глик» лей [96].
Ненасыщенные альдегиды гидроксилируют преимущественно в виде ацетале! При окислении ацеталя акролеина КМпО4 в водном растворе получают ацеталь гл) церннового альдегида [95].
Гидроксилирование при помощичетырехокиси осмия
Водные растворы хлората калия [97] или, лучше, растворы хлората серебр [98] в присутствии небольшого количества OsO4 стереоспецифически окисляют ол« финн до цис-а-гликолей (метод К. Гофмана). Этот метод пригоден главным образо для окисления водорастворимых олефинов [99, 100].
Промежуточными продуктами окисления олефинов по Гофману являютс выделенные Криге [101] эфиры осмиевой кислоты
Чс—О, ,О
■ )>с-о/ %
При кипячении с водными растворами хлоратов эфиры расщепляются до глине лей, причем регенерируется ОзО4, которая может вновь присоединяться к молекул олефина..,О механизме этой реакции см. [99, 100].
Препаративно наиболее целесообразно проводить омыление эфиров осмиевоз кислоты водным раствором Na2SO3, при этом осмей выпадает в виде труднорастворц мото комплекса с сульфитом.
Работы Криге с сотр. [101, 102] показали, что гидроксилирование при помощ] OsO4 применимо также для водонерастворимых олефинов. Эфиры осмиевой кислота образуют с 2 молъ пиридина стойкие и хорошо кристаллизующиеся аддукты. Эта аддукты могут быть также непосредственно получены из олефина, четырехокиси осмид н пиридина в соответствующем растворителе (хлороформ, этилацетат, бензол СС14). Они легко и с хорошими выходами омыляются в ^uc-a-гликоли. Гидролиз про водят методом восстановительного расщепления, кипячением" с водно-спиртовыь раствором Na8CO3 или с формальдегидом в слабых щелочах [103] или переэтерифа нацией под действием маннита в разбавленных щелочах [102].
Для проведения переэтерификации маннитом измельченный твердый пириди новый комплекс встряхивают с водным щелочным раствором маннита (из расчета 2 молъ КОН и 2 молъ маннита на один атом осмия) до полного растворения или сначал* растворяют пиридиновый комплекс в хлористом метилене (или хлороформе) и встря хивают с щелочным раствором маннита до полного обесцвечивания раствора
[9.1 [ Е. J. W i t z о m a n n et al., Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 307.
[%] W. Rigby, J. Chern. Soc., 1956, 2452.
К. A. Hofman n, Ber., 45, 3329 (1912); К. A. H о f m a n n, О. E h г h а г t O. Schneider, Ber., 46, 1657 (191^).
G. Braun, J. Am. Chem. Soc., 51, 288 (1929).
R. Criegee, в книге G. M. Schwab, Handbuch der Katalyse, Bd. 7/1 Springer-Verlag, Wien, 1943, S. 597.
[100| N, A. M i 1 a s, в книге The Chemistry of Petroleum Hydrocarbons, v. 2, Rein- , hold Publishing Corporation, New York, 1955, p. 419.
1101] R. Criegee, Ann., 522, 75 (1936).
[Ю2] H. Criegee, B. Marchand, H. W a n в о w i u s, Ann., 550, 99 (1942) [103] E. R. H. Jones, R. J. Meakins, J. Chem. Soc., 1940, 456; H. Reich M. S « t t e i, T. Reichstein, Helv. chim. acta, 23, 170 (1940).
В большинстве случаев диолы получаются с превосходными выходами. Так как процесс можно вести без нагревания, побочных реакций почти не наблюдается. Этот метод имеет особое значение в химии стероидов [104].
Изучение кинетики этой реакции проводилось Баджером [105], который осуществил окисление OsO4 многих конденсированных ароматических соединений, ^«с-Цнклогсптандиол-1,2 [102]. В 100 мл абсолютного эфира при 0° С вносят 1,92 г циклогептспа, 5,10 г OsO4 и 3,5 мл пиридина. Смесь почти тотчас же затвердевает в коричневую кристаллическую кашицу. Через 30 мин кристаллы отсасывают и промывают их эфиром. Получают светло-коричневый кристаллический порошок пиридинового комплекса; выход 10,01 г (98,5% от теоретического). Его перекристаллизовывают из смеси хлористого метилена с петро- лейным эфиром.
Встряхивают 9,5 г полученного аддукта с раствором 10 г маннита в 100 мл водного раствора КОН. Аддукт быстро растворяется. Затем в течение 12 ч диол экстрагируют хлористым метиленом, отгоняют из экстракта растворитель и остаток перегоняют в высоком вакууме. При температуре бани 90—100° С и разрежении О.1 мм pm. cm. перегоняется почти теоретическое количество чистого ^кс-циКлОгептандиола-! ,2, который затвердевает; т. нл. 48° С.
Гидроксилирование при помощи комплекса иодас бензоатом серебра (реактив Прево)
Прево с сотр. [106—111] показал, что олефины стереоспецифически взаимодействуют с раствором комплекса [(CgHsCOO)2Ag]I с образованием транс-1,2-дибеи- зоатов, из которых легко получаются соответствующие трамс-1,2-гликоли. Комплекс готовят взаимодействием бензоата серебра с иодом в бензоле.
Краткий обзор этой реакции см. [112].
Гексадекандиол-1,2 [ИЗ]. К суспензии 26,5 г бензоата серебра в 150 мл бензола при встряхивании прибавляют раствор 10,6 г иода в 100 мл бензола. Затем к смеси медленно приливают при встряхивании 10,5 г гексадсцона-1 в 50 мл бензола и кипятят 1 ч с обратным холодильником. После охлаждения фильтруют и отгоняют растворитель. Остающийся дибенэоат гексадекандиола-1,2 омыляют в течение 3 ч кипячепием с 12 г КОН в 75 мл этилового спирта и 25 мл воды. . Гидролизат вливают в 500 мл горячей воды и после охлаждения отсасывают выпавший в осадок продукт, который перекристаллизовывают сначала из метилового спирта, затем из лигроина и вновь из метилового спирта. Выход 4 г (33% от теоретического); т. пл. 73,1—73,6° С.
A, Butenandt, Z. Naturforsch., 1, 222 (1946); J. W. Cook, J, J ас k, J. D. L о u d о n et al., J. Chern. Soc., 1951, 1397; L. H. S a г e t t, J. Am. Chern. Soc., 71, 1169 (1949); R. B. Woodward, F. Sondheimer et al., J. Am. Chern. Soc., 74, 4223 (1952); R. Hirschmann et al., J. Am. Chem. Soc., 76, 4013 (1954); W. S. A 11 e n, S. Bernstein, J. Am. Chern. Soc., 78, 1909 (1956); К. В iemann, G. В u c h i, В. H. Walker, J. Am. Chern. Soc., 79, 5558 (1957).
[105]- G. M. Badger, J, Chem. Soc., 1949, 456; 1950, 1809; G. M. Badger, K. R. Lynn, J. Chem. Soc., 1950, 1726.
C. Prevost, С. r., 196, 1129 (1933); 197, 166 (1933).
С. Prevost, Losson, C. r., 198, 659 (1934).
С. P г ё v о s t, R. L u t z, C. r., 198, 2264 (1934).
C. Prevost, C. r., 200, 408, 942 (1935).
C. Prevost, J. W i e m a n n, C. r., 204, 700 (1937).
C. Prevost, C. r., 204, 989 (1937).
N. A. Milas, в книге The Chemistry of Petroleum Hydrocarbons, v. 2, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1955, p. 431.
[ИЗ] C. Niemann, C. D. Wagner, J. Org. Chem., 7, 227 (1942),
ппс-Гидрокеилироваиие по методу Вудворда
Вудворд и Брутчер мл. [114] предложили новый метод синтеза цис-а-гликоле$ по которому олефины подвергают взаимодействию с иодом и ацетатом серебра в уксус ной кислоте. Первая стадия реакции приводит к образованию цис-оксиацетатое гидролизом которых получают цис-а-гликоли. Этот использованный сначала в хими стероидов [115] метод получил затем широкое распространение для цис-гидроксили роваппя [116—118].
цис-Гидроксилирование по Вудворду базируется на работах Винштейна с сотр о влиянии заместителей в органической химии (см. обзорную статью [119]).
цис-Циклогександиол-1,2 [118]. В трехгорлой колбе, снабженной обрад ним холодильником, термометром и мешалкой, к суспензии 16 г (0,096 леоле ацетата серебра в 150 мл ледяной уксусной кислоты прибавляют 3,42 (0,042 моль) свежеперегнанного циклогексена (т. кии. 83—85° С). Затем в течени 30 мин при комнатной температуре и сильном перемешивании в реакционную смесь впосят 11,7 г (0,046 моль) порошкообразного иода, смешивают с 6,67 воды и при перемешивании нагревают 3 ч при 90—95° С. После охлаждена фильтруют, осадок на фильтре промывают горячим бензолом и этилацетатом фильтраты объединяют и отгоняют растворитель в вакууме водоструйного на coca. Остающееся желтое вязкое масло растворяют в метиловом спирте, и рас твор фильтруют. Фильтрат нейтрализуют небольшим количеством спиртовое» раствора КОН и затем 1,5 ч кипятят с обратным холодильником, добавив раствор 3,5 г КОН в 20 мл метилового спирта. После отгонки в вакууме метиловог» спирта остаток растворяют в 500 мл горячего эфира, фильтруют и отгоняют эфир Остается 3,92 г (81% от теоретического) неочищенного продукта. Перекристад лизацией из СС14 получают 3,2 г (66% от теоретического) чистого цис-цикло гександиола-1,2; т. нл. 97—98° С.
■ 6. Гидроксилирование при помощи перекиси водорода и неорганических катализаторов
Прямое присоединение перекиси водорода по двойным связям олефинов соотвег огненно уравнению
/\/1 I \
но он
в большинстве случаев протекает [120] в органических растворителях в присутствии каталитических количеств окислов металлов: V8O5, W03, МоО3, CrO3, SeO2. Для этой цели пригодны такие окисльт металлов, которые легко дают с перекисью водорода соответствующие неорганические надкислоты [121 — 122]. Подробные исследования о возможностях использования указанных выше катализаторов проведены Магденои и Юпгом [123].
[И4][115][И4][115]116]117116]117118118119119120.120.121121[122][122][123][123]R. В. Woodward, F. V. Brulcher Jr., J. Am. Chern. Soc., 80, 209 (1958).W. S. К n о w I e s, Q, E. Thompson, J. Аш. Chern. Soc., 79, 3212 (1957);L. B. Barkley, W. S. Knowles, H. R a ffe 1 s о n, Q. E. Thompson, J. Am. Chern. Soc., 78, 4111 (1956).D. Ginsburg, J. Аш. Chern. Soc., 75, 5746 (1953).F. D. Gunstone, L. J. Morris, J. Chem. Soc., 1957, 487.F. V. Bratcher jr., G. Evans, J. Org. Chern., 23, 618 (1958).W. L w о w s k i, Angew. Chem., 70, 490 (1958).N. A. Milas, J. Am. Chem. Soc., 59, 2342 (1937).W. Treibs, Ber., 72, 1194 (1939).W. T г e i b s, G. Franke, G. Le ichsen ring, H. R 6 d e r, Chem. Ber., 86, 616 (1953).M. Mugdan, D. P. Y о u n g, J. Chem. Soc., 1949, 2988.R. В. Woodward, F. V. Brulcher Jr., J. Am. Chern. Soc., 80, 209 (1958).W. S. К n о w I e s, Q, E. Thompson, J. Аш. Chern. Soc., 79, 3212 (1957);L. B. Barkley, W. S. Knowles, H. R a ffe 1 s о n, Q. E. Thompson, J. Am. Chern. Soc., 78, 4111 (1956).D. Ginsburg, J. Аш. Chern. Soc., 75, 5746 (1953).F. D. Gunstone, L. J. Morris, J. Chem. Soc., 1957, 487.F. V. Bratcher jr., G. Evans, J. Org. Chern., 23, 618 (1958).W. L w о w s k i, Angew. Chem., 70, 490 (1958).N. A. Milas, J. Am. Chem. Soc., 59, 2342 (1937).W. Treibs, Ber., 72, 1194 (1939).W. T г e i b s, G. Franke, G. Le ichsen ring, H. R 6 d e r, Chem. Ber., 86, 616 (1953).M. Mugdan, D. P. Y о u n g, J. Chem. Soc., 1949, 2988.
[И4]
[115]
[И4]
[115]
116]
117
116]
117
118
118
119
119
120.
120.
121
121
[122]
[122]
[123]
[123]
R. В. Woodward, F. V. Brulcher Jr., J. Am. Chern. Soc., 80, 209 (1958).
W. S. К n о w I e s, Q, E. Thompson, J. Аш. Chern. Soc., 79, 3212 (1957);
L. B. Barkley, W. S. Knowles, H. R a ffe 1 s о n, Q. E. Thompson, J. Am. Chern. Soc., 78, 4111 (1956).
D. Ginsburg, J. Аш. Chern. Soc., 75, 5746 (1953).
F. D. Gunstone, L. J. Morris, J. Chem. Soc., 1957, 487.
F. V. Bratcher jr., G. Evans, J. Org. Chern., 23, 618 (1958).
W. L w о w s k i, Angew. Chem., 70, 490 (1958).
N. A. Milas, J. Am. Chem. Soc., 59, 2342 (1937).
W. Treibs, Ber., 72, 1194 (1939).
W. T г e i b s, G. Franke, G. Le ichsen ring, H. R 6 d e r, Chem. Ber., 86, 616 (1953).
M. Mugdan, D. P. Y о u n g, J. Chem. Soc., 1949, 2988.
R. В. Woodward, F. V. Brulcher Jr., J. Am. Chern. Soc., 80, 209 (1958).
W. S. К n о w I e s, Q, E. Thompson, J. Аш. Chern. Soc., 79, 3212 (1957);
L. B. Barkley, W. S. Knowles, H. R a ffe 1 s о n, Q. E. Thompson, J. Am. Chern. Soc., 78, 4111 (1956).
D. Ginsburg, J. Аш. Chern. Soc., 75, 5746 (1953).
F. D. Gunstone, L. J. Morris, J. Chem. Soc., 1957, 487.
F. V. Bratcher jr., G. Evans, J. Org. Chern., 23, 618 (1958).
W. L w о w s k i, Angew. Chem., 70, 490 (1958).
N. A. Milas, J. Am. Chem. Soc., 59, 2342 (1937).
W. Treibs, Ber., 72, 1194 (1939).
W. T г e i b s, G. Franke, G. Le ichsen ring, H. R 6 d e r, Chem. Ber., 86, 616 (1953).
M. Mugdan, D. P. Y о u n g, J. Chem. Soc., 1949, 2988.
Гидроксилирование олефинов при помощи Н2О2 в присутствии ОзО4 приводит к цис-гликолям. Реакция протекает через промежуточное образование циклических эфиров осмиевой кислоты, при гидролизе которых получаются цис-гликоли. Другие катализаторы способствуют транс-гидроксилированию, происходящему с промежуточным образованием эпоксисоединений [124].
Окисление олефинов Н2О2 в присутствии каталитических количеств OsO4 может проводиться в абсолютном третичном бутиловом спирте (реагент Майласа) [125], в эфире [126], в водном метиловом спирте [127] или в ацетоне [128]. Вместо перекиси водорода может также применяться трет-бутилгидроперекись [129].
Гидроксилирование полиолефинов при помощи реагента Майласа может происходить так, что реагируют только некоторые двойные связи. Например, из циклопентадиена образуется смесь 1,2- и 1,4-дициклопентендиолов [125, 131]. Этот метод применяется, в частности, для селективного окисления 0-каротина в альдегид витамина А [130].
Окисление при помощи VaO6 и Н2О2 ведут в безводном третичном бутиловом спирте, в разбавленном метиловом спирте или в ацетововом растворе. В атом случае окисление происходит яеспецифически, так как наряду с гидроксилированием протекают другие реакции окисления, особенно по аллильным положениям [121, 122].
Магден и Юнг [123] рекомендуют WO8 в качестве катализатора гидроксилирования перекисью водорода. При этом наиболее целесообразно проводить реакцию в водном или уксуснокислом растворе при 50—70° С. Окисление происходит стереоспецифически с образованием транс-а-гликолей. Этот способ применяется в промышленности; выходы, как правило, хорошие. Окислы молибдена или селена [132] равным образом являются пригодными катализаторами гидроксилирования, однако они. почти не дают преимуществ по сравнению с окислами осмия и вольфрама.
V. Присоединение карбоновых кислот и спиртов по С~С-и С=С-связям
Препаративное значение этой реакции, приводящей к образованию просты^ или сложных эфиров, кеталей и ангидридов кислот, можно пояснить на нескольких, примерах.
Органические карбоновые, кислоты присоединяются по углеродной двойной связи тем легче, чем эта связь более активирована соседними замещающими группами^ и чем больше кислотпость карбоновой кислоты. Особенно легко образуются эфиры'* третичных спиртов' А
(СНз)2С=СН2+ВСООН ^± (CH3)3C0C0R
Реакция обратима и катализируется сильными кислотами. Хорошими катал#-, заторами являются 95%-ная H2SO4, органические сульфокислоты и хлорид цинка^
G. В. Р а у и е, С. W. Smith, J. Org. Chem., 22, 1682 (1957).
N. A. Milas,S. Sussmaa, J. Am. Chem. Soc., 58, 1302 (1936); 59, 2345.® (1937); N. A. Milas, S. Sussman, H. S. M a s о n, J. Am. Cnem. Soc./' 61, 1844 (1939); N. A. Milas, L. C. Maloney, Ь Am. Chem. Soc., 62^ 1841 (1940); R. C. Hockett, A. C. Sapp. S. R. Millman n, J. Am^ Chem. Soc., 63, 2051 (1941); С. D. H п r d, C. D. Keis o, J. Am. Chem. Soc./t 70, 1484 (1948).■<
R. Criegee, Ann., 522, 75 (19,36).
N. Clanson-Kaas, J. Fakstrop, Acta Chem. Scant!., 1, 216 (1947)й [128] J. W. С о о k, R. Sc ho ent a I, J. Cnem. Soc., 1950, 47.У
T. L. Gresham, T. R. Steadman, J. Am. Chem. Soc., 71, 737 (1949)<’; ]130] N. L. Wendler, C. Rosenblum, M. T i s h I e r, 3. Am., ChemT\ Soc., 72, 234 (1950); G. C L. G о .= s, W. D. McFarlan e, Science, 106,^ 375 (1947),
1Л. Owen, P.N. Smith, J. Chem. Soc., 1952, 4035.
P. Seguin, C r., 216, 667 (1943).
|133] или трифторид бора J134—136]. Однако при применении более 10% BF3 пров мшит преимущественно полимеризация. Для достижения хороших выходов сложна эфиров необходимо проводить реакцию при возможно более низкой температур
mpem-Бутиловый эфир о-бензоилбенаойной кислоты [137]. Раств< 10,0 г о-белзоилбензойпой кислоты в 70 мл эфира, содержащий 1 мл концентр ровамной H2SO4, смешивают со 100 г жидкого изобутилена в склянке емкость 500 мл для работ под давлением. Закрытую склянку оставляют на ночь при КО] латной температуре. После этого реакционный сосуд охлаждают смесью льд <■ поваренной солью, открывают и его содержимое вливают в холодный раствс 40 г NaOH в 500 мл ледяной ноды. Отделяют органическую фазу и г,утят не К2СОз. После отгонки эфира получают 8,81 г (70% от теоретического) почт чистого продукта; т. пл. 66—ТО” С.
При присоединении органических кислот к терпенам, особенно к камфен и пинену, большей частью наряду с реакцией присоединения происходят перегрушц ровки.
Изоборнилацетат [138]. Смесь 100 з камфена, 250 г ледяной уксусно кислоты и 10 г 50%-пой Н380д нагревают в течение нескольких часов при 50- 60’’ С. При этом верхний слои постепенно исчезает и образуется прозрачны красноватый гомогенный раствор, -из которого поело охлаждения высаживаю водой изоборпилацетат. После промывки и сушки отгонкой выделяют франци) с т. кип, 107° С (13 .«я рт. ст.). Пзоборнеол получают из неочищенного нас борнилацетата.
Протекающее аналогичным путем превращение пинена в борнеол, которо можно осуществить через борнеолбензоат [139] или оксалат [140], представляв промышленный интерес.
В то время как приводящее к образованию сложных эфиров присоединена карбоновых кислот идет в кислой среде, присоединение спиртов по двойным связя] олефинов катализируется также и основаниями.
Метод присоединения спиртов представляет интерес для получения просты: эфиров, особенно таких, в которых имеются и другие функциональные группы. Очен] легко образуются третичные алкиловые эфиры [141] из изобутилена и изоамилена Реакция катализируется HCI, H2SO4, кислыми солями и А1С13. Первичные спирте присоединяются легче, чем вторичные; третичные спирты почти не присоединяются Присоединение спиртов к олефинам [134] протекает также в присутствии катализа, тора ВЕЭ.
Реакция фенолов с олефинами может протекать с образованием"простых эфиров или приводить к алкилированию ядра. Катализаторами являются минеральные иислоть и ВГ3. При низких температурах получаются простые эфиры, при повышенных — идет перегруппировка, приводящая к С-алкилпрованию [142, 143].
Реакция присоединения спирта к камфену происходит с перегруппировкой приводящей к соответствующему изоборниловому эфиру. Механизм реакции выяснен Меервейпом [144].
(], Meerwein, Ann., 455, 227 (1927); J. Kondakoff, Вег., 26, Ref, 1012 (1893); 25, Ref. 864 (1892): J. prakt. Chern. [2], 48 , 467 (1893).
JI. Meerwein, Ber., 66, 411 (1933); J. prakt. Chern. [2], 141, 126 (1934).
T, B. Dorris, F. J. Sowa, J, A. Nieuwland, J. Am. Chem. Soc., 56, 2689 (1934).
H, L. Wunderly, F. J. Sowa, J. Am. Chern. Soc., 59, 1010 (1937).
W. S. J о h ns о n, A. L. McCloskey, D. A. Dunn iga n, J. Am» Chem. Soc., 72, 514 (1950).
1138] J. Bertram H. W a 1 h a u m, J. prakt. Chem. [2], 49, 1 (1894).
G. Boucharda t, J. Lafont, C. r., 125, 111 (1897).
Герм. пат. 134553 (1902).
" 141] T. W. E v a n s, K. R. E d I u n d, Ind. Eng. Chem., 28, 1186 (1936).
J. B. N i e d e r 1, S. Natelson, J. Am. Chem. Soc., 53, 272, 1928 (1931).
F. J. Sowa, H. D. Hinton, J. A. Nieuwland, J. Am. Chem, Soc,, ri 54, 2019, 3694 (1932).
] H. Meerwein, L. G с r a d, Ann., 435, 174 (1924).
Взаимодействием диметиловых эфиров малеиновой и фумаровой кислот с метилатом натрия получен диметиловый эфир метоксиянтарной кислоты 1145]. Более легко в том же направлении реагируют алкилиденмалоповые эфиры общей формулы H2C=C(COOR)2; Либерману [146] из бензальмалоновою эфира и этилата натрия удалось сначала выделить натрийсодержащее соединение.
Реберг с сотр. [147] установили, что в безводпой среде в присутствии слабых щелочей первичные н вторичные (но не третичные) алифатические спирты легко присоединяются по двойным связям эфиров акриловой кислоты, причем с хорошими выходами получаются эфиры р-алкоксипропионовой кислоты. Фенолы присоединяются подобным образом.
Алифатические а,Р-ненасыщенные альдегиды реагируют с низшими спиртами с обрааовапием ацеталей, Р-алкоксиацеталей и р-алкоксиальдегидов. При- соединенпе катализируется ионами водорода и ОН-нонами. Присоединение высших спиртов происходит труднее. Из акролеина [148], например, при нагревании со спиртами в присутствии HCI или толуолсульфокислоты образуется диацеталь р-алкокси- пропионового альдегида наряду с Р-алкоксипропионовым альдегидом и ацеталем пропионового альдегида. Применение избыточного количества спирта повышает выход диацеталя р-алкоксипропионового альдегида.
р-Метоксипропиоповый альдегид из акролеина и метилового спирта [149], Смесь 600 г 93,5%-ного акролеина (10 .ноль), 1300 г метилового спирта (40 муль) и 3 г концентрированной H2SO4 кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 6 ч. В начале кипячения температура смеси достигает 60° С, а после 5 ч кипячения достигает 75—76° С. Для нейтрализации и полного удаления ионов SOJ~ к смеси при перемешивании прибавляют 6 г порошкообразной безводной Ва(ОН)2 или эквивалентное количество гидратированной Ва(ОН)а и 4 ч интенсивно перемешивают при комнатной температуре. Затем прибавляют 1,8 з порошкообразной безводпой щавелевой кислоты и еще 2 ч перемешивают. Титрованием проверяют содержание свободной щавелевой кислоты, которое должно равняться 0,04%. Омыление промежуточно образующегося диметилацеталя р-метокеппропионового альдегида заканчивается за 2 ч. Реакционную массу фильтруют п разгоняют па колонке. Получается ^-метокеппропионовый альдегид (т. кии. 121° С при 760 .им рт. ст.), образующий с водой азеотропную смесь (т. кип. 92е С при 760 мм рт. ст.).
Под влиянием оснований (алкоголятов, щелочей, третичных аминов) из кротонового альдегида и метилового спирта на холоду образуется В-метоксибутиральде- гид [150].
р-Метоксибутиральдегид [151]. Смесь 25 г кротонового альдегида и 50 мл абсолютного метилового спирта охлаждают до —10° С и после нейтрализации в большинстве случаев кислой реакционной массы несколькими каплями раствора метилата калия прибавляют еще 1 мл 10% кого раствора метилата калия. Температура повышается до 40° С и запах кротонового альдегида исчезает. По охлаждении массу слегка подкисляют уксусной кислотой, извлекают продукт реакции большим количеством эфира и эфирный раствор сушат цац K2COg-
[14а] Th. Purdie,.!.’ Chern. Soc., 47, 8o9 (1885); Th. P u r d i e, W. Marshall, J. Chern. Soc., 59, 469 (1891); BeilsUin, Bd, 3, S. 437.■
C. Liebermann, Ber., 26, 1876 (1893); L. Claisen, L. Cri s me r, -■ Ann., 218, 143 (1883).
С. E. R e h h e г g, M. B. D iron, С. H. F i s h e r, J. Am. Chern. Soc., > 68, 544 (1946); 69, 2970 (1947); С. E. R e h b e r g, M. B, Dixon, J. Am. 1 Chern. Soc., 72, 2205 (1950)- R. H. H a 11, E. S. S t e r n, J. Chern. Soc., 1949. J 2035.*
L. Claisen, Ber., 31, 1014 (1898).
H. S c h u I z, H. W a g n e r, Angew. Chern., 62, 115 (1950).
[1501 Герм. пат. 554949; С., 1932, 11, 2107.1
H. Meerwein, в книге H о u h e n - We у I, Methoden der orgams- * chen Chemie, Bd. 3, 2 Anh,, Leipzig, 192.3, S. 127.;
р-Метокснбутиральдегид, остающийся после отгонки эфира, перегоняют п атмосферном давлении; т. кип. 128° С (760 .w.it рт. ст.)\ выход 50% от теорем веского.
В присутствии щелочных катализаторов акролеин и кротоновый альдег ЛС1КО осмоляются.
Спирты присоединяются по особенно реакционноспособным двойным связ. пипилкетонов с образованием р-алкоксикетонов, причем реакция катализирует п щелочами, и кислотами. Добавление ингибиторов (гидрохинон и др.) ограничиве побочные реакции. Примером такой реакции является синтез 1-метоксибутанона-З метил кинилкетона:
СН3СОСН=СН2+СНзОН —> СНзСОСН2СН2ОСНз
-Метоксибутаион-З. Получение в присутствии ме Г лата натрия [152]. К смеси 368 г (11,5 моль1) безводного метилово спирта и 4,5 г метилата натрия при 10—15° С в течение 2 ч прибавляют при nej мешивании 231 г (З.Злюлъ) метилвинилкетона. Охлаждая в ледяной бане, сме перемешивают еще 3 ч и затем нейтрализуют раствором НС1 в метиловом сайр (pH 7). Раствор оставляют на почь в холодильнике (5° С) и затем перегоняв Выход 246 г, что составляет 73% от теоретического; т. кип. 137 — 140° С (п 760 я.ч рт. ст.), 64—66° С (при 50 .«.и рт. ст.)-, п$ 1,4050.
Получение в присутствии окиси ртути и тр фторида бора [153]. В литровую трехгорлую колбу вносят 1—2 г кре ной окиси ртути, 1 мл эфирата трифторида бора и 2 мл безводного метилово спирта. Массу нагревают, добавляют еще 26 г метплового спирта и при пер мешивании приливают по каплям 65 г (1,08 моль) метилвинилкетона и 4? (1,05 моль) метилового спирта. Далее кипятят 1 ч с обратным холодильник, па водяной бане и оставляют па ночь. После нейтрализации безводным К»С< продукт выделяют перегонкой. Выход 61% от теоретического; т. кип. 137 138° С (745 мм рт. ст.)..‘
Дюфресс и Жеральд [154] изучили присоединение спиртов к ненасыщеннь кетонам, содержащим галоген при двойных связях. Так, к а-бромбензальацетофено) и присутствии небольшого количества алкоголята в абсолютном спиртовом раство на .холоду присоединяются метиловый и этиловый спирты, нормальные и разветвле ные пропиловые и бутиловые спирты:
C6HbCOCBr=CHCeH6+ROH 0Н" - С6Н6СОСНВгСНСвН6
OR
При более высоких температурах в щелочной среде от этих продунтов отщв ляется бромистый водород и образуются эфиры енолов следующего состава:
C6H5COCH=C(OR)R
Р-Алкоксипропионитрилы получаются в результате присоединения к акрил нитрилу первичных и вторичных спиртов под влиянием основных катализаторов[155
р-н-Бутокеипропионитрил [156]. В колбе с обратным холодильнина смешивают 148 г (2 моль) н-бутилового спирта с 2 г 40%-ного водного раствор гидроокиси триметилбензиламмония (тритон Б). К смеси прибавляют 10&
[152][153][154][155][156][152][153][154][155][156]R. С. Elderfield, В. М. Pitt, I. W е m ре n, J. Am. Chet Soc., 72, 1334 (1950).
[152]
[153]
[154]
[155]
[156]
[152]
[153]
[154]
[155]
[156]
D. Р. Kilian G. F. Henn ion, J. A. Nieuw 1 and, J. At
Chern. Soc., 58, 892 (1936).v
Ch. D 11 f г a i s s e, P. Gerald, С. r., 173, 985 (1921); 174, 1631 (1922 Bull. Soc. chim. France [4], 31, 1292 (1922).
C. F. К о e I s c h, J. Am. Chern, Soc., 65, 437 (1943); R. V. C Ii r i s t i a .
Jr., R. M. Hixon, J. Am. Chern. Soc., 70, 1333 (1948).
W. P. U t e r m 0 h I e n jr., J. Arn. Chern. Soc., 67, 1505 (1945).
(2 .коль) акрилонитрила с такой скоростью, чтобы температура не поднималась выше 45° С. По окончании добавления акрилонитрила смесь перемешивают еще 1 ч, подкисляют уксусной кислотой и перегоняют в вакууме; т. кип. 98° С (20 .ч.1! рт,. ст.у, выход 219 г (86% от теоретического).
Присоединение карбоновых кислот к кетенам приводит к образованию ангидридов кислот:
ООО
В-С-ОН+О=С=СН2 —► R—С—О—С—СНз
Так, из кетена и ледяной уксусной кислоты получается уксусный ангидрид. С другими карбоновыми кислотами по этой реакции образуются смешанные ангидриды [157— 159], которые, однако, легко диспропорционируются в симметричные ангидрйды кислот. Этот метод дает возможность получать с хорошими выходами ангидриды, которые с трудом могут быть синтезированы иными способами.
Получение ангидрида я-капроновой кислоты из капроновой кислоты и кетена см. [160].
Ацилирование жидких карбоновых кислот можно проводить без растворителей; твердые карбоновые кислоты растворяют в эфире [157], ацетоне [161] или бензоле [162]. Температуры, при которых проводят реакции, различны: наряду с охлаждением льдом [160] указаны температуры от 20 (см. [161]) до 90° С (см. [162]). Обзорную статью «Кетен в препаративной органической химии» см. [163].
Низшие алифатические спирты гладко ацетилируются кетеном при комнатной температуре:
О
II
ROH+O=C=CH2 —> RO-С-СНз
Взаимодействие с высшимн спиртами и третичным бутиловым спиртом удается провести в присутствии кислотных катализаторов [164], иногда применимы также и основания [159, 165].
Наличие других функциональных групп в молекуле одноатомных спиртов в общем не препятствует ацетилированию; многоатомные спирты [166] плохо ацетилируются даже в присутствии катализаторов. Очевидно, накопление гидроксильных групп в одной молекуле снижает способность спирта реагировать с кетеном.
С фенолами кетены способны реагировать только в присусствии катализаторов. В присутствии серной кислоты, n-толуолсульфокислоты или других кислотных ката-- лизаторов выходы продуктов почти всегда высокие [164, 167, 168]. Из многоатомных фенолов с кетенами реагируют только гидрохинон [169] и резорцин [168].. Реакция кетена с флороглюцином протекает медленно и с плохими выходами даже в присутствии серной кислоты.
Ch. D. Hur d, М. F. D u I I, 1. Am. Chern. Soc., 54, 3427 (1932).
A. R. Emery, V. Gold, J. Chern. Soc,, 1950, 1443,
A. Б. Boese jr;. [nd. Eng. Chern., 32, 16 (1940).
J. W. Williams, J. А. К г у n 1 t 2 k y. Org. Synth., 21, 13 (1941).
A. H. Gleason, пат. США 2178752; С., 1940, I, 1566.
G. D e Witt Graves, пат. США 2135709; С., 1939.. ], 796.
G. Quadbeck, Angew. Chem., 68, 361 (1956).
Ch. D. Hur d, A. S. R о e, J. Am. Chem. Soc., 61, 3355 (1939).
F. С h i c k, N. T. M. W i 1 s m о r e, J. Chem. Soc., 93, 946 (1908): 97," 1978 (1910). .
Ch. D. Hurd, S, M, Canto г A. S. R о e, J. Am. Chem. Soc., 61, 426 (1939).
G. De Witt Graves, нат. США 2007968; С., 1935, II, 3299.
R. N о d ,z u, ,T. I s о s h i m a, C., 1955, 8358.
F. O. Rice, J. Greenberg et al., J. Am. Chem. Soc., 56, 1760 (1934).
' mpem-Бутилацетат [164], Нагревают до 60° С трет-бутиловый сппр (74 р), к которому добавлена копцептрировапная HeS04 (0,5 .мл), и в течени 1.5 ч пропускают кетен. Слегка окрашенный в коричневый цвет продукт реакцц промывают 10 лл 2 и. раствора NaOH и затем 20 ял воды. Оба промывных вод пых раствора экстрагируют эфиром и объединяют обе эфирные вытяжки с не очищенным продуктом. Получсппыи раствор сушат над К2СОз и перегоняю при атмосферном давлении. После отгонки небольшой первой фракции пере гоняется трет-бутилацетат; т. кип. 94—96° С (750 мм рт. ст.)', выход 83 «
С ацетиленом спирты реагируют под давлением в присутствии щелочных катали заторов с образованием виниловых эфиров (винилирование) [170]:
" CH=CH+HOR —> CH2^CH-OR
В прпсутствии кислотных катализаторов, таких, как BFS и смесь HgO с BF- к ацетилену присоединяются две молекулы спирта и получаются ацетали [171—174]
CH=CH+2HOR —-> CH3-CH(OR)S
Лиюратурный обзор см. [175].
Диизоамилацеталь ацетальдегида. В 200 г изоамилового спирта, с'одер жащего 10 г 63%-ного раствора В Fa в метиловом спирте и 1 г HgO, пропускаю 29,5 г ацетилена. По завершении реакцинТмассу промывают небольшим коли чеством воды и соды и экстрагируют продукт реакции эфиром. Эфирный раство] сушат над К2СОз и перегоняют.
При получении неустойчивых в кислой среде ацеталей, особенно кеталей перед смешением с водой необходимо тщательно нейтрализовать реакционнун массу безводной содой.
Точно так же, как с одноатомными спиртами, ацетилен реагирует с многоатои ными спиртами, а-оксикислотами и их производными [171].
Из замещенных ацетиленов образуются кетали [176, 177]. Взаимодействие» бутилацетилена с метиловым спиртом получают с 70%-иым выходом диметилацетал] н -бутилметилкетона:
С4Н9С=СН+2СН3ОН С4Н8С(ОСНз)2СНз
В качестве катализатора можно добавлять эфират трифторида бора и окись ртути В присутствии BF3 и HgO реакция протекает гладко только с метиловым спир том; другие одноатомные спирты реагируют по пеустановленному механизму с образо ванием полимерных продуктов. Однако добавление к катализатору небольшого ноли чсства трихлоруксусной кислоты позволяет проводить реакцию также и с внешние спиртами [178].
К ацетиленам, тройная связь которых находится в сопряжении с олефиновой двойной связью, в присутствии окиси ртути и борфторидалкоголята присоединяются
три молекулы спирта; например, из винилацетилена с метиловым спиртом получается 2,2,4-трпмотокспбутан [179, 180]:
СН.=СН-С^СН Л3™'01!» СНзО-СН.СП.-ЦОСНзк-СНз
Триметоксибутан. К катализатору, состоящему из 15 г красной TTgO,4,5 лл эфирата трифторида бора, 2 г трихлоруксусной кислоты и 10 мл метилового спирта прибавляют 480 г (15 моль) метилового спирта. Смесь переносят в трехгорлую колбу емкостью 3 л, снабженную эффективным холодильником, и при охлаждении водопроводной водой и постоянном переметивянпи в течение 3 ч пропускают 312 г (6 моль) винилацетилена. Затем температуру водяной бани повышают до 50° С и еще 1 ч непрерывно перемешивают. После этого прибавляют 10 г безводного К2СОз л перемешивают еще 15 мин. Жидкую фазу отделяют п перегоняют. Получают 487 г 2,2,4-триметоксибутана (65% от теоретического н расчете на метиловый спирт); т. кип. 63—65° С (25 мм рт. ст.)', пг^ 1,4082.
К ацетиленам, тройная связь которых находится в сопряжении с карбоксильной или фенильной группой , первичные спирты присоединяются в присутствии апкого- лята натрия [181 —184]. Так из фенилацетидена при 135е С получают В-алкоксисти- рол 1182];.
CbH^CH+ROITС6Н5СН=СНОК
ОБРАЗОВАНИЕ С—О-СВЯЗИ В ОБМЕННЫХ РЕАКЦИЯХ
С ПОЛУЧЕНИЕМ ГИДРОКСИЛ- И КАРБОНИЛСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ
Замещение водорода кислородом
Замещение водорода -кислородом в органических соединениях может осуществлял ься под действием различных окислителей. Однако во избежание окислительного разрушения молекулы необходимо тщательно соблюдать условия проведения реакции.
Из наиболее употребительных окислителей мало специфичны перманганат калия, окись хрома (VI) и азотная кислота. Тетраацетат свинца и 8еО2, напротив, обладают специфическим действием. В качестве окислителей применяются также перекись водорода и ее производные, четырехокись азота, двуокись марганца, четырехокись рутения [185] и феррицианид калия [186].
В промышленности для окисления предпочтительно используют кислород (чаще всего воздух) в присутствии катализатора. Реакции аутоокислеция, осуществляемые без катализатора под действием кислорода воздуха при нормальных условиях, приводят, как правило, к образованию перекисных соединений.
Замена водорода па кислород возможна ив некоторых реакциях конденсации, когда образование связи между двумя атомами протекает с обменом степенями окисления. В этих целях окислителями служат главным образом ннтрозосоединения
замещение водорода кислородом
if.rii производные азотистой кислоты. Они дают с активными метнленоЬымя группам шиффовы основания или оксимы, которые гидролитически расщепляются е образа ванием оксосоединений.
Дегидрирование гидроксилсодержащих. соединений также может рассматр: пагься как реакция окисления. Окисление углерода в этом случае происходит путс перевода ординарной связи С—О в двойную связь С=О (например, при .дегидрир вании спиртов или альдегидгидрагов).
Замещение водорода гидроксильной группой
Окисление углеводородов до первичных и вторичных спиртов практичест применяется в лабораторной практике лить в отдельных случаях. Толуол и его прои водные можно переводить в соответствующие бензиловые спирты с помощью, наприме МпО2, PhO2, тетраацетата свинца и кислоты Каро. Наиболее целесообразно примени* тстраацетат свинца в ледяной уксусной кислоте, так как в, этих условие образующиеся спирты этерифицируются, что защищает их от дальнейшего оцислени.
Получение бензилацетата из толуола [187]; В течение 4 ч кийятят'12О тетраацетата свинца с 40 г толуола в 200 лл ледяной уксусной кислоты,' tfp& варительно перегнанной над КМпО4. Затем отгоняют большую часть уНсуСн< кислоты, остаток разбавляют водой, продукт извлекают эфиром, вытяжку встр. хивают с раствором бикарбоната, калия и сушат. Разгонкой в вакууме пол; чают 7,5 а неочищенного бензплацетата..
Для получении тетраацегата свинца 200 г чистого свинцового сурит вносят При 80° С при перемешивании турбинной мешалкой очень маленькие порциями в 1000 .ил ледяной уксусной кислоты, следя за тем, чтобы не измен, лась температура. Из профильтрованного, в случае надобности, раствора nj охлаждении выкристаллизовывается в виде игл бесцветный тетраацетат свинц его отфильтровывают, промывают небольшим количеством ледяной уксуснс кислоты и сушат в эксикаторе. О получении больших количеств см. [18 189, 189а].
В алифатическом ряду СН8-группы, находящиеся рядом с атомами углерод связанными с кислородом, во многих случаях окисляются тётрйацетатом свинца д СНгОН-груип". Из ацетона получаются как моноокси-, так и диоксияДетон в вид их ацетатов, из уксусного ангидрида — диацетат ангидрида гликолевой кислот] из ацетофенона — ацетат бензоилкарбинола [190]. ,, 11
Образование вторичных спиртов происходит при помощй тех же окислителе] Например, по реакции дпфенилметана с тетраацетатом свинца получается ацетл дифенилкарбинола; окисление дифенилметана идет несколько Легче, чей окислен! толуола. Из малонового эфира получается ацетоксималоновый эфир, из ацетоуксу ного эфира—а-ацетоксиацотоуксусный эфир,' соединения, которые "Очень труде синтезировать другими Путями. 1 " ' ''
В качестве дальнейшего примера можно указать на превращение ацейафтеЕ в аценафтенол Но реакции с двуокисью свинца в ледяной уксусной кислоте 119 и по реакции с суриком в лёдяпой уксусной кислоте [192].
Новые исследования по окислению тетраацетатом свипца опубликованы Кри: [193]. Криме того, следует упомянуть обзорную статью по окислению тетраацетатс свинца и иодной кислотой [194].
В кетонах соседняя с карбонильной СН2-груипа не реагирует с кислотой Кар- напротив, по аяалоищ с биологическим окислением жирных кислот в организм окисляются 0-атомы углерода. Например, из метилпропилкетона образуете
О. D I m г о t h, R. Schweizer, Вег., 56, 1384 (1923).
R. Grieg ее, Ann., 481, 283 (1930).
И, Mendel, Нес. trav. chim., 59, 720 (1940).
О. D i m г 0 t h, R. Schweizer, Ber., 66, 1375 (1923).
R. Marquis, C. r., 182, 1227 (1926).
J. Casow, Org. Synth., 21, 1 (1941).
R. Grieg ce, Angew. Chem., 70, 173 (1958).
R. c r i e g e e, Neuere Methoden der praparativen organischen Chemie, 3 Auf] Verlag Chemie, 1949, S. 21.
СНаСОСП2СН(ОН)СН3. Исключением из этого правила является диэтилкетон, из которого при окислении получается С2НБСОСН(ОН)СН8.
Специфическим окислителем соседних с двойными связями метиленовых групп до спиртовых групп является SeO2. Но этот метод получения ненасыщенных спиртов, по-видимому, может с успехом применяться только для окисления олефинов более чем с пятью атомами углерода в цепи. Например [195], из З-мстилпонтена-2 получается 3-мстилпентен-2-ол-4:
СН3-СН=С-СН2-СНз—" *СНз-СН=С-СН-СНзII I
СНдН3С ОН
Подробно изучена реакция алициклических олефинов'с Se02. Циклопентен окисляется при нагревании с SeO2 в уксусном ангидриде (ацилирующее окисление) с образованием моноацетокси- наряду с небольшим количеством диапетоксицикло- пентена. При проведении реакции в запаянной трубке при 90—100° С, наоборот, получается в основном диацетоксисоединение и небольшое количество моноацетокси- соединеиия [196]. Следовательно, в зависимости от условий проведения реакции в большей или меньшей степени окисляется также и вторая, соседняя с двойной связью, метиленовая группа.
Ацетокснциклопептеиы. Раствор 50 з циклопентена в 50 мл уксусного ангидрида нагревают на водяной бане с 50 г SeO8 до прекращения кипения смеси (6—8 ч). Затем нагревание на водяной бане продолжают еще 3 ч. Красно-коричневую массу перегоняют в сильно охлажденный приемник, сначала при атмосферном давлении, а затем при разрежений (12 .мл рт, ст.), В отгоняющейся ври нормальном давлении и температуре бани 80—130° С фракции наряду с уксусной кислотой и уксусным ангидридом содержится моноацетат. Продукт реакции очищают повторной перегонкой (т. кип. 154—155° С при 760 мм рт. ст.). Фракция, перегоняющаяся при 120—130° С (15 мм рт. ст.) состоит в основном из диацстата, выход которого после повторной перегонки составляет 4—5 з.
В жирных кислотах с разветвленной цепью водород у третичного атома углерода замещается гидроксилом под действием щелочного раствора КМпО4. Например, из изомасляной кислоты получается а-оксивзомасляная кислота, а из изокапроновой кислоты иэокапролактон 1197].
Третичные спирты можно иногда синтезировать из соответствующих углеводородов также с помощью перекиси водорода и ее производных. Например, 10-метил- 10-оксиантрон может быть получен действием щелочного раствора перекиси водорода на 10-метилантрон [198].
Производные трифенилметана переводят в трифенилкарбинолы с помощью различных окислителей. Сам трифенилметая окисляется HN03 или СгО3 в ледяной уксусной кислоте в трифенилкарбинол, а тетраацетатом свинца -г- в ацетат трифенил- карбинола. Наибольшее значение реакция имеет в производстве красителей трифе- аилметанового ряда из лейкооснований; для этой цели применяются самые различные окислители — мышьяковая кислота, нитробензол, азотистая или иитрозилсериая инслоты.
Выделенные лейкоосноваиня лучше всего окислять в солянокислом растворе МпО2 или PhO2 до солей красителей и затем выделять из ких щелочью карбинолы:
НОН
СЦЗХ|;СНз СН^ ,-х|ZCH3
сн/\снз сн/ Х=/ I X=Z ХСНз
A. G и i 11 щ о n a t, С. г., 201, 904 (1935).
]196] Е. D a и е, J. 8 с h m i t t, C. R a u t e n я I г о и c h, Ann., 532, 29 (1937).
R. M e у e r, Ann., 219, 240 (1883).
H. H e у m-a n n, £. T г о w г i d g e, J. Ain. Chern. Soc., 72, 85 (1950),
Растворяют 3,3 г лейкоосновапия малахитового зеленого в 40 мл горячо! 1 и. IIC1, разбавляют 300 мл воды п к раствору после охлаждения (при сильно! встряхивании) в течение 5 .чин прибавляют взвесь 2,4 г РЬОг в 20 жл воды встряхивают еще 5 .чин при нагревании ня водяной бане и к прозрачному рас твору прибавляют 4 г 7.цС1а. Продукт реакции высаливают насыщенным рас твором NaCI, отсасывают, растворяют в горячей воде и вновь высаливают. Выхо двойной соли красителя с ZnCf8 равен 3 г.
По Виллигеру и Конечному [199], к разбавленному водному раствор; соли красителя при размешивании постепенно по каплям приливают сильн' разбавленный раствор NaOH или Na8COs, отфильтровывают выпавшее карби вольное основание и после перекристаллизации из лигроина получают его в^ид кристаллических корок с т. пл. 120—122° С, а из эфира в виде кубиков с т. пл 109—110° С. Очевидно, это связано с диморфизмом, который Эмиль и Отто Фише; наблюдали также и для лейкооснований [200].
. В ряду ароматических соединений классическим примером прямого введена! фенольного гидроксила при помощи окисления является получение ализарина и< p-оксиантрахинона. Препаративное значение имеют и другие синтезы; так по Чичи, бабину, хинолин превращается при щелочном плавлении в а-оксихинолин (карбостп рил) [201].
Более универсальным способом является окисление фенолов до дифеноло] ио Элбсу [202] с помощью 1 моль надсерной кислоты в щелочной среде. При этца вторая ОН-группа вступает в пара-положение. Пара-замещенные одноатомные феноле окисляются 3 моль надсерной кислотой с образованием орто-замещенных продукте» окисления с хорошими выходами.
. Получение 2,5-диокси-6-метоксиацетофенона из 2-окси-6-метокснацето фенона [203]. Растворяют 16 г 2-окси-6-метоксиацетофенОна в 200 мл 10%-ноп раствора NaOH и охлаждают до 15° С. Затем к полученному раствору при 15е ( в течение 4 ч приливают по каплям раствор 26 е K2SBOs в 500 .чл воды, выдер живают реакционную массу 24 ч при комнатной температуре и подкисляю' по конго концентрированной HCL При этом выпадает не вступивши! в реакцию исходный продукт. Далее добавляют еще 150 мл концентрированной НС1, нагревают 1 ч на паровой бане, горячий раствор кипятят с животным углеь и фильтруют. При охлаждении раствора до 0° С выделяется 3,5 а 2,5-диокси- 6-метоксиацетофенопа; светло-желтые призмы; т. пл. 90е С (из метиловог< спирта). Из маточника извлекают эфиром еще 1,5 г продукта.
Из о-нитрофенола таким же способом получают 2-нитрогидрохинон; выход 30% от теоретического [204].
Прогокатеховую кислоту получают окислением л-оксибензойной кислоты выход 50% от теоретического [205].
Берман и Питт [206] применили метод окисления по Элбсу для соединений пиридинового ряда и полуйили, например, 2,5-диоксипиридин из 2-оксипиридине с выходом 42% от теоретического. Обзорная статья по методу окисления персульфатами по Элбсу см. [207, 208].
V. V i I i g е г, Е. Kopctschni, Вег., 45, 2916 (1912),
Е. Fischer, О. Fischer, Вег., 12, 798 (1879).
А. Е. 1’ s с h i t s c h i h a h i n, Ber., 56, 1883 (1923).
K. Elba, J. prakt. Chern., 48, 179 (1893).
K. Wallenfels, Ber., 75, 790 (1942).
M. J. Astle, St. P. Stephenson, J. Am. Chem. Soc., 65, 240 (1943).
К. В a h u Rao, N. V. Suh ba R а о, C., 1957, 10179.
E. J. Behrmann, В. M. P i t t, J. Am.-Chem. Soc., 80, 3717 (1958).
R. G. R. В а с о n, Sci. Proc. Roy. Dublin Soc., 27, 177 (1956).
8. M. Sethna, Chem. Rev., 49, 91 (1951).
Образование перекисей путем аутоокисления
Многие органические вещества самых различных классов могут подвергаться аутоокислению, т. о. изменяться под действием кислорода воздуха [209]. При этом часто образуются перекиси, т. е. соединения, содержащие группировку —ОО—.
По обменной реакции водорода с кислородом получаются только алкилгидроперекиси ROOH, надкислоты RCOOOH и диалкилперекиси ROOR. Другие типы перекисой рассмотрены в разделе «Образование С—С-связи в результате реакции присоединения».
Меры предосторожности при обраи^ении с перекисями
Обычно взрывы перекисей вызываются нагреванием, ударом, толчком пли катализаторами. Но следует также учитывать возможность самопроизвольного взрыва даже таких перекисей, которые считаются безопасными. К самым важным мерам, предосторожности относится ношение защитных очков. Ряд органических перекисей (перекись mpem-бутила, гидроперекись изопропилбензола, перекиси циклогексанона, метилэтилкетона и диацетила) вызывают тяжелые травмы при попадании в глаза [210]. При такого рода несчастных случаях необходимо тотчас же промыть глаза водой или лучше 2%-ным раствором NaHCO3. Применение маслянистых веществ полностью исключается.
Не допускается получение, переработка и хранение больших количеств перекисей. Хорошую защиту обеспечивают применение защитных экранов из небьющегося стекла или передвижных защитных решеток из мелкоячеистой сетки. Для защиты рук рекомендуется ношение прочных кожаных перчаток. Сосуды с перекисями даже в лаборатории следует переносить в маленьких корзинах из мелкоячеистой сетки. Перекиси должны храниться в холодильнике, сосуды с перекисями нельзя оставлять без контроля вне холодильника. Использование толстостенных сосудов с притертыми пробками опасно! Взрывчатые перекиси нельзя отжимать на пористой тарелке металлическим или стеклянным шпателем, их следует сушить на фильтровальной бумаге и пользоваться при этом роговым шпателем.
Жидкие перекиси моясно перегонять только в вакууме при температуре водяной бани не выше 70—80° С. Остатки от таких перегонок необходимо тотчас же осторожно разбавлять растворителем и выливать.
Исполнители, проводящие микроанализы и ИК-спектроскопические исследования, должны быть предупреждены о взрывоопасности соединения. Температуру плавления сильновзрывчатых перекисей нельзя определять в аппарате с серной кислотой: для этого пригоден металлический блок или микроаппарат для определения температур плавления.
Образование гидроперекисей
При аутоокислении соединений с активированными СИ-связями (олефины, простые эфиры, спирты, альдегиды, кетоны, парафины) сначала всегда образуются гидроперекиси ROOH по цепной радикальной реакции [211]:
R.+O2 —► ROO. -^-* ROOH+Rl и т. д.
Перед проведением реакции окисления исходные продукты следует подвергнуть очистке, главным образом для удаления ингибиторов аутоокисления. Крнсталличе- = ские органические соединения растворяют в бензоле, хлороформе, этилацетате, сероуглероде или хлорбензоле, жидкие вещества можно подвергать аутоокислению непосредственно или в растворителе. Обработку кислородом лучше всего проводить ’
R. С г i е g е е, в книге Н ouben -Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 8, Stuttgart, 1952 S. 1; Fortschritte chem. Forschung, Bd. 1, Springer- Verlag, Berlin, 1949/50, S. 508.
H. J. К й c h 1 e, Zhi. Arbeitsmed., Arboitsschntz, 8, 25 (1958).
A. Rieche Angew. Chem., 50, 5 20 (193 7); Die Bedeutung der organischen Peroxyde fijr die chemische Wissenschaft und Technik, F. Enke, Stuttgart, 1936, Angew. Chem., 5Ц 707 (1938).
в аппарате для встряхивания, исполь <уя кислород из баллона или пропуская тонко распределенный ток кислорода пли воздуха. В последнем случае потери летучи? продуктов можно предотвратить, соединив реактор с колонкой Рашита. Очень легк< самоокисляющиеся тяжелолетучие вещества окисляются воздухом до гидроперекисеб пли диалкилперекисей уже в открытых кристаллизаторах.
УФ-Облучение ускоряет поглощение кислорода, поэтому в большинстве олу чаев без пего нельзя обойтись. Добавление каталитических количеств солей тяжелы? металлов, а также других перекисей сокращает индукционный период и тем самых ускоряет реакцию аутоокислепия. Однако следы тяжелых металлов вызывают также усиленное разложение образующихся гидроперекисей, что затрудняет их выделение. Чаще всего целесообразно прекращать реакцию окисления при содержании в реакца опной массе 5—10% перекиси.
Аутоокисление углеводородов [212, 213]. Насыщенные углеводороды довольно трудно реагируют с кислородом. Для их аутоокисления требуется температура порядка 100—ИО5 С и почти всегда применение катализаторов, При статическом воздействии кислорода на неразветвленныс парафины образуется смесь возможных гидроперекисей, так как по реакционной способности по отношении: к кислороду различные СН-группы мало отличаются. Предпочтительно окисляется водород-у третичного атома углерода. Так, по Криге [214], из декалина образуется О-гидроперекись декалина:
ООН
Добавление НВг (индуцированное бромистым водородом аутоокисление) может значительно ускорить газофазное аутоокисление изопарафинов, например изобутана [215]. При помощи этого видоизмененного способа аутоокислсния, при котором прибавленный НВг служит источником свободных радикалов, удалось осуществить промышленное производство гидроперекиси и перекиси mpem-бутила.
Для получения индивидуальных гидроперекисей парафинов более целесообразно применять не прямое аутоокисление, а иные методы; аутоокисление соответствующих соединений Гриньяра [216] или пергидролиз спиртов [217], диалкилсульфатов [218] или метансульфонатов [219].
Если в «-положении к ароматической системе имеется СН2- или СН-группа, то кислород взаимодействует с ней предпочтительно с образованием «замещенной бепзилгидроперекиси» [212], как, например, в тетралние, гидриндене, флуорене, кумоле, n-ксилоле и этилбензоле. Температура аутоокисления этих соединений нижа температуры аутоокисления парафинов.
Н. Hock, Н. К г о р f. Angew. Ghent., 69, 313 (1957).
W. Langenbeck, W. P r i t z k о w, Chern. Techn., 2, 116 (1950); 4, 39t (1952); Fette u. Seifen, Abstrichmittel, 55, 435, 506 (1953); W. Pritzkow, K. A. Muller, Ann., 597, 167 (1955).
R. Criegee, Ber., 77, 22 (1944).
E. R. Bell, F. fl. Dickey et al., Ind. Eng. Chern., 41, 2597 (1949); В. В a r n e t t, E. R. Bell et a]., Ind. Eng. Chern., 41, 2612 (1949): пат. С1ЙА. 2395523, пат. США 2403771.
C. W а 11 j n g, S. A. Buckler, J. Am. Chem. Soc., 77, 6032 (1955).
N. A. M i 1 a s, A. H а г г i s, J. Am. Chem. Soc., 60, 2434 (1938); N. A. M i- las, D. Surgenor, J. Am. Chem. Soc., 68, 205, 643 (1946); N. A. Milas». L. H. P e г г v, J. Am. Chem. Soc., 68, 1038 (1946); R. С г i e g e e, H. Diet- rich, Ann., 560, 135 (1948).
A. v. Bayer, V. V ill i g e r, Ber., 27, 1510 (1894); 34, 738 (1904); A. R i- c c h e, F. Hitz, Ber., 62, 2458 (1929); E. J. Harris, Proc. Roy. Soc.» Ser. A., 173, 132 (1939); W. Egger sgliiss, Monographic zur Angew. Chemie und Chemie-Ing.-Techn., As 61, Verlag Chemie. 1951.
H. R. Williams, H. S. M о s h e r, f. Am. Cnem. Soc., 76, 2984, 2987» 3495 (1954).
19 Заказ 1835.
Для выделения образующихся гидроперекисей можно пользоваться отгонкой <1 в вакууме (иногда в глубоком вакууме) растворителя и избытка исходного продукта. ] Остаток от перегонки представляет собой гидроперекись в наиболее обогащенной 5 форме. Кристаллизация гидроперекиси происходит немедленно или после длительного .3 стояния в холодильнике. Гидроперекиси с низкими температурами кипения чаще vS всего выделяются в чистом виде уже при перегонке в глубоком вакууме. Гидропере- 1 кисп, обладающие кислотными свойствами, экстрагируют холодным раствором NaOH 3 из реакционной массы, разбавленной смесью эфира с петролейным эфиром. Щелочную А вытяжку осторожно нейтрализуют и затем гидроперекись извлекают эфиром. •■
Получение гидроперекиси тетралина аутоокнслением тетралина [220]. »
В 1л технического тетралина при температуре около 75s С в течение * 50—60 ч пропускают энергичный ток воздуха при хорошем его распылении; через некоторое время жидкость желтеет. Потери вещества снижаются npttv использовании эффективного обратного холодильника. После указанного'Вре-,Л мени на водяной бане (75° С) при разрежении 1— 2мярт. ст. отгоняют не1'^ вступивший в реакцию тетралип, что составляет примерно 4/5 общего объема^ смеси. Остаток частично закристаллизовывается при длительном стоянии, 6u*j стрес при охлаждении до 0° С. Перекись отсасывают и осторожно сушат. Выход» неочищенного продукта составляете—17% от массы окисленной смеси; т. плЛ около 52° С. Для очистки препарат несколько раз перекристаллизовываю^ из большого количества петролейного эфира. Получается бесцветная и почт#;' лишенная запаха гидроперекись в виде игл; т. пл. 56° С. .1
Аутоокисление олефинов. Олефины реагируют с кислородом^ в «-положении к двойной связи. При этом могут образовываться не только гидроид перекиси с неизмененным положением двойной связи, но и изомерные гидроперекиси с перемещенной двойной связью. Как было установлено [221], такие продукты получаются в результате мезомерии образующихся сначала а-^-иенасыщеиных радикалов^ («-метиленовый механизм):$
I. II .
—сна-с=с< —► -сн—с=с< <—> — сп=с-с<!°-
II
—СН—С=С<-СП=-С-С<
II
ООНООН
Этот механизм объясняет получение двух гидроперекисей при аутоокислениЯ; 1,2-диметилциклогексева [221] и четырех гидроперекисей при аутоокислении метилОт'] вого эфира олеиновой кислоты [222]. Д
Циклические олефины, например циклогексен [223], взаимодействуют с кисло-'-/ родом легче, чем алифатические олефины.
II. Hock, W. Su semi hl, Вег., 66, 61 (1933)."
E. H. F а г m e г, D. A. S u t t о n, J. Chem. Soc., 1946, 10; E. H. Farm» r,.-
H. P. Koch, D. A. Sutton, J. Chem. Soc., 1943, 541; E. H. F a r m e Trans. Farad. Soc., 38, 340 (1942); 38. 348 (1942); 42, 228 (1946).
J. R о p, A. J. Gebhart, J. F. G с r e c h t, J. Am. Chem. Soc., 71, 282?»
(1949).£
R. Cr i e g с e, H. P i 1 z, H. F 1 у g a r e, Ber., 72, 1799 (1939)./*
«Фотосенсибплизированное аутоокисление» соединений с изолированными двойными связями подробно изучалось Шенком с сотр. [224]. Так называемая реакция «косвенного заместительного присоединения в аллильное положение» приводит также к щцроперекпсям, которые только в особых случаях идентичны гидроперекисям, образующимся при несенсибилизированном аутоокислении.
• В этой реакции молекула кислорода присоединяется к первому атому углерода двойной связи, после чего один атом водорода у С3 (аллильное положение) переходит к кислороду с одновременным перемещением двойной связи в положение С2—С$:
*, ^ Ог; сенсибилизация з। । z । । ।Н Н II ноо н н
Подробное описание реакции см. в обзорной статье Шенка [225].
Аутоокисление простых эфиров имеет особенно важное значение, так как образующиеся при этом перекиси часто являются причиной сильных взрывов. Подробнее об этом см. в работе Рихе [226].
Как установили Рихе и Мейстер [227], гидроперекись диэтилового эфира превращается только при нагревании в сильно взрывающую полимерную перекись этллпдена: '
Г СНз нагревание|
C.2II5-O-CH2—СНз — * С2н6—О—СН—СНз“ [-СН-ОО-
I
ООН
Аналогично полимеризуется также гидроперекись диизопропилового эфира [228].
Эфиры, содержащие перекиси, особенно диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, диизопропиловый эфир и диоксан, представляют большую опасность в лабораторной практике. При выпаривании растворителей могут происходить сильные взрывы. Перекисные соединения часто содержатся не только в упомянутых эфирах, но и в других растворителях. Таковы, например, бензин, петролейный эфир, декалин, ксилол, кумол и тетралин.
За небольшим исключением присутствие перекисных соединений можно установить нагреванием с подкисленным раствором KI (подкисление уксусной или в иеио- торых случаях концентрированной соляной кислотой).
Гидроперекиси удается удалить [229] из растворителей встряхиванием с твердым КОН и последующей перегонкой над КОН (содержащий много перекиси тетра- гвдрофуран может при этом бурно реагировать!). Малые количества перекиси удаляют погружением натриевой проволоки в растворитель.
, Под действием таних восстановителей, как бисульфит, медноцинковый сплав [230| пли алюмогидрид лития, гидроперекиси превращаются в спирты. Перманганат калия [231] или двуокись свинца [232] равным образом разрушают перекиси. Длитель- . ное действие раствора FeSO4 в 50%-ной H2SO4 разрушает также и полимерные перекиси альдегидов и кетонов. Петролейный эфир и бензин удобно освобождать от перекисей фильтрованием через колонку, заполненную А12О3.
О. Schenck, Fiat-Berichte, Naturforschung und Medizin in Deutschland, 1939—1946; Prap. organ. Chern., 1948, S. 167ff; G." 0. S c h e n c k, H. E g- gert, W. De nk, Ann., 584, 177 (1953).
G. 0. Schenk, Angew. Chern., 69, 579 (1957).
A. Rieche Angew. Chern,, 70, 251 (1958).
A. Rieche, R.Meister, Ber., 64, 2335 (1931).
A. Rieche, K. Koch, Ber., 75, 1016 (1942).
W. Lepper, Chern. Ztg., 66, 314 (1942).
Fierz-David, Cnimia, 1, 246 (1948).
A. H a r m s e, Pharmac. weekbl., 78, 1085 (1941); C., 1942, I, 382.
R. F 1 s h e r, R. A. Baxter, Mines Mag., 1940. 447; C., 1941, I, 445.
Широко применяемый в качестве растворителя тетрагидрофурап образует 1 при аутоокислении гидроперекись тстрагидрофурапа [233]:(
\/\оон;5
Это была первая гидроперекись, которую удалось выделить из окисленных ~з эфиров. В последнее время выделены кристаллические гидроперекиси простых афнрод, я полученные аутоокислением циклических бензиловых эфиров, например окислением а пзохромапа [234] и фтайана [235].
Лутоокиеление 1,1 -диметилфталана до гидроперекиси 1,1-дпметилфта- - лака [235].1
Н3С СН3Н3С СНзН3С СН3Н3С СНзI•.ООН*I•.ООН*
Н3С СН3Н3С СНз
Н3С СН3Н3С СНз
I•.
ООН*
I•.
ООН*
При комнатной температуре и УФ-облучении 100 г 1,1-диметилфталана " встряхивают с кислородом. При содержании 39% перекиси реакцию аутоокис- ? .тения обрывают. Затем массу растворяют в равном объеме эфира и прибавляют ’ к этому раствору равное количество петролейного эфира. Раствор встряхивают',, сначала с 25 мл 5%-ного раствора NaIICO3 и затем с 10 мл воды. После этого ' экстрагируют гидроперекись сначала 30 мл и затем три раза по 25 мл охлажден- ; него льдом 2 н. раствора NaOH. Объединяют слегка окрашенные в желтый цвет,' щелочные вытяжки и для удаления растворимых в эфире веществ встряхивает.; с 10 .чл холодного эфира. В сильно охлажденный щелочной раствор при вепрей рывном перемешивании по каплям приливают 2 н. раствор H2SO4 до образова-^ пия устойчивой эмульсии (pH ~ 9), при этом гидроперекись 1,1-диметилфталана ’ выделяется в виде масла. Затем перекись исчерпывающе экстрагируют эфиром,^, эфирный экстракт поочередно встряхивают с 2 н, раствором NaHCO3 и вод<^ и сушат в течение ночи над Na2SOd. После отгонки эфира остается вязкая масса,« которая нри растирании с холодным петролейным эфиром затвердевает в кри-j стал.чическую кашицу. Ее перекристаллизовывают из смеси эфира с петролей-^, ным эфиром; т. пл. 63—64° С.*
Ацетали также очень склонны к яутоокислепию. Из кристаллических гидро-)" перекисей ацеталей удалось выделить гликольацетали бензальдегида и eio произвол-^ ных [236].ч
Аутоокисление кетонов протекает с промежуточным образованием большей^ частью нестойких гидроперекисей кетонов и приводит к альдегидам и кислотам [237]: *
R—СО—CH2R —* R—СО—СНООН—R —> RCHO-|-RCOOHj
•Ота реакция имеет большое значение при окислении парафинов.;
Аутоокисление альдегидов приводит к образованию надкислот [238]:;
RCHO+Oa —> RCOOOH
R. Criogee, R. Tannenherger, Dissertation Tannenherger, Karlsruhe, 1946; A. Robertson, Nature (London), 162, 153 (1948).
A. R i e c h e, E. Schmitz, Chern. Ber., 90, 1082 (1957).
A. Rieche, M. Schulz, Ann., 653, 32 (1962).
A. Rieche, E. Schmitz, E. Beyer, Chem. Ber., 91, 1935 (1958).
A, Rieche, Wiss. Ann. dtsch. Akad. Wiss. (Berlin), 2, 721 (1952).
G. Wittig, Ann., 558, 201 (1947).
Например, аутоокислением бензальдегида можно получить надбензойную кислоту [239]; в присутствии ацетангидрида получается перекись ацетилбензоила [240].
Образование диалкилперекисей
В некоторых случаях диалкилдерекиси Rook получаются в качестве главных пли побочных продуктов при аутоокислении органических соединений. Они почти всегда образуются из алкилгидроперекисей в результате вторичных реакций. Непосредственное соединение относительно долгоживущих радикалов с кислородом
R.H-Оз ■—► ROO.
ROO«+R* —> ROOR
имеет второстепенное значение и происходит только в особых случаях, например при получении перекиси трифенилмстила из радикала трифонилметила [241], при индуцированном бромом аутоокисленин аллилбромида до перекиси «.а'-дибромизо- пропила [242] и при газофазном аутоокислении изопарафинов [215] в присутствии бромистого водорода.
В большинстве случаев диалкилперекиси образуются из первично получаемых алкилгидроиерекисей, как, например, при аутоокпелении изохромана [234], фталана |235], гликольацеталя [243] или тетрагидроацепафтена [244]. Образование диалкилперекисей из алкилгидроиерекисей может происходить под влиянием минеральных кислот. При этой «ионной димеризации» [234, 235) одновременно получается перекись полпреда:
2ROOH —- ROOR+HiO,
В качестве примера ионной димеризации приводится получение перекиси 1,1-ди- метплфталана из алкилгидроперекиси 1,1-диметилфталана.
В качестве примера реакции ионной димеризации гидроперекиси ниже описав синтез перекиси 1,1-диметилфталана из соответствующей гидроперекиси [235]:
Н3С СНзН3С СПз НзС СН3
Перекись 1,1-диметилфталапа. Растворяют 500 мг гидроперекиси 1,1-ди- метилфталана в 10 мл холодного 2 н. раствора NaOH и прибавляют к раствору 5 мл метилового спирта, а затем 20 м 2н. H2SO4; при этом выделяется масло, кристаллизующееся в холодильнике. Выход 390 мг (86% от теоретического).; После перекристаллизации перекиси из смеси бензола с петролейным эфиром т. пл. перекиси 114—115° С.
Вторая возможность образования диалкилперекисей заключается в радикальной реакции под действием тяжелых металлов в качестве катализаторов [245, 246].
W. Р. Jorissen, Р. A. A. van dec Beck, Rec. trav. chim., 45, 245 (1926); P. A. A. van der Beck, Rec. trav. chim., 47, 286 (1928).
J. u. N e f, Ann., 298, 280 (189 7); см. А. Baeyer, V. Villiger, Ber., ,33, 1569 (1900).
K. Ziegler, Angew. Chem., 61, 168 (1949).,
w. В ocke miiller, L. P f euff e r, Ann., 537, 178 (1939).
R, С г i e g e e, M. Lederer, Diplomarbeit Lederer, Karlsruhe, 1950.
w. T г e i b s, J. T h б r m e r, Chem. Ber., 90, 94 (1957).- .
245| w. T т e i b s, G. P c 1 I m a n n. Chem. Ber,, 87, 1201 (1954)."
M. s. К h a r a s h, A. F о n o, J. Org. Chem., 23, 324 (1938).
В качество примера реакции, протекающей по радикальному механизму, прн-3 водится получение перекиси циклопентенилкумила из гидроперекиси кумола и цикло- 4 пентена: я
(СНз)2С—ООН(СНз)2С—ООН(СНз^С-ОС/(СНз^С-ОС/
(СНз)2С—ООН
(СНз)2С—ООН
(СНз^С-ОС/
(СНз^С-ОС/
Перекись циклопентенилкумила [245). В трехгорлой колбе емкость^ 250 ял., снабженной газоподводящей трубкой, к смеси 20 г гидроперекиси кумолу п 70 г циклопентена в токе азота приливают по каплям 2 ял 18%-ного бепзоль< него раствора стеарата кобальта (II), что соответствует 30 -*г кобальта, при этом» температура массы повышается до 40° С. После 5 ч термостатирования в атм^ сфере азота при 45° С остаток перегоняют в токе азота при 2 яя рт. ст. Полу-Й чают две основных фракции: диметилфенилкарбинол (т. кии. 63—68° С) и nepe^j кись циклопентенилкумила (т. кип. 112—113° С; п^ 1,5196; o'20 1.0195). ^
Замещение водорода на карбонильный кислород
Получение альдегидов и кетонов">
Для окислеиня метильных и метиленовых групп в карбонильные лучше ис£ пользовать мягко действующие окислители — соединения марганца (IV), хромалхлоту рид, нитро- или нитрозосоединения п SeO2. Лишь в отдельных случаях, например при получении бензофенона из дифенилметана, ввиду исключительной устойчивое»^ продукта окисления применимы энергичные окислители. Тетраацетат свинца пригоден; только при образовании альдегидов, устойчивых к дальнейшему окислению.
а-Метиленовые группы кетонов особенно легко окисляются с промежуточным^ образованием соответствующих изонитрозокетонов до схеме:Л;
RCO-CH2R ^ RCO—CR —> RCO-COR
NOH .
Так, взаимодействием метилэтилкетона с изоамилнитритом и омылением1 образовавшегося монооксима дикетона (без его выделения) серной кислотой получаю^ диацетил [247].
При переводе малонового эфира в эфир мезоксалевой кислоты с помощью* нитрозных газов также нет необходимости выделять промежуточно образующиеся продукты [248]. J
Общее применение имеет метод Закса, по которому активированные метиле^ новые группы конденсируют с «-нитрозодиметмлапилином и полученные шиффойй основания расщепляют разбавленными минеральными кислотами: т!
,СН3
>СП2-р ON—Nz
\=/ хСНз
Этот метод был использован для превращения 4-замощеиного тетрафеннлцикл0^: нентадиена в соответствующий тетрафенилциклопентадиенон [249].. р
О. Diels, Е. Stephan, Вег., 40, 4337 (1907).
A. W. Dox, Org. Synth., 4, 27 (1925).
L. Mohr et ak, J. Am. Chem. Soc., 77, 989 (1955).
Тетрафепилциклопентадиенои. Диеп растворяют в смеси бензола с метиловым спиртом (3 : 1 или 3:4), смешивают примерно с трехкратным молярным количеством n-нитрозодиметиланилина и нагревают до кипения. Затем прибавляют несколько капель 10% -иого раствора метилата натрия в метиловом спирте и выдерживают 5—10 мин при кипении. Полученный раствор смешивают с кон- пептрированной НС1, кипятят 5—10 мин и экстрагируют тетрафеннлциклопен- тадиеаон бензолом.
Шиффово основание можно также получать в спиртовом растворе в присутствии каталитических количеств соды или пиперидина. В большинстве случаев темноокрашенные шиффовы основания выпадают в осадок, и их гидролизуют кислотой обычным путем.
Реакционноспособные метильные группы также взаимодействуют с и-нитрозоди- метиланилином, причем в конечном итоге получаются альдегиды [250]. Так, из 1,3-ди- мстил-4,6-динитробензола получают 4,6-динитроизофталевый альдегид. Для подобных реакций оказался очень пригодным этилиитрит.
Превосходным окислителем реакционноспособных метильных и метиленовых групп является предложенная Райли двуокись селена. Особенно легко реагируют с этим окислителем метилкетоны и их шиффовы основания. Легко реагируют также и метиленовые группы, соседние с карбонильной группой. Поэтому закие вещества, как глиоксаль и фенилглиоксаль в настоящее время легко готовят окислением соответствующих соединений при помощи SeO2. Упомянутый выше эфир мезоксалевой кислоты может быть получен по этому способу с хорошим выходом. Существенным для процесса окисления является состояние окиси селена ; в качестве растворителей для проведения реакций рекомендуются диоксан, ледяная уксусная кислота, этиловый и бутиловый спирты, толуол и вода. Например, из циклогептанона соответствующий а-дикетон получается с 90%-ным выходом [251]. Фенилглиоксаль может быть синте- шрован как из фенилацетальдегида, таи и из ацетофенона.
Фенилглиоксаль из ацетофенона [252]. В смесь 500 мл диоксина н 20 мл воды при 60° С и перемешивании вносят 112 г SeO2 (1 моль). После полного ее растворения прибавляют в один прием 120 г (1 лоль) ацетофенона и нагревают около 3 ч в колбе с обратным холодильником при энергичном перемешивании. Поело охлаждения отфильтровывают выпавший селен и осторожно отгоняют на водяной бане диоксан, лучше при пониженном давлении. Дальнейшую очистку фенилглиоксаля, который очень легко полимеризуется, производят фракционной перегонкой (т. кип. 96° С при 22 мм pm. cm.) или перекристаллизацией его гидрата из этилового эфира; выход 7(1% от теоретического. Гидрат получают также перекристаллизацией из небольшого количества воды.
На примере синтеза 2-нафтальдегида из 2-метилнафталина [253] очевидно, что метильные группы ароматических соединений тоже реагируют с селенистой кислотой . В толуидинах, аминогруппы которых защищены фталоильными, и в крезолах, гидроксильные группы которых защищены бепзолсульфонпльпыми группами, метильные группы при окислении SeO2 в зависимости от соотношения реагентов превращаются и альдегидные или карбоксильные [2541. Таким образом Баджер при помощи SeOt в водной среде и температуре 230—240° С перевел флуорен в флуоренов [255].
Обработка эфира малеиновой кислоты селенистой кислотой приводит к образованику эфира дпкетоянтарной кислоты [256]:<
ОО
И
НС—С—ORО=-С—С—OR.1
II—*Ii
НС—С—ORО—С—С—OR?
оо"1
Обзор работ по окислению двуокисью селена см. [257J. При получении Se08 h»J селена следует соблюдать необходимые при работе с взрывоопасными рептегтиями"! предосторожности.d
Вейганд с сотр. [258] показал, что при окислении КМпО4 можно легко поддер-- живать нейтральную реакционную среду добавленном некоторых солей, оказывающих буферное действие, например солей магния. Образующуюся по реакции щелочь можнеи связывать также добавкой ангидрида уксусной кислоты. В нейтральной среде устой-5 чивы также такие неводные растворители, как, например, ацетон, что позволяет про-, водить окисление нерастворимых в воде соединений в гомогенной системе.
Ниже приведены примеры окисления КМпО4 в нейтральной среде п-этилаце- тофснона и тетралина.
л-Диацетилбензол. Раствор 30 г Mg(NО3)2.6Н3О в 250 мл воды приливают; к раствору 15 г этилацетофенона. Затем смесь нагревают до 50° С и при интенсивном перемешивании маленькими порциями вносят 16 з порошкообразного; КМпО4; при этом температура смеси возрастает до 70° С. Окисление оканчиваете^ через 2 ч. Реакционной массе дают остыть, отфильтровывают образовавшуюся] двуокись марганца, промывают осадок эфиром и извлекают продукт реакции из водного фильтрата эфиром. Объединенные эфирные вытяжки сушат над СаС11#! фильтруют и отгоняют эфир; при этом в осадок выпадает п-диацетилбензод^ выход 13,8 г (84% от теоретического); т. пл. 114° С.']
а-Тетралон. В трехгорлой колбе с мешалкой и обратным холодильни* ком растворяют 38 а тетралина в 500 мл ацетона. Раствор нагревают до кипени# и в него при перемешивании постепенно вносят через третье горло порошка образную, хорошо перемешанную смесь 66 г КМпО4 и 49 г Ca(NOs)2 • 4НгО! Весь перманганат расходуется за 10 ч, после чего массу фильтруют и при но^« мальном давлении отгоняют ацетоп. Остающееся масло фракционируют в вакууме. После отгонки при 95—99° С (19 лич рт. ст.) 20,5 г непрореагировавшеН тетралина при 134—137° С (19 .«л рт. ст.) отгоняется 14.5 г а-тетралона, oKpjfc шенного в слабо-желтый цвет, который можно очистить через семикарбазоЕЁ Выход 65% от теоретического в расчете на прореагировавший тетралин. >
Способ окисления циклоолефинов и циклоалифатических соединений в органических растворителях в кетоны был разработан Трейбсом с сотр. [259]. Окислителя# в этом методе служит перекись водорода, катализатором — надванадиевая инслота.. При окислении циклоолефинов кислород взаимодействует с атомом углерода, нахо; дящимся по соседству с двойной связью (при окислении тетралина реагирует атоЯ углерода, находящийся в «-положении к ароматическому ядру). В качестве раствора теля во всех случаях применяют ацетон. Конец реакции определяют но переход) окраски из желто-красной в красно-коричневую илк зеленую. Этим способом, например^ с хорошими выходами синтезированы циклогексенов из циклогексена и а-тетрал<М из тетралипа.
Метильные группы, связанные с- ароматическим ядром, можно превращать и альдегидные группы с помощью смеси пиролюзита (МпО5-Н»О) и серной кислоты умеренной концентрации [260]. Этот способ особенно рекомендуется в тех случаях*
S. A s h i n, L. de V. М о u 1 d s, Н. L. R 11 с у, J. Chern. Soc., 1935, 902.
G. Stein, Neuere Mcthodon der praparativon organischen Chemie, Bd. I^
когда окисляемое вещество растворимо в 90—95%-ной H2SO4. Если возможность сульфирования исключается, можно применять также олеум или смесь серной и уксусной кислот. Таким путем можно перевести в альдегиды почти все производные толуола, например из толуол-2-сульфокислоты и толуол-2,4-дисульфокислоты этим способом получаются соответствующие альдегиды с выходом свыше 8О?6 от теоретического [261].
Вместо МпО2 окислителем производных толуола может служить смесь СгО3 и уксусного ангидрида или серной кислоты. Образующиеся при этом альдегиды выделяют в йиде устойчивых к окислению диацилатов альдегидов.
Тот факт, что о-нитротолуол в кислой среде не взаимодействует с МпО„, но окисляется СгО3 в o-нитробензальдегид, показывает, что этот способ является более общим, чем приведенный выше метод окисления МпО2. В качестве примера окисления при помощи CrOg приведено превращение о-нитротолуола в о-нитробензальдегид [262].
Диацетат о-нитробензальдегида. Растворяют 50 г о-нитротолуола в смеси 570 мл ледяной уксусной кислоты и 565 мл уксусного ангидрида и осторожно приливают 85 мл концентрированной H2SO4. К реакционной массе при перемешивании и температуре 5 —10° С в течение 2 ч маленькими порциями прибавляют 100 г СгО3 и перемешивают еще 3 ч. Затем смесь выливают на мелкораздробленный лед, разбавляют водой до 6 л и перемешивают до тех пор, пока не затвердеет выделившееся масло. Твердый продукт отсасывают, промывают водой и еще раз 2%-ным раствором Na2CO3 при перемешивании. После сушки продукт обрабатывают 150 мл петроленного эфира (60—70° С) при кипении и после охлаждения отсасывают. Выход 21—22 8 (23—24% от теоретического); т. пл. 87—88° С. Экстрагируя кислый маточник хлороформом, выделяют еще часть продукта. Хлороформный раствор Промывают раствором NaHCO3 и сушат над Na2SO4. После отпаривания растворителя получают коричневый сироп, который кристаллизуется после обработки гептаном и охлаждения до 0° С.
о-Нитробензальдегид. Смесь 51,6 г дяацетата о-нитробензальдегида, 272 мл концентрированной ПС), 450 мл воды и 80 мл спирта нагревают 1 ч в колбе с обратным холодильником при перемешивании. Если после охлаждения до 0° С альдегид выделяется в виде масла, добавляют примерно равный объем воды и оставляют на длительное время на холоду. Неочищенный продукт отсасывают, промывают водой и очищают быстрой перегонкой с водяным паром. Выход 23,7 г (74% от теоретического); т. ил. 44—45° С.
Для получения бронированных альдегидов из соответствующих замещенных толуолов [263] лучше применять СгО3, чем SeOa или МпО2.
Окисление углеводородов хромовой кислотой может быть использовано также для синтеза кетонов. Так, при действии на аценафтен Na2Cr2O7 в кипящей ледяной уксусной кислоте получают аценафтенхлнон[264]. Этим же способом, применив смесь ледяной уксусной кислоты с бензолом после 40—48 ч окисления при 0° С, Физер [265] осуществил превращение холестерила в Д4-холестендион-3,6 с 39—40%-ным выходом от теоретического. Механизм окисления соединениями хрома и марганца изучен Уотерсом [266]; кинетика и механизм окисления КМпО4 описаны Ледбери и Каллисом [267].
Метод превращения метильных групп в альдегидные с помощью хромнлхло- рида по Этарду может представлять ценность для перевода ксилолов, мезитиленов и других соединений с несколькими метильными группами в моноальдегиды. Так, из соответствующих ксилолов с удовлетворительными выходами были получены три изомерных толуиловых альдегида [268].
Frd],, 7, 108 (1902-1904).
S. М. Т s a n g ct al., Org. Synth., 24, 75 (1944); A. F. W a 1 t о n et al,, J. Am. Chem. Soc., 67, 11501 (1945).
Б. M. Богословский и др., ЖОХ, 24, 1043 (1954); ср. Angew. Chem., 67, 237 (1955).
С. S. М а х w е 1 1, С. F. IT. Allen. Org. Synth., 24, 1 (1944).
L. F. Ficser, Org. Synth., 35, 36 (1955).
W. A. Waters, Quart. Rev., 12, 277 (1958).
J. W. L a cl h u г у, C. F. С и 1 1 i s, Chem. Rev., 58, 403 (1958).
H. D. L a w, F. M. P e г k i n. J. Chem. Soc., 1907, 258.
Ряд ароматических соединений с алкильной группой окисляются в жидк< фазе до кеюнов воздухом в присутствии СгО3:
АгСЩСНз -О,®Ы-. ArCOCHs
Пропуская воздух в течение 40 ч при 130° С в суспензию 1% СгО3 и 4% СаСО-м в лс-диатилбензоле, получают л-этилацетофенон с выходом 50% от теоретическогейЯ (269]. Таким же образом из эфиров ароматических карбоновых кислот, ацетофенонов и галогенбензолов, содержащих алкильные группы, синтезируют соответствующие котоэфиры, дикетоны или галогенкетоны [270].
Получение хинонов»
Во многих случаях осуществимо прямое превращение ароматических углевод^ родов в хиноны. По одному из патентных описаний [271], п-бепзохинон синтезирую с 50—55%-ным выходом от теоретического нагреванием бензола в течение 5 мин пр] 56е С с влажной двуокисью свинца в 100%-ной серной кислоте. Для выделении хиною массу выливают на лед и продукт экстрагируют эфиром. Электролитическим окисщ# нием бензола можно синтезировать хипон с выходом 65% от теоретического [272$ Гребе и Либерманн получили антрахинон окислением антрацена смесью' хр© мовой и уксусной кислот [273]. Лучшие результаты достигаются [274] при применений в качестве катализаторов КаС1Оч и V2O5. Однако антрахинон можно получить с хд£ решим выходом и окислением КМпО4.
Антрахинон. По методу Вейганда растворяют при нагревании 2,5^ антрацена в 125 мл уксусного ангидрида и при 80—90° С постепенно, осторожщ прибавляют 10 г тонкоизмельченного КМпО4. Окисление заканчивается чер® 3—4 ч. Массу охлаждают льдом и фильтруют через пористый стеклянный фильтр на фильтре остаются аятрахипоп и ацетат калия, а коллоидный МпО2 проходи через фильтр. Осадок на фильтре промывают уксуспым ангидридом и извлекав^ ацетат калия водой. В остатке получают 2,2 г антрахинона, что соответствуй выходу 78% от теоретического.. ?
Антрахинон, иногда с количественным выходом, готовят сплавлением антрй цена с такими окислителями, как нитраты, перманганаты и хлораты [275].?
Фенантрен под действием хромовой смеси дает 9,10-фенантренхинон с выходо$ 80% от теоретического [276]. Окислением 2,3-диметилнафталина смесью Сг03 и унсу.О ной кислоты легко получают 2,3-диметил-1,4-нафтохинон [277]. О каталитически окислении нафталина до 1,4-пафтохинона см. статью [278].й
ствип с нитрозодисульфонатом калия [279]. При незамещенном пара-положении реаК ция с 2 моль нитрозодисульфоната обычно приводит к синтезу п-хинонов: из фенозй образуется 1,4-бензохинон, а из а-нафтола — 1,4-нафтохинон. б-Оксииафтохинон-!^ствип с нитрозодисульфонатом калия [279]. При незамещенном пара-положении реаК ция с 2 моль нитрозодисульфоната обычно приводит к синтезу п-хинонов: из фенозй образуется 1,4-бензохинон, а из а-нафтола — 1,4-нафтохинон. б-Оксииафтохинон-!^Одноатомные фенолы и нафтолы превращаются в хиноны при их взаимодеМ
ствип с нитрозодисульфонатом калия [279]. При незамещенном пара-положении реаК ция с 2 моль нитрозодисульфоната обычно приводит к синтезу п-хинонов: из фенозй образуется 1,4-бензохинон, а из а-нафтола — 1,4-нафтохинон. б-Оксииафтохинон-!^
ствип с нитрозодисульфонатом калия [279]. При незамещенном пара-положении реаК ция с 2 моль нитрозодисульфоната обычно приводит к синтезу п-хинонов: из фенозй образуется 1,4-бензохинон, а из а-нафтола — 1,4-нафтохинон. б-Оксииафтохинон-!^
D. Т. Mowry, J. Am. Chern. Soc., 67, 1050 (1945).J
(1947); 70, 1180 (1948).Герм. пат. 533128; С., 1931, П, 3042.A. Seyewetz, G. М i о d о п, Bull. £.С. G г ае b е, С. Liebermann,. Ann.(1947); 70, 1180 (1948).Герм. пат. 533128; С., 1931, П, 3042.A. Seyewetz, G. М i о d о п, Bull. £.С. G г ае b е, С. Liebermann,. Ann.Soc. chim. France [4], 33, 449 (192^ in. der Chemie und Pharmazie, 7, 284Soc. chim. France [4], 33, 449 (192^ in. der Chemie und Pharmazie, 7, 284W. S. Emersonet al., J. Дт. Chem. Soc., 68, 674, 1666 (1946); 69, 190$
(1947); 70, 1180 (1948).
Герм. пат. 533128; С., 1931, П, 3042.
A. Seyewetz, G. М i о d о п, Bull. £.
С. G г ае b е, С. Liebermann,. Ann.
(1947); 70, 1180 (1948).
Герм. пат. 533128; С., 1931, П, 3042.
A. Seyewetz, G. М i о d о п, Bull. £.
С. G г ае b е, С. Liebermann,. Ann.
Soc. chim. France [4], 33, 449 (192^ in. der Chemie und Pharmazie, 7, 284
Soc. chim. France [4], 33, 449 (192^ in. der Chemie und Pharmazie, 7, 284
(1870)..^
И. W. Underwood jr., W. L. W а 1 s h, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943^
p. 554.У
Герм.пат. 568784,Erf. J. S i о 1 i s c h; C., 1933,П, 280.t
R.P.L in s t e ad,P. Levine, J. Am. Chem. Soc., 64, 2023 (1942).
L.I.S mi t h I.M.Webste r, J. Am. Chem.Soc., 59, 664 (1937).
H.E.F ie г z - Da vi d, L. В 1 a n g e y, W.v. К r a n n i c h f e 1 d t^
Ilelv. chim. acta, 30, 247 (1947).
H.-J. Ten ber et al., Chem. Ber., 85 , 95 (1952); 86, 1036 (1953); 87, 1236,!
1251 (1954); 88 , 802 (1955).;
может быть получен как пз 1,5-, так и из 1,8-диоксинафталина. Фенолы с замещенным пара- п свободным орто-положением окисляются до o-хинонов. Так, пз 3,4-диметилфенола получается 4,5-днметилбензохинон-1,2, из п-крезола—4-метилбензохинон-1,2. Выходы хинонов лежат в пределах 70—80%; реакция протекает в исключительно благоприятных условиях: температурный интервал 5—25“ С, растворитель — вода; продолжительность реакции колеблется в отдельных случаях от 10 .мин до 3—4 ч. Интрозодисульфонат калия легко синтезировать. В сухом виде он устойчив в течение нескольких месяцев [279].
4. Замещение водорода карбоксильным кислородом
Метильная группа в ароматических или гетероциклических соединениях окисляется до карбоксильной по общей схеме:
RCHs —> RCOOH
В качестве окислителей применяются главным образом перманганат калия п хромовая кислота. При наличии в одном ядре нескольких метильных групп по меньшей мере одна из них окисляется концентрированной азотной кислотой, а остальные часто остаются неизмененными.
В общем виде окислительная способность реагентов снижается в последовательности:
КМпО4>Н8СгО4>НХОз разбавл.
Если возможность нитрования исключена, для окисления используют концен- трпроваиную IINO3; применяя дымящую HNO3, получают из гексаметилбензола с 35%-ным выходом меллитовую кислоту [280].
Окисление хромовой кислотой ведут в концентрированной уксусной кислоте пли в сернокислых растворах любой концентрации. Наиболее часто используемая хромовая смесь состоит из 40 ч. К2СгО4 или Na2CrO4. 55 ч. концентрированной H2SO4 и двойного объема воды.
При проведении окисления КМпО4 в нейтральной среде образуются гидроксильные ионы
2КМпО4 + Н3О —* 2МпО2 + 2КОН + ЗО
которые лучше всего нейтрализовать добавлением MgSO4. В кислых растворах используется также окислительная способность МпО2:
2KMnO4 + 3H2SO4 —*■ K2SO44-2MnSO4 + 5O+3H2O
Получение бензойной кислоты из толуола описано в многочисленных патентах [281]. Легность превращения трех изомерных ксилолов в толуиловые кислоты различна: о- и n-ксиполы окисляются в толуиловые кислоты уже при кипячении с концентрированной HNO8 (<^=1,4), разбавленной в отношении! :2—1 : 4; о-толуиловая кислота [282] образуется при этом с выходом 53—55% от теоретического; ж-толуило- вая кислота [283] получается при окислении более концентрированной HNO3 (2 : 3). Прп наличии различных боковых цепей иногда удается одним окислителем окислить сначала более длиппую цепь, другим — более короткую. Так, из н-цимола при действии разбавленной HNO3 образуется толилметилкетон, из которого далее образуется я-юлуиловая кислота:
(СН3)2СНС,Н4СН, -S™» СИзСОСдЩСН, —► НООССдЩСНа
(CH3)2CHCeH4CH3 -™21^5^U (СН,)2СН(ОН)С,Н4СООН(CH3)2CHCeH4CH3 -™21^5^U (СН,)2СН(ОН)С,Н4СООНПо реакции с щелочным раствором КМпО4 получается а-оксипропилбензойная кислота:
(CH3)2CHCeH4CH3 -™21^5^U (СН,)2СН(ОН)С,Н4СООН
(CH3)2CHCeH4CH3 -™21^5^U (СН,)2СН(ОН)С,Н4СООН
J. Р. W i Ь a u t et al., Rec. trav. chim 60, 743 (1941): M. C h a i g n e,a u, С. r., 233, 65 7 (1951).
Герм. пат. 360528; FrdL, 14, 439; герм. пат. 377990; FrdL, 14, 441; герм, пат. 261775; FrdL, 11, 207; герм. пат. 311051; FrdL, 13, 271.
IT. Е. Zang. R. T. R a p a 1 a, Org. Synth., 27, 84 (1947).
A. Reuter, Ber., 17, 2028 (18841.
Общие закономерности, на основании которых можно было бы предсказать течение такого процесса окисления, не установлены.
Окисление изомерных ксилолов до фталевых кислот также протекает различно, .к- и л-кси.толы реагируют как с хромовой кислотой, так и с перманганатом калия. о-Ксилол разрушается хромовой кислотой, в то время как по реакции с перманганатом калия в любых условиях тотчас же образуется о-фталевая кислота, а с-толуилован кислота в реакционной массе не обнаруживается [284]. При нагревании п-ксилола с 5—30%-ной IINO3 при 150—200° С под давлением 10—70 ат в результате гладко протекающей реакции получается терефталевая кислота [285]. Толуиловые кислоты, полученные окислением ксилолов HNO3, при обработке щелочным раствором КМпО4 также легко превращаются в соответствующие фталевые кислоты [286].
В производных бензола, содержащих наряду с метильными группами и другие заместители, окисление метильных групп происходит иногда легче, иногда труднее, чем в незамещенных другими группами метилбенволах. Хлор- и бромзамещенные толуолы, так же, как ароматические нитроуглеводороды, в общем гладко превращаются к карбоновые кислоты. Крезолы плохо окисляются указанными окислителями в оксибонзойные кислоты. Напротив, эфиры крезолов легко окисляются КМпО4 до алкоксибензонных кислот.
Некоторые гомологи нафталина исключительно устойчивы к обычным окислителям. Так, например, Вайсбергеру и Круберу не удалось окислить 1.6-диметилнафта? лин ни хромовой кислотой, ни КМпО4. Они получили 1,6-нафталиндикарбоцовуЮ кислоту с умеренным выходом лишь при 48-часовой обработке 1,6-диметилнафталина феррицианидом калия [287].
1,6-Нафталиндикарбоновая кислота. Смесь 4 а 1,6-диметилнафталина с раствором 250 г K3Fc(CN)6 и 43 е КОП в 1 л воды нагревают при 60° С в тече-’ ние 24 ч и перемешивании. Затем добавляют еще 80 г K3Fe(CN)6 и 14 г КОН и перемешивают еще 24 ч при 60° С. После этого непрореагировавший диметилнафталин отгоняют с водяным паром, отфильтровывают остаток, подкисляют и извлекают продукт эфиром. Из эфирной вытяжки получают 0,5 г дикарбоново#’ кислоты.
Интересно, что одна из метильных групп 1,6-диметилнафталина сравнительно легко окисляется уже разбавленной азотной кислотой [288].
Так же как гомологи бензола, гомологи пиридина, хинолина, тиофена и других- гетероциклических соединений окисляются до карбоновых кислот с сохранением! гетероциклического цикла. В ряду пиррола окисление прямым путем осуществить! не удается, оно достигается через промежуточные продукты [289]. В ряду хинолина иногда также бывает целесообразно использовать обходные пути. Так, Рабе с сотр^ осуществил полный синтез гидрохинина не прямым окислением 4-метил-б-метоксй- хинолина ■*
СН3
СНЭОХ^Х/^
Ху'Хг/'
а превратил его в продукт конденсации с бензальдегидом, из которого получил карбоновую кислоту [290].1
В пиридипе а- и у-алкильные группы окисляются легче, чем группы, находящиеся в 0-положении. При окислении а- и у-пиколинов КМпО4 легко получаются пк-
[284 [285[284 [285[286[286[287[287[288[288[289[289[290[290A. Claus, Е. Pieszek, Вег., 19, 3083 (1886).Франц, пат. 961030; С. 1950, Л. 2614.W. Wei th, Вег., 7, 1058 (1874).В. W е i 0 g с г Ь е г, О. К ruber, Вег., 52, 352 (1919). Герм. пат. 301079; С., 1917, И; 713; FrdL, 13. 210.Ср. Н. Fisch^T et al., Ann., 461, 244 (1928).P. Rabe ct ah, Ber., 64, 2493 (1931).A. Claus, Е. Pieszek, Вег., 19, 3083 (1886).Франц, пат. 961030; С. 1950, Л. 2614.W. Wei th, Вег., 7, 1058 (1874).В. W е i 0 g с г Ь е г, О. К ruber, Вег., 52, 352 (1919). Герм. пат. 301079; С., 1917, И; 713; FrdL, 13. 210.Ср. Н. Fisch^T et al., Ann., 461, 244 (1928).P. Rabe ct ah, Ber., 64, 2493 (1931).
[284 [285
[284 [285
[286
[286
[287
[287
[288
[288
[289
[289
[290
[290
A. Claus, Е. Pieszek, Вег., 19, 3083 (1886).
Франц, пат. 961030; С. 1950, Л. 2614.
W. Wei th, Вег., 7, 1058 (1874).
В. W е i 0 g с г Ь е г, О. К ruber, Вег., 52, 352 (1919). Герм. пат. 301079; С., 1917, И; 713; FrdL, 13. 210.
Ср. Н. Fisch^T et al., Ann., 461, 244 (1928).
P. Rabe ct ah, Ber., 64, 2493 (1931).
A. Claus, Е. Pieszek, Вег., 19, 3083 (1886).
Франц, пат. 961030; С. 1950, Л. 2614.
W. Wei th, Вег., 7, 1058 (1874).
В. W е i 0 g с г Ь е г, О. К ruber, Вег., 52, 352 (1919). Герм. пат. 301079; С., 1917, И; 713; FrdL, 13. 210.
Ср. Н. Fisch^T et al., Ann., 461, 244 (1928).
P. Rabe ct ah, Ber., 64, 2493 (1931).
колиновая и изоникотиновая кислоты [291]. Для окисления у-пиколина до изонико- тиновой кислоты вполне пригодна также двуокись марганца, образующаяся при окислении КМиО4 некоторых органических соединений [292]. Хорошие выходы достигаются при низких температурах и непродолжительном времени реакции. Окислитель следует вводить маленькими порциями.
о-Хлорбензойная кислота [293]. В колбе емкостью 12 л с обратным холодильником при перемешивании медленно нагревают до кипения 200 г o-хлортолуола с 7 л воды и 600 в КМпО4 (чтобы реакция пе протекала очень бурно, начинать нагревание надо осторожно). Через 3—4 ч после исчезновения перманганатной окраски отгоняют с водяным паром через нисходящий холодильник некоторое количество непрореагировавшего толуола (25—30 г), еще горячую реакционную смесь фильтруют, осадок МпО3 дважды промывают порциями по 500 мл горячей воды и в вакууме упаривают фильтрат до объема 3,5 л. Затем, в случае необходимости, обесцвечивают фильтрат углем, отделяют уголь и при непрерывном встряхивании подкисляют 250 мл НС1 (с? = 1,19). После охлаждения выпавшую хлорбензойную кислоту отфильтровывают, промывают водой и сушат; выход кислоты 163—167 г (74—78% от теоретического); т. пл. 137—138° С. Для очистки ее перекристаллизовывают из 600 мл толуола. Выход после первой перекристаллизации 135—140 г; т. пл. 139—140° С.
п-Нитробензойная кислота [294]. Смешивают 680 г Na2Cr2O7 с 1500 лм воды и 230 г n-нитротолуола и приливают к смеси 1700 мл концентрированной H2SO4. При этом га-нитротолуол плавится и вскоре начинается энергичная реакция; поэтому вторую половину серной кислоты необходимо добавлять осторожно в несколько приемов. Затем смесь нагревают в течение получаса до кипения, охлаждают, разбавляют 2 л воды и фильтруют выделившийся неочищенный продукт через фильтровальную ткань. Осадок на фильтре промывают 1 л воды, еще раз нагревают его на водяной бане с 1000 мл 5%-ной H2SO4 и вновь фильтруют. Осадок растворяют в 5%-ном растворе NaOH, фильтруют в избыток разбавленной серной кислоты и получают 230—240 в слегка желтоватого неочищенного продукта, что соответствует выходу 82—86% от теоретического. Для очистки продукт перекристаллизовывают из бензола; т. пл. 238° С.
соонсоонОкисление боковых цепей галогенсодержащих гомолоюв' бензола азотиой кислотой протекает с трудом, но облегчается добавлением нитрата серебра для связывания галогена. Галоген в ядре также нередко затрудняет окисление; он часто защищает от окисления находящуюся в орто-положенин алкильную группу. Так, окисление n-хлор-м-ксилола и п-дибром-п-ксилола хромовой кислотой протекает только ди .хлор-л4-юлуиловой или дибром-п-толуиловой кислоты [295]:
соон
соон
I II
С1/уСНз
Дибром-п-толуиловая кислота превращается в дибромтерефталевую кислоту только под действием щелочного раствора перманганата [296]:
Br\^\ZH3I IIПзС^^ЛвгBr\^\ZH3I IIПзС^^ЛвгВг\.у^I IIНООС^^^ВгВг\.у^I IIНООС^^^ВгВг, /СООН
Br\^\ZH3
I IIПзС^^Лвг
Br\^\ZH3
I IIПзС^^Лвг
Вг\.у^
I II
НООС^^^Вг
Вг\.у^
I II
НООС^^^Вг
СгО,। уКМпО*
НзС^/Хвг
] R. L. Malan,P. М. Dean, J. Am. Chern. Soc., 69, 1797 (1947); A. W. S i п- ger, 8. M. M с E 1 v a i n, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 740.
1292] A. M. T у a t j i, Chern. Ber., 92, 2677 (1959).
J293J О. E m m er] i ng, Ber., 8, 880 (1875); H. T. Cl ark e, E. R. Taylor, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 135.
1294 J О. К a m m, A. O. Matthews, Org, Synth., 2, 53 (1922).
5] O. Jacobsen, Ber., 18, 1761 (1885).
B. Schultz, Bec., 18, 1862 (1885).
Наличие в ядре нитрогрупп тоже затрудняет окисление боковой цепи, так чтве нитробензойные кислоты удается подучать из нитротолуолов только при помощи пер-4 манганата или хромовой смеси. При этом смесь КгСгаО7 с H2SO4 оказывает еще болевЙ энергичное окисляющее действие, чем хромовая кислота в ледяной уксусной кислоте» Например, тринитротолуол окисляется хромовой смесью в тринвтробевзойную ки^ лоту, но не окисляется хромовой кислотой в ледяной уксусной кислоте. Аналогичной протекает окисление сульфокислот. Например, о-толуолсульфокислота в виде ямид»5| получаемого действием аммиака на ее хлорид, окисляется щелочным раствором КМдО|| при 60° С в сахарин:ЭД
СО
^/СООП /Х/\я
^^SOzNIIg ^^-SOzNHzSO,Д
При одновременном наличии в ядре нитро- ц сульфогрупп для окисления боковых цепей иногда рекомендуется применять персульфат [297].-^|
Окисление боковых цепей в присутствии таких легко окисляемых заместителей^ как аминогруппа, осуществимо, естественно, только ври защите последних. Амин^И группу можно ацетилировать, после чого, например, ия п-ацетотолуиднпа при дд^Д ствии КМпО4 получается n-ацетиламинобензойная кислота [298]. АнтраниловмИ кислота образуется соответственно из о-ацетотолуидинэ. При этом реакционную масяМ нейтрализуют добавлением MgSO4.■:«
В промышленности при получении бензойной кислоты из толуола, чтобы г.ятгащИ иомить окислитель, поступают иначе. Толуол хлорируют при нагревании до бензилийЯ бензаль- и бензотрихлорида и затем омыляют в присутствии окислителя или окисляюаД толуол смесью перманганата и гипохлорита, что приводит к таким же результатами Концевая метильная группа жирно-ароматических метилкетонов относительно гладКкЯ окисляется перманганатом до карбоксильной группы. Хотя эфиры образующихся при этом арилглиоксиловых кислот могут быть получены и другим способом, нюгаЯ на одном примере показано применение этого метода. Клаус и Нейкранц подробНяЯ изучили условия реакции [299]-
Фенилглиоксиловая кислота [299]. При перемешивании к 12 г апетяйН фенона в 200 мл воды в 5—6 приемов прибавляют нагретый до 70° С расти аи| 32 г КМпО4 и 12 г КОН в 200 мл воды, каждый раз ожидая обеСцвечиваМЙД реакционной массы. Полное окисление продолжается около 30 лют. После филдаЯ трования, подкисления, извлечения эфиром и т. д. получают более 7 г фенйЗдЯ глиоксиловой кислоты. Из n-толилметнлкетона выход п-толилглиоксилов<яМ кислоты выше 70% от теоретического.
Стоит упомянуть также о получении диметилмалоновой кислоты из триметадЯИ уксусной кислоты [300] нагреванием ее с щелочным раствором KMnO4.^^Я
В известных случаях окисление боковых цепей ароматических углеводородов! проводят с помощью окислительного щелочного плавления, нагревая исходное Mali щество до 200—300° С с 3—4-кратным количеством NaOH или КОП в присутствии небольшого количества воды. Такой способ можно рекомендовать для окисления гОИжМ логов фенола, так как при этом можно исходить из свободных фенолов. На ПРИМеиаЯ превращения аеильи-л-ксиленола в о-окси-л-толуиловую кислоту видно, что предЖеН чтительпо окисляется соседняя с гидроксилом алкильная труппа [301J:
н=с\^\/сн= H3W\/COOH। II—>и
Герм. пат. 80165; FrdL, 4, 146.
I. М с isenhe i me г et aL, Ann., 423, 86 (1921).
(299J A. Claus, W. Neukranz, J. prakt. Chern., 44, 77 (1891).
P. D. Bartlett, G. L, Fraser, R. B. Woodward, J. Am. Chei Soc., 63 , 498 (194t)..
O. Jacobsen. Ber., 11, 376, 570 (1878).
Дегидрирование спиртов до карбонильных соединений
Получение альдегидов
Вследствие доступности первичных алифатических спиртов метод их дегидрирования до соответствующих альдегидов имеет особенно большое препаративное значение. Наиболее важным способом дегидрирования является высокотемпературное каталитическое отщепление водорода с применением или без применения акцепторов водорода. Наряду с этим дли получения карбонильных соединений еще до сих пор широко используются классические окислители: хромовая кислота, двуокись марганца я азотиая кислота.
Дегидрирование первичных спиртов при помощи хромовой кислоты проводят при 0—100° С. Выходы альдегидов составляют 40—60%. Побочными продуктами являются главным образом карбоновые кислоты и сложные эфиры. Наиболее подходящей оказалась окислительная смесь, которую приготовляют из 1 моль КгСг2О7, 2.5 моль HsSO4 и 300 г водЫ (смесь Бекмана), и к этой смеси по каплям приливают спирт. Для того чтобы защитить альдегид от дальнейшего окисления, через реакционную массу пропускают азот или СОг и регулируют охлаждение так, чтобы спирт конденсировался. проходя через небольшой обратный холодильник. Выделяющийся альдегид лучше всего улавливать в хорошо охлаждаемых ловушках. Процесс ведут с избытком хромовой кислоты; реакция протекает по уравнению:
ЗНСН2ОН + 2СгОз + ЗН25О4 —* ЗВСНО + Сгг(5О4)з+бНгО
Изомасляньш альдегид [302]. В колбу, снабженную капельной воронкой и ниг.ходятпим холодильником, вливают 100 г изобутилового спирта и 750 мл воды, нагревают смесь до 70—80° С и, пропуская ток СО2, прилипают по каплям раствор 135 г КгСг2О7 в 675 мл воды и 50 г концентрированной H2SO4. Альдегид выделяют из дистиллята в виде бисульфитного соединения раствором бисульфита и снова получают в свободном состоянии перегонкой с избытком раствора Na2CO3; т. кпп. чистого альдегида 61° С.
Получение пропионового и пропаргилового альдегидов из соответствующих спиртов см. [303].
Пропаргиловый альдегид (раздражает слизистые оболочки глаз н носа!) можно также получать окислением пропаргилового спирта активной двуокисью марганца [304].
Интересный вариант окисления спиртов хромовой кислотой до альдегидов разработали Оппенауэр и Оберраух [305]. При помощи трет-бутилхромата в присутствии раствора тпрелг-бутилового спирта в органическом растворителе можно дегидрировать спирты до альдегидов с выходом 90% от теоретического. Описание способа см. f306J.
Замещенные бензальдегиды получают с отличными выходами окислением бензиловых спиртов димером двуоинси азота (N3O4), который легко доступен и используется и виде раствора в хлороформе или в четыреххлористом углероде [307, 308].
Еще один метод получения альдегидов заключается в действии N-бромсукции- пмида на первичные спирты (см. также стр. 309). Реакция протекает гладко при кратковременном кипячении компонентов в органическом растворителе. Этим способом из 4,5-диметоксифталилового спирта был получен 4,5-диметоксифталальдегид [309].
|302] A. L 1 р р, Ann., 205, 2 (1880); ср. также A. Pfeiffer, Вег., 5. 699 (1872).
[ЗпЗ] С. I). И и г d, R. N, М е i п е г t, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 541;
C. Sauer, Org. Synth., 36, 66 (1956).
11 о ub e n-W e у I,Bd. 7/1,4AufL,1954, S. 177.
К. V.О pne n a u eг, H. Оh eг г a uc h,C. A., 44, 3871 (1950).
11 о uh e n-W e у 1,Bd. 7/1,4AufL,1954,S. 173.
В. O.F i e1d, J. Gru n d y,J.Chern.Soc.,1955, 1110.
r-3n8J J. R, Park, J. R. Partington, J. Chern. Soc., 1924, 74.
j. Blair, W. R. Logan, G. T. Newbold, J. Chern. Soc., 1956, 2443.
Во многих случаях при действии концентрированной азотной кислоты на производные бензилового спирта примерно с 80%-ным выходом образуются соответствующие бензальдегиды [310].
В качестве дегидрирующего средства, особенно для окисления растворимых в воде оксибенлиловых спиртов, часто выгодно применять л-нитробензолсульфокис- ЛОТУ [311].-;
Для дегидрирования ценных спиртов часто бывает целесообразно использовать - реакцию Месрвейна — Поиндорфа — Берлея — Оппенауэра (см. также стр. 308). При действии альдегидов или кетонов на алкоголяты первичных спиртов протекают j следующие равновесные реакции:У
,0zO
RCII2OMe+R'C<f RC< 4-R'ClhOMe1
XHXH
/0
RCH2OMe + R'CR" RCX +R'CHR"
IIXH I
ОOMe
■u
Этот метод оказался особенно пригодным для получения альдегидов терпено-j; вого ряда. Для смещения равновесия реакции в направлении образования требуемогол карбонильного соединения (Оппенауэр) можно увеличить концентрацию акцептора-; водорода или подобрать акцептор с такой температурой кипения, чтобы можно было отогнать образующийся альдегид.<
При дегидрировании а.р-ненасыщенных спиртов, реагирующих уже при отно-' ситсльно низких температурах, концентрация акцептора водорода должна быть вы-.; сокой. Для связывания водорода при получении алифатических альдегидов наиболее ’ пригодным оказался коричный альдегид, а при получении алициклических альдеги-1 дов — анисовый альдегид. Окисляемый спирт переводят сначала в алкоголят взаимо-^ действием с рассчитанным количеством изопропилата алюминия, а затем подвергают - окислительно-восстановительному взаимодействию с 120—200%-ным против теоре-ч тического избытком высококипящего альдегида *.?
Обзор работ, посвященных этому способу, составлен Джерасси [312], с кри-^ тической оценкой реакции можно познакомиться в статье Лаухенауэра и Шпица [313].4
а-Циклоцитраль из а-циклогераниола [313]. В трехгорлой колбе, снаб^ женной капилляром, капельной воронкой и колонкой высотой 10 с.и нагревают^ (12 мм рт. ст.1) 3,75 г а-циклогераниола с 1,66 г изопропилата алюминия (тео-J ретическое количество) при температуре баин 70—100° С до тех пор, пока при^ мерно через 45 мин не закончится превращение. Затем в один прием прибавляют? 5,1 г анисового альдегида (155% от теоретического количества) и смесь нагре-^ вают при 12 мм рт. ст. таким образом, чтобы можно было медленно отгонять’, альдегид. Полученную фракцию очищают повторной перегонкой. Выход 66%-Л от теоретического; т. иип. 75° С (12 мм рт. ст.").
Каталитическое дегидрирование спиртов лучите всего протекает в паровой фазе, так как равновесие реакции 1
RCH2OH ^ RCHO + H2
сдвигается вправо главным образом при повышенных температурах. Для дегидриро-! вапия ненасыщенных 'спиртов требуются акцепторы водорода, в противном случае.
может произойти гидрирование образующегося альдегида. Чтобы избежать этого, во время дегидрирования пропускают воздух. При дегидрировании насыщенных спиртов нет необходимости в применении акцептора. Процесс дегидрирования ненасыщенных п высококипящих спиртов часто полезно вести при пониженном давлении. Реакция протекает при 300—400° С. Насыщенные алифатические спирты до С9 дегидрируются по этому способу с выходами выше 80% or теоретического. Лучшими катализаторами являются соединения меди, серебра п пипка. Приготовление катализаторов см. [314|.
Рис. 4. Лабораторная установка для каталитического де!идрирования спиртов:1 — колба; 2 — трубка с катализатором; 3 — нагреватель; 4 — насадка для термометра; 5-- фракционная колонка; 6 — холодильник; 7--приемник.Рис. 4. Лабораторная установка для каталитического де!идрирования спиртов:1 — колба; 2 — трубка с катализатором; 3 — нагреватель; 4 — насадка для термометра; 5-- фракционная колонка; 6 — холодильник; 7--приемник.
Рис. 4. Лабораторная установка для каталитического де!идрирования спиртов:
1 — колба; 2 — трубка с катализатором; 3 — нагреватель; 4 — насадка для термометра; 5-- фракционная колонка; 6 — холодильник; 7--приемник.
Рис. 4. Лабораторная установка для каталитического де!идрирования спиртов:
1 — колба; 2 — трубка с катализатором; 3 — нагреватель; 4 — насадка для термометра; 5-- фракционная колонка; 6 — холодильник; 7--приемник.
Ларис. 4 изображена схема лабораторной установки для каталитического дегидрирования спиртов. Она особенно удобна для получения альдегидов из высококипящих спиртов и для работы в вакууме. Прибор имеет колбу, из которой пары спирта попадают в нагретую до нужной температуры трубку с катализатором. Температуру в реакционном объеме контролируют по термометру. Насадка для термометра соединена с фракционной колонкой для отгонки образующегося альдегида, который, пройдя холодильник, собирается в приемнике. Пепрореагировавший спирт стекает обратно в колбу. Выделяющийся водород улетучивается. Размеры отдельных частей установки подбираются в соответ- ствии’с требованиями. При высоте трубки для катализатора в 100 см диаметр ее должен равняться 25—30 мм.
Для приготовления, например, медного катализатора в трубку для катализатора помещают свернутую в рулон медную сетку, на которую наносят пасту из окиси меди с добавкой 1% окиси серебра. Катализатор сначала сушат в токе водорода, медленно повкиляя температуру, и затем медленно восстанавливают нри 300° С. В общей сложности этот процесс занимает 8—10 ч; затем катализатор охлаждают без доступа воздуха.
•При получении альдегидов с т. кип. до 200° С можно дегидрирование
вести при атмосферном давлении, если же синтезируют более высококипящие
[314J И о и h е n - W е у J, Bd. 7/1, 4 Aufl., 1954, S, 162.
20 Заказ 1835.
альдегиды, то работают при пониженном давлении. Температура в реакционном» пространстве должна несколько превышать температуру кипения получаемого альдегида.
Из гераниола при атмосферном давлении получаются а- и p-цитрали, на фе нялэтилового спирта — фенилацеталъдегид; коричный альдегид [315) образуется с хорошим выходом из коричного спирта на серебряном катализаторе при 200° С i разрежении 20 мм рт. ст. Описан лабораторный метод окисления тетрагидрофув фурилового спирта воздухом на серебряной вате [316].
"Ниже на примере дегидрирования /(-нонилового спирта описан общий сносе дегидрирования спиртов.-1'
н-Нониловый альдегид [317]. Успехи синтеза в значительной Magi зависят от тщательности подготовки катализатора. К водному раствору чистой Cu(NO8)_, приливают рассчитанное количество раствора чистого NaOH и вьшм - шую Cu(OH)g промывают декантацией слегка подогретой водой до полной не тральности. Избыток воды отсасывают на нутч-фильтре, не допуская елншке сильного высыхания осадка гидроокиси меди. Ее можно хранить в виде паст в закрытой склянке. Пасту Си(ОН)2 наносят тонким слоем ка кусочки медне сетки размером 10 X 5 сл, которые скручивают в рулоны длиной 10 см и аагр жают в медную трубу высотой 80 см, вмещающую 30 таких рулонов. Ради ячеек медиой сетки не должен быть очень мал, так как это снижает активное катализатора. Сначала всю систему продувают водородом, который для промы ки и сушки проходит две промывные склянки с КМпО4 и HoSO, соответствен^ Трубку обогревают при помощи электронагревателя до 300° С, причем гидр окись меди восстанавливается в губчатую металлическую медь. Восстановлен] продолжается 8 ч. Если к дегидрированию приступают не сразу, то катализату охлаждают в токе водорода. При оставлении на ночь через аппарат пропуска) медленный ток водорода. Перед началом проведения реакции трубку нагрева! в течение 1/2 ч до 300° С и продувают водородом. Затем в колбу наливают и-й ниловый спирт, сокращают подачу водорода, эвакуируют до 3—5 мм рт. ейч устанавливают в контактном объеме температуру 240° С и доводят спирту кипения. Вакуумный приемник приспособлен для улавливания различи фракций; если при слишком большой скорости перегонки временно перегоняет) непрореагировавший нониловый спирт, что заметно по повышению температур в верхней части колонки, эту фракцию собирают отдельно. По окончании деге рироваиня установку заполняют водородом и дают ей охладиться без досту воздуха, чтобы сохранить активность катализатора. Выход нонилового альд гида 90% от теоретического; т. кип. 78э С при 3 мм рт. ст..^
Высшие многоатомные спирты удается дегидрировать лишь частично; спир) производные углеводов не выдерживают реакции дегидрирования (разрушаются).- ^
Высококипящие спирты иногда выгоднее дегидрировать в жидкой фазе в сутствин акцепторов водорода, например меди н нитробензола или .и-динитробенаоЛ Таким способом получают о-хлорбензальдегид из о-хлорбензилового спирта при 20^ 210° С, выход 86% от теоретического [318].-.,
Получение кетонов
Дегидрирование вторичных спиртов до кетонов происходит аналогично толь! что описанному методу синтеза альдегидов; применяются те же окислители и та же те? ника работы. Реакции протекают обычно более гладко, так как образующиеся кетОЙ) более устойчивы к действию избытка окислителя, чем альдегиды. ‘
С. М о и г с u, G. М i g п о и а с, С. г., 171, 652 (1920).
L G. М. Bremner et al., J. Chern. Soc., 1949, Suppl. 25.
A. Lewinsohn, Perfum. a. Essent. Oil. Rec., 15, 13 (1924).
F. Zetsche* P. Z a I a, Helv. chim. acta, 9, 288 (1926).
Окисление хромовой смесью ведут в водной или уксуснокислой среде при 20— 40° С, реже при более высоких температурах (50—80° С). При дегидрировании трудио- растворимых спиртов применяют интенсивное перемешивание. Выходы кетонов достигают 60—80% от теоретического.
Ментон [319]. К нагретому до 30° С раствору 60 г (1 моль) К2Сг2О7 в 50 э концентр1Гроваяной HeSO4 и 300 лл воды прибавляют 45 г кристаллического ментола. При перемешивании смеси происходит окисление спирта, сопровождающееся разогреванием. Образуется черно-бурая масса, которая разжижается в масло при температуре выше 53° С. Если в течение 30 мин температура реакционной массы не достигнет 55° С, массу подогревают, если температура подымается выше 55° С — смесь охлаждают. После охлаждения масляный слой растворяют в эфире, промывают эфириый раствор 5%-ным раствором Na2CO3, сушат и перегоняют в вакууме; т. кип ментона 98—100° С (18 мм рт. ст.); выход 83—85% от теоретического.
Пентин-З-он-2 удивительно легко получается окислением при 5—10° С пентин-3- о.та-2 хромовой кислотой в ацетоне |320].
Вместо К2Сг2О7 можно применять КМпО4, но это обычно не дает никаких преимуществ. Дн-трет-бутилкарбинол может быть окислен концентрированной HNOa до гексаметилацетона [ 321 ].
Алкпларилкетоны синтезируют с хорошими выходами из соответствующих спиртов по Груиди при помощи четырехокиси азота [322] (ср. стр. 303). Для этого спирт растворяют на холоду в сухом хлороформе и прибавляют избыток N3O4. После продолжительного взаимодействия при комнатной температуре массу промывают раствором соды и водой, удаляют растворитель и окислы азота и очищают кетон перегонкой.
Раньше бензоины окисляли до дикетоиов азотной кислотой, однако дегидрирование протекает лучше под действием соединений меди. Например, при помощи сульфата меди в пиридине бензоин переводится в бензил с 86%-ным выходом [323]. Холе- стенон получают по Дильсу и Абдергальдену по следующему способу [324].
Холестенов. Нагревают 100 г холестерина до 300° С, в несколько приемов вносят 20 г не слишком тонкоизмельчепной окиси меди и 15 мин нагревают при температуре бани 300—310° С. Затем еще не совсем остывшую смесь растворяют в 1 л горячего метилового спирта, фильтруют и при 0° С при перемешивании вносят затравку — кристалл холестенона. После прекращения кристаллизации метанолу дают улетучиться в вакууме над серной кислотой н остается холе- стенон с общим выходом 60 з. х
Очень рекомендуется метод окисления в присутствии каталитических количеств ацетата меди, который непрерывно регенерируется в присутствии нитрата аммония. Нитрат аммония превращается при этом в нитрит, который медленно разлагается на воду й азот [325]. Этим способом были получены дпкетоны из различных замещенных бензоинов, а из 2-оксициклодеканона — циклодекандион-1,2 [326]. Установлено, что бензоины превращаются в бензилы при обработке их свежеоса#<- деяной двуокисью марганца [327]. В этой же работе имеются данные о действии МпО4 на легко окисляемые органические соединения в воде и органических растворителях.
Е. Beckmann, Ann., 250, 325 (1889).
Е. A. Braude et al., J. Chern. Soc., 1949, 612.
P. D. Bartlett, A. Schneider, J. Am. Chem. Soc., 67, 143 (1945)»
J. Grundy, J. Chem. Soc., 1957, 5087.
[323j H. T. Clarke, E. E. Dreger, Org. Synth., 6, 6 (1926).
O. Diels et at, Ann., 459, 21 (1927).
M. We iB, M. Appel, J. Am. Chem. Soc., 70, 3666 (1948).
A. T. Blomquist, A. Goldstein, Org. Synth., 36, 77 (1956).
1-327] M. Z. Barakat et al., J. Chem. Soc., 1956, 4685.
Спирты с двойными и тройными связями можно мягко окислить в кетоны или альдегиды при комнатной температуре встряхиванием с десятикратным избытком синтетического гидрата двуокиси марганца МпО2-Н2О в инертных растворителях: бензине, хлороформе, бензоле или ацетоне [328J. Реакция рекомендуется для окисления гидроксильных групп чувствительных соединений. Таким способом получают, например, 1-фенилпроппн-2-он-1 из 1-фенилпропин-2-ола-1 с 67,6%-ным выходом [329]. Обобщенные данные о применимости этого способа, условиях реакции и способах приготовления активной МпО2 приведены в работе Эванса [330].,
В некоторых случаях вторичные спирты можно переводить в кетосоединения с помощью тетраацетата свинца. Так, например, из эфиров а-оксикарбоновых кислот образуются эфиры а-кетокарбоновых кислот [331], в то время как у-кетокислоты могут быть легко получены окислением у-лактонов бромом в присутствии гидроокиси маг-' ция [332].:
В ряду стероидов особенно зарекомендовал себя мягкий метод получения кетонов дегидрированием вторичных спиртов по реакции Оппенауэра при каталитическом^ действии алкиголятов металлов (стр. 304).-
RxR\RxR\
>CHOMc< >C=O>C=O + )CHOMc
RvR'"/R*/R'"/ ■
Рассмотрению этого метода посвящены обзорные статьи [312, 333]..<
Для того чтобы сдвинуть равновесие реакции в сторону образования карбониль-^ него соединения, добавляют большой (-40—80-кратпый) избыток акцептора водорода 1 В качестве таковых оказались пригодными ацетон, этилметилкетон и циклогексанон^ Эти вещества вместе с образующимися из них продуктами конденсации легко удаляются- из реакционной смеси перегонкой с водяным паром после завершения реакции. Для получения кетонов, которые могут отгоняться из реакционной смеси при температурах; ниже 100° С, в качестве акцептора водорода с успехом применяется бензил. Иногда^ в качестве дегидрирующего средства рекомендуется хинон.
Продолжительность реакции и концентрации реагентов выбирают в соответ* ствии с характером исходных компонентов. Чаще всего реакцию проводят при темпер ратуре около 60° С. Образование продуктов конденсации значительно снижается прЯ работе в инертных растворителях — бензоле, диоксане и толуоле. Из алкоголяюе металлов наряду с изопропилатом алюминия оказался пригодным изобутилат алюми^ ния; как правило, его вводят в реакционную массу в количестве 0,5 люль в расчете! на исходный спирт. По методу Оппенауэра окисляются также азот- и галогенсодержащие вещества. В качестве примера приведено дегидрирование холестерина в холе**
Холестенон. Смешивают раствор 10 г холестерина в 120 г горячего ацетона с раствором 12 г кристаллического mpem-бутилата алюминия в 300 *Ж бензола и кипятят 10 ч в колбе с обратным холодильником. Для Отделения алюминия реакционный раствор основательно встряхивают с разбавленной H2SO^ бензольный слой отделяют, промывают, сушат и выпаривают бензол. Выход 8,9 г; т. пл. 79—80q С.•;
Мягкое, не затрагивающее структуры дегидрирование вторичных спиртов^ до кетонов может быть также осуществлено с помощью N-бромацетамида. Этот способ
]J.Attenburrow et al., J. Chern.Soc., 1952, 1094.J
I.Iwai et al.,C.. 1959, 7093.'У
R. M. Evans, Quart. Rev., 13, 61 (1959).
V.P r e I о g, H.L. Meier, Helv. chim. acta, 36, 322 (1953).A
R.R. Russel.C. A. Vandewerf,J. Am. Chem. Soc., 69, 12 (1947)^
Th. В e г s i n, heuero Methoden der prajjarativen organischen Chemie, 2 Aufl.e
Verlag Chemie, Weinheim, 1944, S. 137.S
] Th. R e r s i n, Neuere Methoden der praparativen organischen Chemie, 3 Aufl.fi S. 147; cp. R.*V. Uppenauer, Org. Synth., 21, 18 (1941).J
особенно охотно применяют в ряду стероидов [335]. Аналогично для окисления первичных и вторичных спиртов * очень пригоден М-бромсукцшшмид [336}.
Следует Отметить также исследования Хейнса и Блазеевича [337]. По их данным при каталитическом окислении первичных спиртов кислородом на платиновом контакте в зависимости от условий реакции получаются альдегиды или карбоновые кислоты. Вторичные спирты превращаются в кетоны. Такой способ рекомендуется для получения альдегидов с длиной цепью из соответствующих спиртов.
Хорошие результаты дает каталитическое дегидрирование вторичных спиртов в паровой фазе на катализаторах, подобных применяемым для дегидрирования первичных спиртов. В этом случае реакция протекает еще легче, так как из кетонов образуется меньше побочных продуктов. Хард и сотр. [338] получили из циклогексанола с 60пь-ным выходом циклогексапон при помощи меднохромового катализатора Адкинса [338]. Возможно также дегидрирование вторичных спиртов в жидкой фазе. В качестве катализатора наряду с другими можно использовать никель Ренея. Окисление целесообразно проводить в присутствии акцептора водорода, например циклогексанона. Для проведения реакции кратковременно нагревают смесь спирта, растворителя, катализатора и акцептора водорода [339].
Для окисления фенолов до хинонов можно применять различные окислители. Например, гидрохинон окисляется в n-хинон хромовой смесью [340] или NaC103 в присутствии пятиокиси ванадия [341] с выходом выше 90% от теоретического. Замещенные гидрохиноны окисляются до хинонов при помощи солей трехвалентного железа [342] или окиси серебра Ag2O (см. [343]). Реакцию можно проводить также в органической среде, например в спирте или уксусной кислоте. Для окисления замещенных п-аминофенолов до п-хинонов предпочтительно применяют соли железа (111); выходы выше 60% от теоретического.
Дегидрирование пирокатехина с помощью окиси серебра приводит к образованию и-линопа [344]. О получении амино-о-хинопов см. [345]. Дегидрирование гидрохинонов можно также с успехом проводить с помощью тстраацетата свинца [346]. Обзор возможных методов получения бензохинонов окислением см. [347].
Окисление многоатомных спиртов
По предложенному Фентоном и Джексоном [348] методу а-гликоли переводят в а-оксоальдегиды действием 3—6%-ной Н2О2 и солей железа (II) при комнатной температуре. Выходы умеренные. Простые первичные и вторичные спирты в этих условиях не окисляются.
Для окисления первичных и вторичных спиртов в слабощелочной среде до карбонильных соединений весьма пригоден при наличии других групп, чувствительных к окислению, комплекс хромового ангидрида и пиридина СгО3 • 2CsH6N [G. Р о о s et all., J. Am. Chem. Soc., 75, 422 (1953)]. — Прим. ped. M. D. S о f f e r, M. A. J e v n i k, J. Am. Chem. Soc., 77, 1005 (1955); E. P. О 1 i v e t о et al., J. Am. Chem. Soc., 78, 1414 (1956).
L. Horner, E. H. Winkelmann, Angew. Chem., 71, 354 (1959).
К. H e у n s, L. В 1 a z e j e w i c z, Tetrahedron, 9, 67 (I960).
Ch. 1). Hurd, H. Greengard, A. S. R о e, J. Am. Chem. Soc., 61, 3359 (1939).
E. С. К 1 e i d с г e r, E. С. К о r n f e 1 d, J. Org. Chem., 13 , 455 (1948); ср. англ. пат. 767093; J. appl. Chem., 8, 615 (1958).
E. В. V I i e t, Org. Synth., 2, 85 (1922).
H. W. Underwood, W. L. Walsh. Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 553.
t. 1. S m i t h, P. F. W i 1 о y, J. Am. Chem. Soc., 68, 889 (1946).
J. M. Bruce, F. K. Sutcliffe, J. Chem. Soc., 1956, 3820.
R. Willstatter. A. P fannenstiel, Ber., 37, 4744 (1904).
L. Horner, H. Lang, Chem. Ber., 89, 2768 (1956).
R. C ri egee, Angew. Chem., 70, 173 (1958).
J. Cason, Org. Reactions, 4, 305 (1948).
JI. J. H. Fenton, H. Jackson, J, Chem. Soc., 75, 1 (1899).
Манноза из маннита. В небольшом количестве воды растворяют 50 а^ маннита, добавляют водный раствор 12,5 г FeSO4-7IIsO и 150 мл 5 —6%-нойл Н,О2. После затухания реакции массу обрабатывают избытком свежеосажденного | ВаСО8,фильтруют, фильтрат сильно упаривают при 50°Си давлении 30 мм рт. сщ..Л и остаток доводят в вакууме до сиропообразной консистенции. К сиропу доба-д вляют десятикратный объем абсолютного спирта, фильтруют и смешивают с из-S бытком эфира. Выпадающие при атом бесцветные хлопья расплываются, образуя^ светло-желтый сироп, который частично кристаллизуется при растирании co j спиртом и эфиром. Для идентификации маннозы из нее получают фенилги.^ дразон.'Дз
Литературный обзор по этому методу см. [349].Я
Описан способ получения манпозы окислением маннита азотной кислотой [350]<
Окисление спиртов и альдегидов до карбоновых кислот
Для превращения спиртов и альдегидов в карбоновые кислоты можно практик чески использовать все общепринятые окислители. При окислении спиртов кислотным^1 агентами в качестве побочных продуктов образуются эфиры, поэтому иногда окислений предпочитают вести щелочным раствором КМпО4. Реакция идет при перемепшЬанин' при комнатной температуре и последующем охлаждении; выходы не бывают количественными. В качестве примера следует указать иа синтез пропионовой кислотй из пропилового спирта [851].
10-Фтордеканол в ледяной уксусной кислоте переводится при помощи CrOg| с 93%-ным выходом в соответствующую фторкарбоновую кислоту [352].J
Получение карбоновых кислот из первичных спиртов в присутствии катализ^ торов дегидрирования при 120—150° С описано Любомпловым с сотр. [353].• ^
Пирослизевая кислота (видоизмененный способ Фольгарда) [354]. Рао^ творяют 19 г фурфурола в 50 мл пиридина и раствор охлаждают в смеси льдах с поваренной солью. Затем к раствору при энергичном перемешивании прилив вают ио каплям раствор 21 г КМпО4 в смеси 280 мл пиридина и 120 мл воды, так, чтобы температура в реакторе не превышала — 3° С. После того как вес! окислитель прибавлен, перемешивают еще полчаса, отфильтровывают выпавшей МпО2 и промывают осадок небольшим количеством пиридина. От фильтрата отгоняют в вакууме растворитель, сухой остаток подкисляют НС1 и извлекав^ продукт реакции эфиром, После отгонки эфира остается 19 а пирослизевой кисй лоты в виде желтоватых кристаллов (86% от теоретического).;,д
Фурфурол можно окислять также кислородом в присутствии окиског^ медно-ссребряного (Cu2O/Ag;O) катализатора [355]. Реакцию ведут в щелочной среде, получается фуран-2-карбововая кислота с выходом 86—90% от теоретик ческого.j
Для превращения альдегидов в карбоновые кислоты в большинстве случае^ используют перекись водорода [356]; равным образом для окисления с успехом прн^ меняются и надкислоты [357].'
(349](349]В. С г i е g е е, Handbuch der Katalyse, 7,В. С г i е g е е, Handbuch der Katalyse, 7,[350]1351][352]1353][350]1351][352]1353]Wien, 1943, S. 590.Wien, 1943, S. 590.Н. Fournier, С. r„ 144, 333 (1907).F. L. М. Р a 11 i з о п, I, В. S t о t h e r s,Н. Fournier, С. r„ 144, 333 (1907).F. L. М. Р a 11 i з о п, I, В. S t о t h e r s,Вег., 22, 3G5 (1889).Вег., 22, 3G5 (1889).Halite, Springer-Ve Г1ЧHalite, Springer-Ve Г1Ч1354] J355] 1356] 1357]1354] J355] 1356] 1357]Chern. Soc., 78, 2256 (1956).В. И. Любомилов, А. И. Куценко, P. Л. Абрамова, ЖОХ, Yk (89), 2054 (195 7); С., 1959, 15317.-^J. Volhard, Ann., 261, 380 (1891).*B. J. II a r r i s s о n, M. Moy] e, Org. Synth., 36, 36 (1956).asA. Dobrowsky, Mh. Chern., 86, 325 (1955).A. v. W a c e k* A. v. В e z а г d, Ber., 74, 857 (1941).Chern. Soc., 78, 2256 (1956).В. И. Любомилов, А. И. Куценко, P. Л. Абрамова, ЖОХ, Yk (89), 2054 (195 7); С., 1959, 15317.-^J. Volhard, Ann., 261, 380 (1891).*B. J. II a r r i s s о n, M. Moy] e, Org. Synth., 36, 36 (1956).asA. Dobrowsky, Mh. Chern., 86, 325 (1955).A. v. W a c e k* A. v. В e z а г d, Ber., 74, 857 (1941).
(349]
(349]
В. С г i е g е е, Handbuch der Katalyse, 7,
В. С г i е g е е, Handbuch der Katalyse, 7,
[350]
1351]
[352]
1353]
[350]
1351]
[352]
1353]
Wien, 1943, S. 590.
Wien, 1943, S. 590.
Н. Fournier, С. r„ 144, 333 (1907).
F. L. М. Р a 11 i з о п, I, В. S t о t h e r s,
Н. Fournier, С. r„ 144, 333 (1907).
F. L. М. Р a 11 i з о п, I, В. S t о t h e r s,
Вег., 22, 3G5 (1889).
Вег., 22, 3G5 (1889).
Halite, Springer-Ve Г1Ч
Halite, Springer-Ve Г1Ч
1354] J355] 1356] 1357]
1354] J355] 1356] 1357]
Chern. Soc., 78, 2256 (1956).
В. И. Любомилов, А. И. Куценко, P. Л. Абрамова, ЖОХ, Yk (89), 2054 (195 7); С., 1959, 15317.-^
J. Volhard, Ann., 261, 380 (1891).*
B. J. II a r r i s s о n, M. Moy] e, Org. Synth., 36, 36 (1956).as
A. Dobrowsky, Mh. Chern., 86, 325 (1955).
A. v. W a c e k* A. v. В e z а г d, Ber., 74, 857 (1941).
Chern. Soc., 78, 2256 (1956).
В. И. Любомилов, А. И. Куценко, P. Л. Абрамова, ЖОХ, Yk (89), 2054 (195 7); С., 1959, 15317.-^
J. Volhard, Ann., 261, 380 (1891).*
B. J. II a r r i s s о n, M. Moy] e, Org. Synth., 36, 36 (1956).as
A. Dobrowsky, Mh. Chern., 86, 325 (1955).
A. v. W a c e k* A. v. В e z а г d, Ber., 74, 857 (1941).
Наиболее рекомендуемым методом является превращение альдегидов в карбоновые кислоты с помощью окиси серебра. Окись серебра легко доступна, не взаимодействует с другими окисляемыми группами и при ее применении получаются очень чистые кислоты. Азингер приготовил таким способом анантовую кислоту из энантола и пальмитиновую кислоту из гексадеканаля с выходом 97,5% от теоретического [358]. О получении ненасыщенных кислот из ненасыщенных альдегидов при помощи Нв0е в присутствии SeO2 сообщили Смит и Холм [359]. Проводя окисление 0-хлорпропио- паля HN03, удалось получить p-хлорпропионовую кислоту с 81%-ным выходом [360]. Окисление альдегидов до кислот в газовой фазе на платниово-силикагелевом катализаторе Исследовано Фостером и Кэйсом |361].
В химии углеводов используются специальные методы окисления альдегидных групп, различные для аналитических и для препаративных целей. Для превращения альдоз в альдоновые кислоты с успехом применяется электрохимический метод, впервые предложенный Исбеллом и Франтом [362].
Позднее Килиани [363] модифицировал метод Исбелла; он оказался вполне пригодным для окисления не только гексоз, но и пентоз.
Zt-Манноновая кислота из Л-маннозы по Килиани [364]. Растворяют 100 г Л-маннозы в 2 л воды, смешивают с 17,7 г СаВг2 и 55 г СаСО3 и при перемешивании подвергают электролизу в подходящем цилиндре с угольными электродами (диаметр электродов 12 мм. расстояние между ними около 8 см, сила тока 0,5 —0,7 а). Через 50—55 ч реакционная масса почти полностью теряет восстановительные свойства. Ее фильтруют, возможно полнее упаривают, дают затвердеть и измельченную аморфною массу сушат. Получение кристаллического манпоповокислого кальция описано в оригинальной работе.
Для превращения манноновой кислоты в лактон 1 ч. кальциевой сола растворяют на водяной бане в 3 ч. воды, медленно смешивают с избытком щавелевой кислоты, отсасывают выпавший оксалат кальция, концентрируют и упаривают раствор до исходного веса кальциевой соли и оставляют кристаллизоваться.
Для превращения альдоз в альдоновые кислоты можно применять также окисление бромом в водной среде [365/. Препаративное значение приобрело окисление углеводов и их производных кислородом в присутствии катализаторов, содержащих платину [366]. Таким способом можно получать и альдоновые кислоты из альдоз. Пентозы при этом окисляются значительно быстрее. При 22° С они окисляются уже в течение 45 мин, в то время как для окисления Л-глюкозы требуется 5 ч. На основании наблюдения, что в присутствии платины кислородом предпочтительно окисляются первичные, а не вторичные спиртовые группы, разработан удобный синтез уроновых кислот. Для этого необходимо блокировать карбонильную группу у С-1 любым пригодным способом, например переводом альдозы в гликозид [367/. Об окислении концевых первичных спиртовых групп в углеводах с помощью N2O4 см. [368].
а-Кетокарбинолы легко окисляются. Единственный существующий пригодный способ нх окисления использовался еще Броером и Цинке [369]. По этому способу на спирты действуют соединениями меди (II) в водной среде. Например, оксипировино- 1 радную кислоту получают обработкой диоксиацетона избытком ацетата меди (11) с выходом 87% от теоретического [370].
F. Л s i n g е г. Вег., 75. 658 (1942).
[359 С. W. S m i t h, R. Т. Н о 1 m, J. Org. Chern., 22, 746 (1957).
С. М о и г е и, R. С h a u d, Org. Synth., 8, 54 (1928).
П. 1). Foster, D. B. Keyes, Ind. Eng. Chern., 29, 1254 (1937).
H. S. 1 s b e I 1, II. L. F г и s h, Bureau of Standards J. of Res., 6, 1145 (1931); C., 1931, II, 3331.
H. Kiliani, Ber., 66, 117 (1933).
[364/ K. Bernhauer, К. I г r g a n g, Biochem. Z., 249, 216 (1932).
] V/. C. Overend, M. Stacey, L. F. Wiggins, J. Chern. Soc., 1949.
1358.
К.H e у n s et al., Ann., 558, 187,192(1947).
K.U e у n s, H. Paulsen, Angew. Chern., 69, 603(1957).
368|K.Maurer, G. D r e f a h I, Ber.,80,94 (1947).
А.В г с и о r, Th. Z i n k e, Ber., 13,636(1880); Ann.,216,313 (1883).
37U[ W. E. Evans jr. et al., J. Am. Chern. Soc., 60, 1628 (1938).
7. Реакции Канниццаро п Тищенко *
Альдегиды, в которых сс-атом углерода не связан с атомом водорода, превращаются в соответствующие спирты и карбоновые кислоты под влиянием водных или спир- товых растворов щелочен (реакция Канниццаро):
2К—СПО -™С. RCOO- ГНСП.ОН
Обычно в эту реакцию, названную по имели ее первооткрывателя реакцией Канниццаро, вступают альдегиды ароматического и гетероциклического рядов, хотя известны и исключения из этого правила. Подобные окислительно-восстановительные реакции играют значительную роль и биологических процессах, происходящих в клетках под влиянием ферментов. В лаборатории реакция Канниццаро используется для получения кислот, а также спиртов, причем выходы каждого компонента обычно со-- ставляЮт 50% ■
Пирослизевая кислота и фурфуриловый спирт [371]. В сосуд емкостью 4 л вносят 1000 г технического фурфурола, охлаждают при перемешивании до 5—8° С и из делительной воронки приливают раствор 275 г NaOH в 350 мл воды так, чтобы температура смеси не поднималась выше 20° С. После этого перемешивают еще 1 ч и добавляют количество воды, нужное для растворения выпавших кристаллов натриевой соли мирослизевой кислоты. Затем в аппарате для экстракции жидкостей экстрагируют из раствора фурфуриловый спирт 1500— 2000 мл эфира. Основные количества фурфурилового спирта можно также удалить встряхиванием с эфиром в делительной воронке.
Оставшуюся после экстрагирования эфиром щелочную жидкость подкисляют по индикатору конго 40%-ной H2SOd (примерно 400 лм). При охлаждении выпадает в осадок темноокрашепная смесь ппрослизевой кислоты и бисульфата натрия; смесь отсасывают, растворяют в 2300 лм кипящей воды, добавляют 60 г животного угля и выдерживают при кипячении около 45 мин, после отделения угля фильтрат охлаждают до 16е С (не ниже). Выход пирослизевон кислоты, достаточно чистой для проведения многих реакций, составляет 60—63% от теоретического.
Для очистки малые количества кислоты возгоняют, желательно в вакууме.- (2 мм рт. ст.); большие количества перегоняют при пониженном давление; т. пл. 133—134° С.
Фурфуриловый спирт получают разгонкой эфирной вытяжки. Сначала а при нормальном давлении собирают фракцию, отгоняющуюся при температуре • кипящей жидкости 95° С, а затем фракционируют остаток в вакууме. Выделяю#,- 310—325 г спирта (т. кип. 75—77° С при 15 мм рт. ст.), что соответствует выходу 61—63% от теоретического. Для хранения фурфуриловый спирт стабили-- зируют добавкой 1% мочевины.
Нитробепзонные и галогенбензойные кислоты получены из соответствующих . альдегидов с выходами 84—90% от теоретического[372]. При сплавлении л-оксибенз- - альдегида мри 190е С с КОН он почти количественно превращается в л(-оксибензой- ную кислоту, так как промежуточно образующийся бензиловый спирт реагирует с КОН по уравнению:
НОх- КОх
^Ч-спгОН+гкои —► <^>-соок+нг гн2о
При взаимодействии двух различных альдегидов с концентрированными щело-е чами происходит перекрестная реакция Канниццаро. Этот метод особенно рекомен- дуется для получения первичных спиртов. В качестве второго компонента реакции применяется избыток формальдегида, при этом формальдегид преимущественно окис-'* ляется до кислоты, а высший альдегид восстанавливав ich до спирта:j
RCHO+СНзО -^-“ ВСПоОН + НСОО"
W. С. WilsoQ, Org. Synth., 6, 44 (1926), [3 72] G. Lock, Ber., 63. 855 (1930).
Способ нс требует особой аппаратуры н специальных реагентов, спирты полу, чаются быс1ро п с отличными выходами. Дэвидсон и Войсс [373] приводят общеприме- пимый и хорошо воспроизводимый способ превращения л-толилальдегида в п-толил- ьарбинол. О перекрестной реакции Канниццаро моно-, ди- и тризамещенных бензальдегидов с формальдегидом см. также [374].
Перекрестная реакция Канниццаро с формальдегидом имеет препаративно^ значение для альдегидов с водородом у а-атома углерода. Эгог атом водорода заме- ищется па окенметильную группу, а альдегидная группа восстанавливается избытком формальдегида в спиртовую. Так, из альдегидов с двумя а-атомамп водорода получают триметплолалкапы [375]:
-2^L^ rc(ch»oh)2c/° хн-2^L^ rc(ch»oh)2c/° хн/О/О
-2^L^ rc(ch»oh)2c/° хн
-2^L^ rc(ch»oh)2c/° хн
RCH»C<Z +2UC<fz
ХИХН
/О „
ВС(С11гОН)гСх + HC<f -2^^ ВС(СН»ОН)з+НСОО-х Н Mi"
Пентаэритрит С(СН3ОН)4 получают этим способом из ацетальдегида [376].
Реакция Канниццаро применима почти ко всем без исключения двузамещенным бензальдегидам. Но если оба орто-положения к альдегидной группе замещены электроноакцепторными заместителями, как, например, в 2,6-динитробензальдегиде или в 2,6-дигалогенбензальдегидах, то происходит отщепление карбонильной группы.
Наилучшие выходы при проведении реакции Канниццаро достигаются с 50%-ными растворами КОН или NaOH. При проведении реакции с нитробензальдегидами необходимо применять только 15—35%-ные щелочи. В случае
плохорастворимых альдегидов пользуются 25%-ным спиртовым раствором КОН. В водных средах требуется сильное встряхивание. Перекрестная реакция Канниццаро проводится в метиловом спирте. Если во время реакции выделяется тепло, массу слегка охлаждают. Для медленно протекающих реакций рекомендуется слабый подогрев. Часто благоприятной температурой реакции является
Обзор работ по реакции Канниццаро составлен Гсйссманом [377]. Исследования механизма реакции опубликованы Каратом и Снайдером [378].
Под действием алкоголятов происходит димеризация альдегидов. Это положение» по наблюдениям Тищенко [379], можно препаративно использовать для получения сложных эфиров, в спиртовом и кислотном компонентах которых содержится одинаковое число атомов углерода. Реакция протекает под каталитическим действием алкоголятов алюминия или магния по общей схеме:
2RCHO —* КСООСЛгП
Эфиры такого типа помечаются в природе (например, спермацет, пальмитило- вый эфир пальмитиновой кислоты). Этот способ представляет ценность в том случае» когда применяемый альдегид (например, фурфурол) более доступен, чем соответству- ющщ. спирт п кислота. Для реакции требуются очень чистые исходные продукты. Она применима также к альдегидам, содержащим водород у а-атома углерода.
Как установил Клайзен [380], при работе с ароматическими альдегидами в кд® честве катализатора можно с успехом использовать алкоголят натрия. Таким способом в присутствии бензилата натрия с выходом 90—93% от теоретического получают бвйгЯ зилбензоат из бензальдегида [381]. Между тем, при проведении реакции с алифатиче^ сними альдегидами в присутствии алкоголята натрия происходит альдольная коцта денсация.
Подробные исследования по изучению оптимальных условии реакции проподия^ Чайлд и Адкинс [382]. В отличие от реакции Канниццаро, для проведения которой требуется по меньшей мере 1 лолъ щелочи, в этой реакции достаточно каталитическим количеств алкоголята. Из алифатических альдегидов с 2—8 атомами углерода в такйЗ условиях получаются соответствующие эфиры свыходом69—100% от теоретического Проведение димеризации альдегидов до эфиров в присутствии алкоголята алюминов приводит в большинстве случаев к образованию около 30% побочных продуктов По-видимому, лучшими катализаторами являются алкоголяты цинка или галогене» держащие алкоголяты алюминия. При их помощи удается даже из ацетальдегид получить этилацетат [383]. В присутствии алкоголята магния или соединена Mg[Al(OC2H5)4]2 может быть осуществлена перекрестная реакция Тищенко [384$ при этом из промежуточно образовавшегося альдоля по реакции его с исходным аду дегидом образуется эфир 1,3-диола:3
'RОI
КСЛо-СНДОЖ-СН-СЩ-О-С-СНгП)
Алифатически связанный гало1ен легко обменивается на кислород с образов^ нием спиртов, альдегидов, кетонов или карбоновых кислот. Легкость обмена снижается в ряду: R—1> R—Br> R — С1 или в ряду: третичный > вторичный >■ первичны]Алифатически связанный гало1ен легко обменивается на кислород с образов^ нием спиртов, альдегидов, кетонов или карбоновых кислот. Легкость обмена снижается в ряду: R—1> R—Br> R — С1 или в ряду: третичный > вторичный >■ первичны]//. Обмен галогена на кислород
Алифатически связанный гало1ен легко обменивается на кислород с образов^ нием спиртов, альдегидов, кетонов или карбоновых кислот. Легкость обмена снижается в ряду: R—1> R—Br> R — С1 или в ряду: третичный > вторичный >■ первичны]
Алифатически связанный гало1ен легко обменивается на кислород с образов^ нием спиртов, альдегидов, кетонов или карбоновых кислот. Легкость обмена снижается в ряду: R—1> R—Br> R — С1 или в ряду: третичный > вторичный >■ первичны]
алкялгалогениды. Обмен фтора на кислород до сих пор играет незначительную роЛ| в препаративной органической химии. Для получения фенолов из арилгалогенидш требуются жесткие условия ведения процесса, что применяется преимущественно в про- мышлеттлпсти. ■.
Обмен галогена на гидроксильную группу
Гидролиз алкилгалогенидов на практике проводят кипячением их с водньоЙ щелочами, с суспензиями карбонатов щелочноземельных металлов или с суспснзшщ окиси свинца (I]j. Иногда используют обходный путь: галогенпроизводное превру щают обработкой ацетатом щелочного металла в соответствующий эфир, которш затем омыляют. Этот способ применяют главным образом для получения гликоней так как гидролиз щелочами 1,2-дигалогенсоединений в большинстве случаев пром ходит с плохими выходами вследствие образования побочных продуктов., 4
З-Хлор-циклопентен-1 превращается под действием охлажденного льдом рас* твора NaHCO3 в циклопентен-1-ол-З [385]. Двухчасовой обработкой 1,3-дихлорбу тена-2 4,2%-ным раствором соды получают 3-хлорбутен-2-ол-1 с выходом 63% от теорв- тического; галоген у ненасыщенного атома углерода не омыляется [386]. Для успевав ного проведения гидролиза алкилгалогенидов можно также использовать нитрате^ ребра [387]. В некоторых специальных случаях омыление алкилгалогенидов проводят
1380] L. Claisen, Вег., 20 , 646 (1887).’ '2
О. К a m m, F. W. Kamm Org. Synth., 2 , 5 (1922); H. Henecka, в кнмб
H on b с n - We у 1, 8/Ш, 558 (1952).*
W. C. Child, H. Adkins, J. Am. Chem. Soc., 47, 798 (1925)..
H. Henecka, в книге Houben-Weyl, 8/1П, 558 (1952).
F.J. V 111 a ni, F. F. N о г d,J. Am. Chem. Soc,, 69, 2605 (1947).
K.Alder, F.H. Flock, Chem. Ber„ 89, 1735 1956).
L.F. H a t c h,V. C h i о 1 a, J.Am. Chem. Soc., 73/361 (1951).?
J387JILGil man.C. G. Br annen, R. К. I n g h a m, J. Am. Chem. Soc.*
1690 (1956).
п ки<лом среде. Так, например, n-нитротрифенилметилхлорид превращают в п-нитрс трифепилкарбинол [388] в ледяной уксусной кислоте с добавлением НСЮ4. 4-Хло{ карбостирил [389] получают кипячением в течение 2 ч 2,4-дихлорхинолина в диоксап с Ви. HCL Мак-Клоски и Колеман [390] описали превращение ацетобромглюкоаз в 2,3,4.6-тетраацетат Р-Р-глюкозы при помощи Ag2CO3. Особенно легко омыляютс бензилгалогеииды. Для получения бензилового спирта бензилхлорид кипятят 2 с трехкратным количеством свежеосажденной окиси свинца и десятикратным коля честном воды [391]. Мелье [392] кипятил в течение нескольких часов эквимолекуляр ные количества бензилхлорида и К2СО3 до исчезновения масла на поверхности реакци онпой смеси. Выход бензилового спирта не указан.
Гидролиз а-галогенкарбонильных соединений следует вести очень осторожно так как ct-оксикарбонильные соединения чувствительны к щелочам *. Для получейн, бензилгликолевого альдегида [393] гидролиз проводили в водной суспензии ВаСОд Большое значение имеет получение а-оксикарбоновых кислот. Хороший лабораторныз способ получения гликолевой кислоты приведен Витцеманом [394]. Он отличаете; от ранее опубликованного способа [395] тем, что для омыления вместо карбоната наль ция применяют ВаСО3.
Гликолевая кислота. Растворяют 50 г монохлоруксусной кислота в 500 мл воды и медленно прибавляют 120 г ВаСО8. Смесь нагревают около 30 в колбе с обратным холодильником при перемешивании до полного превращена; выделения СО2. Далее отфильтровывают избыток ВаСО8 и из горячего фильтрат, осаждают перешедший в раствор барий прибавлением 52,1 г 95%-цой HsS04 После выдерживания смеси в течение некоторого времени на горячей бане "отса сывают осадок и многократно промывают его водой. Фильтрат и промывные вода смешивают с небольшими порциями H2SO4 до тех пор, пока в растворе оста путся лишь следы ионов бария. Снова фильтруют и упаривают фильтрат в вану уме, причем выпадает еще немного BaSO4. Остающийся сироп, сильно пахнущие соляной кислотой, нагревают 2 ч на паровой бане для удаления основного ноли честна НС], после чего остается 40 г остатка. При потирании стеклянной палоч кой или при внесении затравки (кристаллическая гликолевая кислота) начи нается кристаллизация; получается 16,5 г гликолевой кислоты, что соответ ствует выходу 41 % от теоретического. Выход кристаллической кислоты в значи тельной мере зависит от степени упаривания раствора; следует избегать чрезмер ного упаривания. Если гликолевая кислота остается в аморфном состоянии, е можно еще раз перевести в бариевую соль и повторить вышеописанные операнда Общий выход гликолевой кислоты составляет 88,7%, ио половина этого количе ства может быть выделена только в виде кальциевой соли.
Для синтеза а-оксимасляной кислоты этот способ непригоден. Ее полу чают следующим образам.
а-Оксимасляная кислота [396]. Кипятят в течение 5—6 ч 100 а а-бром масляпой кислоты с эквимолекулярным количеством К2СО3 (83 г) и 500 м. воды. Затем раствор упаривают, остаток смешивают с рассчитанным количест вом НС], отсасывают вязкий раствор от выпавшей смеси КВг и КС1 и продук исчерпывающе экстрагируют из фильтрата эфиром в аппарате для экстракци] жидкостей. После сушки над Na2SO4 и отгонки эфира остаток пере гоняют в вакууме и после многократного фракционирования получают а-океи масляную кислоту; т. кип. 140° С (12 мм pm. cm.y, т. пл. 42° С; выход не указав
Методику см. I. К г 1 t с h е v s к у et a]., J. Am. Chern. Soc., 74, 483 (1952) В общем случае целесообразно сначала заместить галоген на ацетоксигрупп- для образования ацетоксикетонов и затем осторожно их гидролизовать. — При*» ред.
Р. D. Bartlett, J. В. С о t m а п jr., J. Am. Chern. Soc., 72, 3098 (1950) R. J. Rowlett jr., R. E. Lutz, J. Am. Chern. Soc., 68, 1290 (1946).
M. M с С 1 о s k e v, G. H. С о 1 e m a n, Org. Synth., Coll. v. 3, 43 (1955).
L a u t h, E. G г i m a u x, Ann., 143, 81 (1867).
J, Meunier, Bull. Soc. chim. France [2], 38, 159 (1882).
S. D a nj 1 о w, E. Venus-Danilowa, Bor., 63, 2769 (1930).
J. W i t z e m a n n, J. Am. Chern. Soc., 39, 109 (1917).
A. Holzer, Ber., 16, 2955 (1883).
Bischoff. P. Walden, Ann., 279, 102 (1894).
В качестве побочной реакции при омылении алифатических галогенидов может происходить отщепление галогеноводорода, которое часто удается в значительной мере предотвратить применением свежсосаждепной окиси серебра, реагирующей уже па холоду. Однако можно более надежно избежать образования олефинов омылением галогенидов через соответствующие ацетоксппроизводвые.
Если гидролиз алкплгалогенидов затруднен или происходит отщепление гало- геповодорода, применим способ, предложенный Буио 1397): обработка кислородом гриньяровских соединений галогенидов в эфирных растворах с последующим разложением водой. Этот способ рекомендуется также и для ароматических соединений. Обычно при этой реакции плохие выходы часто могут быть улучшены добавкой алифатических металлоорганических соединений [398[.
Находящийся в ароматическом ядре галоген обменивается непосредственно на гидроксильную группу с трудом. Гидролиз галогензамещенных бензолов проводится под давлением в присутствии щелочей или катализаторов [399]. Превращение хлорбензола в фенол описано в многочисленных патентах [400]. Из арилбромидов соответствующие фенолы можно получать по реакции с разбавленными щелочами в автоклаве в присутствии медных катализаторов [401]. Легче протекает гидролиз арил- галогенидов, у которых имеются электроноакцепторпыс заместители в орто- или пара- положении к галогену.
Обмен галогена на карбонильный кислород
Превращение есл-дпгалогенидов в альдегиды или кетоны достигается с помощью кислотных или щелочных агентов. Часто омыление гладко протекает и в водной среде в присутствии FeCls. Для гидролиза чисто алифатических дигалогенпроизводных требуются более жесткие условия, чем для гидролиза бензальгалогенидов. В бепзаль- хлориде, получаемом хлорированием толуола, всегда содержатся примеси бензил- хлорида и бензотрихлорида. В присутствии борной кислоты при 130—160’ С эта смесь с хорошим выходом превращается в бензальдегид [402]. Метод применяется в промышленности. n-Хлорбепзальхлорид омыляется при комнатной температуре при взаимодействии с концентрированной серной кислотой [403] в течение 5 ч. При гидролизе 1,1,2-трНфтор-2-хлор-3-фенилциклобутена 92%-ной H2SO4 и 100° С образуется фенилциклобутендион с выходом 75% от теоретического [404]. Для получения Й-метил-пиридона-2 (выход 80% от теоретического) смесь 1Ч-метил-2-иодпиридинийио- дида и 6 п. НС! нагревают 24 ч с обратным холодильником и затем нейтрализуют твердой содой[405]. n-Бромбензальбромид гидролизуется при нагревании в течение 15 ч с водной суспензией СаСОг Образующийся п-бромбензальдегид выделяют перегонкой с водяным паром [406]. о-Фторбензальдегид [407] получают омылением о-фторбеизаль- бромида К2СО3. Виттиг и Видал [408] осуществили синтез флуоренона из 9.9-дибром- флуорена действием ацетата натрия в 60%-ной уксусной кислоте. В известных случаях переход от гел-дигалогепидов к карбонильным соединениям рекомендуется проводить обменный взаимодействием с эквимолекулярным количеством безводной щавелевой кислоты при НО—130° С, причем все побочные продукты улетучиваются из реакционной массы. Например, при нагревании 2-(дихлорметил)-бензимидавола с порошкообраз-
М. L. Bouveault Bull Soc, chim. France [3], 29, 1053 (1903).
C. D. Hurd, K. L. Kreuz, J. Am. Chern. Soc., 72, 5543 (1950).
Герм. пат. 539176, Frdl., 18,* 805; 588649, Frdt, 20, 421; W. Mathes, Angew. Chem., .52, 591 (1939).
G. S. S a n s n a w, Chem. Age, 45, 61 (1941); E. Hausmann, Erddl u. Kohle, 7, 496 (1954); C., 1955, 1603.
I. Lowenthal, J. M. Pepper, J. Am. Chem. Soc., 72, 3292 (1950).
1. J, Makaroft-Semliansky, S. Prokin, J. prakt. Chem., [N. F.I, 147, 317 (1937).
W. L. McEwen, Org. Synth., Coll. v. 2, 133 (1943).
E. J. S mu tny, I. D. Roberts, J. Ain. Chem. Soc., 77, 342(j (1955).
H.L.В r a d 1 о w,С.A.V a n d e г w о r f, J. Org. Cho,m., 16, 1151(1951).
G.H.ColemanG.E.H e n e у w e I 1, Org. Synth. Coll., v. 2, 89(1943).
В.В.Корптак,Г.С.Колесников, Синтезы органическихсоеди
нений, Сборник 2, Изд. АН СССР, 1952.
С. W i t t i g, J< Vida 1, Chem. Вег., SI, 370 (1948).
пои щавелевой кислотой образуется 2-альдегидобензимидазол с выходом 80% от теоретического [409]. о-Фталальдегид и пафталнн-2,3-диальдегид можно получить нагреванием в течение 40 ч а^.сс'.а'-тетрабром-о-ксилола и соответственно 2,3-ди-(дйором~ метил)-нафталина с водно-спиртовым раствором оксалата калия [410].
Для синтеза альдегидов или кетонов не всегда обязательно применять зеж-дц- галогеннды. Имеются способы, по которым карбонильные соединения легко, иногда с отличными выходами, получаются также из моногалогенидов. Например, при прибавлении З-хлорциклопонтепа-1 при энергичном перемешивании и 0° С к водному раствору Na2Cr2O? образуется хромовый комплекс циклопентен-1-она-З, который разлагают до кетона, осторожно приливая к нему по каплям при охлаждении 50%-ную H..SO4: выход 60—68% от теоретического [385], Циклопентапднон-1,2 может быть получен добавлением по каплям при сильном перемешивании и 100° С водного раствора FeCl3 к водному раствору 2-хлорциклопентанона; выход 80% от теоретического [411].
Болес широко применим метод Соммле [412]. По атому методу па галогепметил- арильных соединений в спирте или хлороформе по реакции с гексаметилентетрамином образуются четвертичные аммониевые соли, которые при кипячении с водой или разбавленными кислотами разлагаются с образованием альдегидов, формальдегида, метиламина и аммиака. При ведении всего процесса в разбавленной уксусной кислоте (1 : 1) выделение промежуточных продуктов в большинстве случаев пе является необходимым.
о-Толуиловый альдегид. Смешивают 60 г со -бром-о-ксилола с 250 мд спирта, прибавляют 48 г гексаметилентетрамина (небольшой избыток) и 50 мд воды; при встряхивании смесь разогревается и уротропин переходит в раствор. Через 5 мин запах о-ксилолбромида исчезает; добавляют еще 200 мл воды, кипятят 2 ч с обратным холодильником и перегоняют с водяным паром. Когда после отгонки около 1,5 л дистиллята все еще мутный конденсат больше не имеет запаха альдегида, из него экстрагируют продукт реакции эфиром, промывают экстракт водой, сушат и фракционируют. Получается 27 г о-толуилового альдегида (70% от теоретического); т. кип. 86—88° С (19 мм pm. cm.).
1-Нафтальдегид [413]. Смесь 106 г 1-хлормегплнафталина, 106 г гексаметилентетрамина, 250 мл ледяной уксусной кислоты и 250 мл воды кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 2 ч. Через 15 мин смесь гомогенизируется, затем начинается отделение масла. По окончании кипячения прибавляют 200 мл концентрированной НС1 и нагревают еще 15 мин. После охлаждения продукт экстрагируют эфиром, эфирный слой несколько раз промывают водой, раствором Na2c6s, вновь водой и сушат NaBCO3. После отгонки эфире альдегид перегоняют при 105—107° С (0,2 мм pm. ст.) или при 160—162° С (18 мм рт. ст.). Альдегид затвердевает при 0—2,5° С. Выход 70—77 г (75—82% от теоретического).
1-Хлорметилнафталик и 1-нафталъдегид раздражающе действуют нс кожу и глаза!
Следует указать на синтез 2-тиофенальдегида пз соответствующего хлорметильною соединения [414] и стильбен-4-альдегида из 4-меТНЛСТИЛьбепа через бромметид. стильбен [415]. При помощи реакции Соммле можно также получать м- и п-диальде- гнды; о-диалъдесиди по .этой реакции не образуются.
Алифатические альдегиды редко удается получать таким путем, так как онх тотчас же вступают в дальнейшие взаимодействия. Однако иногда ото оказываете*
Н. Baganz, Angow. Chern., 68, 151 (1956).
14W] А. С. С о р е, S. W. Fenton,]. Am. Chern. Зое., 73, 1672 (1951); W. R i е 4 И. Bodcm, СЬеш. Вег., 89, 711 (1956).
] Ц, к. 1 n h о f f е п, П. К г a m е г, Chern. Вег., 87, 493 (1954).
W. 8 о m m е] с t, С. г., 157, 852 (1913).
S. J. Angy al, J. В. Т е t a z, J. G. ^Wilson, Org. Synth., 30 r 67 (1950).
К. В. Wiberg, Org. Synth., 29, 87 (1949).
] G. D г e f a Ii 1, W. Hartro dl, J. prakt. Chern. [4], 4, 127 (1956).
возможным. Выделенное четвертичное соединение алкилгалогенида и гексаметилет тетрамина медленно вносят в 50%-ную уксусную кислоту и тотчас же отгоняют с и дяным паром образующийся альдегид. 9
Обзорную работу по реакции Соммле см. [416]. <з
Кренке установил, что соединения с особенно реакционноспособным галог^ ном — типа АгСН=СНСНгС1, АгСОСН8С1, а также и АгСНаС1, образуют пиридинл|| вые соли, превращающиеся при взаимодействии с п-нитрозодиметпланилином в та троны, на которых при кислотном гидролизе кислотами гладко образуются альдегид^
АгСН2СОСН2С1 -21Н1Л* [ArCH2COCH2-NC5H5]Cl- 4 | ONC,H«N(CHa), j
АгСН2СОСПОАгСН2СОСПОArCH2COCH=-N-C6H4N(CfT3)2
АгСН2СОСПО
АгСН2СОСПО
Все эти реакции можно проводить в мягких условиях при низких темпярятурма поэтому способ особенно полезен для получения <х,В-ненасьиценных альдегидов и ЗЯ мещенных глиоксалей. Обзор реакций составлен прение [417]; там же приведет экспериментальные данные. Рид н Бендер {418] впервые синтезировали гетероцикл ческий о-диальдегид (тионафтендиальдегид-2,3) по способу Кренке.' i
Еще один общий метод превращения замещенных бензилгалогенидов в соотве ствующие альдегиды основан на действии натриевых солей алифатических нитропар финов на бензилгалогениды. Особенно пригодны для этой цели натриевые соли 2-нитр пропана и нитроциклогенсана. Они образуют с бензилгалогенядами неустойчив^ эфироподобные соединения, разлагающиеся на оксим и альдегид:'^
(СН3)2С = NOH+С6Н6СНО(СН3)2С = NOH+С6Н6СНО(CH3)2C=NOCH2C6H5(CH3)2C=NOCH2C6H5Напрпмер, по такому методу с выходом около 70% от теоретического удало, получить из о-ксилилмонобромида о-толуиловый альдегид [419].
(СН3)2С = NOH+С6Н6СНО
(СН3)2С = NOH+С6Н6СНО
(CH3)2C=NOCH2C6H5
(CH3)2C=NOCH2C6H5
3. Обмен галогена на карбоксильный кислород
Обмен галогенов в тригалогенидах на карбоксильный кислород происхо аналогично омылению моно- и гем-дигалогенидов. Относительно этой реакции имеется новых данных. Обычно применяют известковое молоко при 50° С, спирте® щелочи, иислоты или ведут процесс в водной среде с РвС13. Способ не имеет бо препаративного значения, так нак соответствующие исходные продукты часто тр доступны. В некоторых специальных случаях (хлораль; 1,1,1-тригалогенацетон) дролиз происходит с расщеплением С—С-связи.
Описаи интересный синтез а-алноксиизомасляной кислоты [420] конденса ацетона с хлороформом в последующим щелочным гидролизом в присутствии спя продукта конденсации до кислоты;
(СН3)гС-СС1„ ^°ELS°5» (СН8)2С-СООН
ORORОН
OR
OR
Гидролиз, вероятно, протекает через стадию образования эпоксисоедин (СНз)оССС12
О
[416] 1417} 1418] [419][416] 1417} 1418] [419]{420}{420}S. J. A n g у a 1, Org. Reactions, 8, 197 (1954).
[416] 1417} 1418] [419]
[416] 1417} 1418] [419]
{420}
{420}
F, К r ti li n k e, Angew. Chern., 65, 613 (1953).
W. Ried, H. Bender, Chern, tier., 89, 1574 (1956).
TL B. Hass, M. L. Bender, Org. Synth., 30, 99 (1950); [G. Utzinge^ Ann., 556, 50 (1943). — Прим. редД.
Ch. Weizmann, M. S n 1 z b a c h e r, E. Bergmann, J. Am. Chem« Soc., 70, 1153 41948).
При действия щелочей на 1,1-ди-(п-хлорфенил)-2,2,2-трихлорэтан (ДДТ) в зависимости от условий получают ди-я-хлорфенилуксусную кислоту или 1,1-ди-(«-хлор- фе1Шл)-2,2-дихлорэтилен [421].
n-Бромбензойная кислота. Получают гидролизом п-бромбензотрихлорида нагреванием его в течение 5 ч с 85%-ной H8S04 при 30—50° С. Кислоту выделяют, выливая реакционную массу на размельченный лед; выход 95% от теоретического.
Бензойная кислота. Бензотрифторид омыляют нагреванием со 100%-ной H2SO4 до исчезновения слоя бензотрифторида; выход бензойной кислоты 94% от теоретического [422].
Карбоновые кислоты редко получают из их галогенангидридов. Для гидролиза галогенангидридов их приливают по каплям при интенсивном перемешивании в ледяную воду или охлажденный льдом раствор Na$C03. Тольно в исключительных случаях приходится применять для разложения спиртовый КОН. Ароматические галоген- атидриды более устойчивы, чем алифатические.
Обмен азота на кислород
Обмен аминогруппы на гидроксильную группу
В алифатическом ряду аминогруппа обменивается на гидроксильную под действием азотистой кислоты:
RCH2NHa + HNO2 —► RCH2OH + N2 + H2O
Реакция не всегда протекает по приведенной схеме, а при дезаминировании в-алкиламинов наряду с первичными н вторичными спиртами образуются олефины, сложные эфиры, алкилгалогениды (при ведении процесса в соляной кислоте) и простые эфиры (при ведении процесса в спиртах); основными продуктами реакции являются первичные спирты (30—50%) и олефины (около 25—35%). Образования сложных эфиров можно избежать проведением реакции в растворах фосфорной иля хлорной кислот. Как правило, амин растворяют в рассчитанном количестве 10—15%-ной уксусной кислоты, приливают по каплям в реакционную смесь эквивалентное количество насыщенного раствора NaNO. и затем в течение нескольких часов нагревают при 80-90° С.
Для превращения Z-аспарагина в Z-яблочную кислоту Вальден [423] растворял аминокислоту в разбавленной азотной кислоте и раствор обрабатывал окислами азота на горячей водяной бане при частом встряхивании до полного прекращения выделения азота. Переход а-ампнокарбоновых кислот в а-оксикарбоновые кислоты под действием азотистой кислоты идет без изменения конфигурации асимметрического центра молекулы.
Из циклических аминов под действием HN02 образуются вторичные спирты и циклоолефины . Дезаминирование алкилциклогэксиламинов обычно происходит с сохранением конформации. При экваториальной аминогруппе образуется циклогексанол с экваториальной оксигруппой; прп аксиальной аминогруппе образуется небольшое количество экваториального оксисоединения, а в качестве основного продукта реакции — циклогексен [424].
В то время как 1,3- и 1,4-аминоспирты переводятся при помощи H'NO2 в основном в двухатомные спирты, 1,2-аминоспирты реагируют с одновременной перегруппировкой и чаще всего образуются кетоны:
Н^>С(ОН)~СН2МН2 -2^» R'COCH2R
Подробное и наглядное представление об отношении аминов к азотистой кислоте см. [425].
В большинстве случаев алифатические амины менее доступны, чем соответствующие оксисоединения. Поэтому превращение первичных алифатических аминов в первичные спирты имеет гораздо меньшее препаративное значение, чем превращение первичных ароматических аминов в соответствующие фенолы.
Существует несколько путем для перевода первичных ароматических аминов в фенолы. В некоторых случаях возможен обмен аминогруппы на оксигруппу под действием разбавленных кислот или щелочей. Этот способ используется главным обра-. зом в промышленных процессах и не всегда пригоден в лабораторной практике. 1-Ами-' нонафталин-3,5-, 3,6- и 3,7-дисульфокислоты можно количественно перевести в соот-, ветствующие 1-оксинафталиндпсульфокислоты [426] нагреванием кислых солей в воде до 180® С. Кипячением 2-амино-5-нитроанизола в течение 30 ч с водным раствором NaOH получают 4-нитрогваякол с выходом 86% от теоретического [427].
Общеприменимым способом превращения ароматических аминов в фенолы или нафтолы является нагревание водных растворов ароматических диазосоединений (стр. 539).j
Во избежание протекания побочных реакций при разложении галогенидов; или нитратов диазония диазотирование нельзя вести в азотнокислых растворах или растворах галогеноводородных кислот. Приходится работать с Сернокислыми растворами, что вследствие плохой растворимости сернокислых солей ароматических аминов вносит некоторые усложнения./
[ArN2]+HSOj ArOH4-H2SO4-[-N2»
Метод поясняется на нескольких примерах.;
л»-Нитрофенол из м-нитроанилина [428]. Охлажденной смесью 450 млу воды и 330 мд концентрированной H2SO4 заливают при перемешивании 210 в "■ тонкоизмельченного л-нитроанилина и смешивают с 800 г льда. После того как : образуется гомогенная смесь, из капельной воронки приливают в течение 8— ^ 10 мин раствор 105 г NaNO4 в 250 мл воды до положительной иод-крахмальной 1 реакции, поддерживая температуру 0—5® С. Затем перемешивают 5—10 мин» i дают осесть сульфату л-нитрофенилдиазония, сливают отстоявшуюся жидкость j и для очистки соли диазопия, в случае необходимости, промывают ее деканта- цией ледяной водой. К фильтрованию прибегают только при наличии примесей 4 в виде крупных частиц.
Тем временем в колбе емкостью 5 л доводят до кипения смесь 750 лм 1 воды с 1 л концентрированной H2SO4 в к кипящему раствору из капель- -^ ной воронки добавляют слитую с сульфата диазония жидкость так, чтобы смесь Л в колбе энергично кипела (около 50 мину Затем маленькими порциями приба- ^ вляют твердый сульфат диазония, избегая потерь вследствие выбросов пены. ^ После добавления всей соли кипятят еще несколько минус, выливают содержи- j мое колбы в горячем состоянии в большой химический стакан, охлаждаемый З проточной водой, и дают смеси охладиться при энергичном перемешивании. 4 В этих условиях выделяющийся в виде темного масла ^-нитрофенол затверде- J вает в мелкодисперсном виде. После охлаждения фенол отфильтровывают, воз- | можно тщательнее отсасывают осадок и промывают 450 мл ледяной воды. Неочи- I щенный продукт сушат на воздухе, выход составляет 170—180 г (81—86% от тео- у регического). Для очистки продукт перегоняют в вакууме (т. кип. 160—165° С % при 12 мм рт. .ст.) или перекристаллизовывают из бензола.3
Способ получения оксипроизводных из диазосоединений применим и для других, относительно устойчивых нитродиазососдинеиий. Если соединепня диазоиня легко' а разлагаются, то их не следует выделять в твердом состоянии.,|
IT. F г е у t a g, F. Moller, G. Pieper, H- S б 1 1, в книге Н ouben- ^ w е у 1, Methoden tier organischen Chemie, 4 Aufl., Bd. 11/2, 1958, S. 133. J
[426FrdL, 4, 518; Л. П i с c h e, H. S о e b о t h, Ann., 638, 102 (I960).
[42/] N. L. D г a k e, H. С. II а г г i s, С. B. J a g e r, J. Am. Chern. Soc., 70, 170 (1948).<
[428] К. II. F. Мацукс, Org. Synth., 8, 80 (1928).
.«-Хлорфенол [429]. Раствор сульфата диазония, полученный обычнь способом из -м-хлоранплина, медленно приливают по каплям к нагретой 1-40° С смеси концентрированной H2S04 и воды (2 : 1), после чего продукт реа пил перегоняют с водяным паром, экстрагируют эфиром, сушат над Na2S< и перегоняют в вакууме; т. кип. 214° С; выход 67% от теоретического.
Общеприменимый путь синтеза фенолов оппсан на примере превращения 3-бро. 4-аминотолуола в 2-бром-п-крезол [430].
2-Бром-ге-крезол. В раствор амина в серной кислоте при перемешивай! и температуре 0—5е С к течение 15 мин вводят по каплям под поверхность жи кости водный раствор NaNO2, перемешивают еще 5 мин и последовательно см шпвают с водой, мочевиной и льдом. Полученную массу в несколько приему добавляют к нагретому до 130—135° С раствору 150 г Na2SO4, 200 г II2SO, 100 .мл воды; выход 80—92% от теоретического.
Аналогичное превращение л-ампнобензальдегида в л-оксибензальдегг ВМ. [431].
Описав [432] способ перевода галогенидов диазония в фенолы в присутствв фосфорной кислоты. При обработке фторборатов диазония ледяной уксусной кислоте образуются ацетилоксисоединения, которые дезацетилируют обычным путем [433 Относительно устойчивы трифторацетаты диазония, из которых нагреванием равны образом можно получать фенолы с хорошими выходами [434].
Аминогруппы в псевдоароматических гетероциклических соединениях тон были заменены во многих случаях на гидроксильные группы через соответствующе диазосоединения. Таким образом, в частности из гуанина, был получен ксантин [435
В большинстве случаев аминогруппу в а- и Р-нафтилампнах можно заменил оксигруппой действием бисульфита натрия (реакция Бухерера; см. также стр. 495
NaHSO*
CloH7NH3 + H2O .CioH7OH + NH3
Нафтиламин обрабатывают 4—8-кратным избытком NaHSOg в течение 6—30 (продолжительность реакции различна для разных аминов) при 90—150° С в водно среде; при этом образуются .м-тетралонсульфокислоты. Сульфокислоты устойчив в кислой и нейтральной среде, но под действием щелочей разлагаются на сульфи и нафтол [438]. Выходы почти количественные. Таким путем можно перевести такж 5-аминохинолйн в 5-окснхинолин [436]. Если в мета-положении к аминогруппе нахе дится сульфогруппа, реакция не идет. Обзор по реакции Бухерера составлен Дрейко [437]. Новые исследования реакции Бухерера проведены Рихе и Зсеботом [438]. Автор выяснили механизм реакции и приводят богатую библиографию *.
Омыление амидов карбоновых кислот происходит подобно омылению эфиро при кипячении со щелочами или сильными кислотами. Например, нагревание в течеша 30 мин бекзоилглицил-ОБ-лейцинамнда с 1н. раствором NaOH при 100° С получаю бен.юилглицил-Z) L-лейцин с выходом 68% от теоретического [439]. Для омылени
Вопросам механизма реакции Бухерера посвящены классические исследована. Н. II. Ворожцова ст. (Н. Н. Ворожцов, Основы синтеза промежуточны, продуктов и красителей, Госхимиздат, 1955, стр. 411—416). — Прим. рее. А. F. Holleman, I. J. Rinkes, Rec. trav. ehim., 30, 81 (1911).
E. Ungnade, E. F. Orwell, Org. Synth., 23, 11 (1943).
R. N. I eke et al., Org. Synth., 29, 63 (1949).
H. Brockmann, A, D о г 1 a r s, Chem. Ber., 85, 1180 (1952).
L. E. S ш i t h, H. L. II a 11 e r, J. Am. Chem. Soc., 61, 143 (1939).
M. R. Pettit, M. Stacey, J. C. Tallow, J. Chem. Soc., 1953, 3081 F. Korte, II. Barkemeyer, Chem, Ber., 89, 2404 (1956).
E. B. Hartshorn, S. L. Baird jr., J. Am. Chem. Soc., 68, 1562 (1946) N. L. Drake, Org. Reactions, 1, 105 (1942),
A. R i e c h e, H. S e e b о t h, Ann., 638, 5 7; 66 (I960).
Th. Wieland, H. Fritz, Chem. Ber., 86, 1198 (1953).
нерастворимых амидов рекомендуется употреблять смесь соляной и ледяной уксусной кислот.*
Применяя для трудногидролизуемых амидов обработку азотистой кислотой по Буво, их можно перевести с хорошими выходами в карбоновые кислоты [440].
Трифенилуксусная кислота [441]. При слабом нагревании растворяют 0,2 г тонкомзмельченного трифенилацетиламида в 2 г концентрированной H2SO4, охлаждают раствор льдом и к нему очень медленно приливают охлажденный льдом раствор 0,2 г NaNO2 в 1 лл воды. Затем постепенно нагревают на водяной бане. При 60—70° С начинается энергичное выделение азота, которое заканчивается при 80—90° С; смесь нагревают еще несколько минут (но не больше) на кипящей водяной бане. После охлаждения трифенилуксусную кислоту осаждают ледяной водой и перекристаллизовывают из ледяной уксусной кислоты; т. разл. 255° С.
Об омылении амидов см. также [442, 443].
Если азотистая кислота при этом может оказать нитрозирующее действие, то этот метод не может быть использован.
Для превращения амидов в карбоновые кислоты рекомендуется также применять трехокись азота N2Og. Например, для получения трибутилуксусной кислоты пропускают в охлажденный льдом раствор трибутилацетамида в ледяной уксусной кислоте N»O„ оставляют смесь на ночь и затем 2 ч нагревают на паровой бане; выход 80% от теоретического [444]. Описано превращение амида глюкозокарбоновой кислоты под действием жидкой N„O3 в соответствующую карбоновую кислоту [445].
Обмен азота на карбонильный кислород
Обмен азота на карбонильный кислород имеет очень небольшое препаративное значение. Используемые при этом методы не всегда применимы.'
Джонсон и Дегеринг [446] получали альдегиды и кетоны из первичных и вторичных алифатических нитросоединенпй, для чего проводили гидролиз натриевых солей их ациформ.
, При действии сухого НС1 на нитрилы в абсолютном эфире или в смеси эфира с хлороформом образуются имидхлориды, продукты восстановления которых гидролитически расщепляются SnCl2 с образованием альдегидов. Способ, по-вндимому, может с успехом применяться только для получения ароматических ини гетероцикли- ; ческих альдегидов; наибольшее значение для реакции [447] имеет активность упо- ’ требляемого для восстановления 8пС]2. Этим путем синтезированы р-нафтальдегид ‘ (выход 95% от теоретического) [447] и 4-метилтиазол-5-альдегид (выход 40% от теоретического) [448].’
Об аналогичных превращениях нитрплов в альдегиды сообщает Хенле [449], который использует вместо SnCl2 амид натрия п ведет реакцию в присутствии фенил- ‘ гидразина. При этом образуются фенилгидразоны, расщепляемые обычным путем д в альдегиды.i
Аналогичным способом был получен о-толилальдегид [450]: по реакции с РС15 < анилид о-толуиловой кислоты превращали в импдохлорид, который затем растворяли 1
]М. L. В о u v с а и ] t, Bull. Soc. chim.Franco [3],9, 368 (1893).?
]G. Heyl V. Meyer, Ber., 28, 2783(1895).
]J. J. Sudborough, Ber., 28, Ref.917 (1895).•
]V.Meyer, W.M о 1 z, Ber., 30, 1279 (1897).
]N.S p e r b e r,D. P a p a, E. Schwenk, J.Am.Chem.Soc., 70, 3093 4
(1948).%
R.Grewe, G.Rockstroh, Chem. Ber., 86,546 (1953).|
K.J 0 h n s 0 n,E. F. D e g e г i n g, J. Org. Chem., 8,10 (1943).Л
W. Williams, Org. Synth., 23. 63 (1943).ч
C. R. H a r i л g t 0 n, R. C. G. Moggri dge, J. Chem. Soc., 1939, 445. "
F. Henle, Ber., 35, 3039 (1902); 38, 1362 (1905).
W. Williams С. H. Witten, J. А. К г у n itsky, Org, Synth., j 26, 97 (1946). r
в эфирном растворе SnC2s, насыщенном сухим HCI:
^\/СНзх^Х^И3
| YРС1», [ УSnci,:Hc):
ХСОМНСвН5\c-NCeH5
С]
/сн3^\/снз
—► ][|НСЕН.О „ ^ |( +CeH5NE
^/\c=NCeH6^^СНО
н
При последующей перегонке с водяным паром образовавшийся анил расп плялся на альдегид и анилин. Таким же способом был получен В-ионилнденацетаз дегид [451), причем SnCls был заменен эфирной суспензией СгС13.
Общий метод превращения нитрилов в альдегиды заключается в действии натре этоксиалюминийгидрида на нитрил. Этим способом после 1 —2 ч взаимодейста 3-цианпиридина с натрпйэтоксналюминийгидридом в тетрагидрофуране был получ инридив-з-альдегид; выход 83% от теоретического [452]. Еще лучшие результат получаются при употреблении литийэтоксиалюминийгидрида; процесс ведут в эфе ном растворе при 0° С. Алифатические альдегиды образуются с выходами 70—801 ароматические — с выходами 80—90% от теоретического [453].
Уместно указать и на получение альдегидов из N-мегиланиллдов иарбонов; кислот [454]. Последине переводятся алюмогидридом лития в альдегиды часто с xoj шпми выходами. Восстановление * лучше всего проходит в тетрагидрофуране, в бод шинстве случаев при 0° С.
Еще один простой метод получения альдегидов состоит в том, что каталитн< ское гидрирование нитрилов останавливают на промежуточной стадии образовав альдимина, для чего наиболее пригоден семикарбазид. По этому способу удало< в частности, получить альдегиды из производных бензилцианида с хорошими выз дами [455]. Образующийся семикарбазоп фенилацетальдегида расщепляют раствор формальдегида.
По одной из модификаций реакции Соммле (см. стр. 317) первичные н вторичн: бензиламины превращают в альдегиды при помощи формальдегида и гексаметиле тетрамииа. Например, Греймор и Девис получинн этим путем бензальдегид из гид^ хлорида бензиламина [456]. Гидрохлорид 2-аминометилфлуорена при таком же СЕ собе дает ф.туорен-2-альдегид с выходом 70% от теоретического [457]. О взаимодейста: третичных аминов с гексаметилентетрамином см. работы [458, 459].
Другим путем, позволяющим осуществлять превращение первичных алифа! ческих аминов в альдегиды, по-видимому, является воздействие на амин кисноро воздуха в присутствии порошкообразной меди [460]; реакция еще мало изучена.
Превращение алифатических нитросоединений в кетоны известно как реакц,: Нефа. Оно протекает с промежуточным образованием ациформы нитросоединена
* Особенно хорошие результаты получаются при использовании этиленимя^ карбоновых кислот [II. В г о w n, А. Т s u k a m о t о, J. Am. Chem. Soc., 8 2018, 4549 (1961)]. — IJpuM. ped.
R. Kuhn, C. Morris, Ber., 70, 857 (1937).
Q. и e s s e, R. S c h г о d e 1, Angew. Спет., 68, 438 (1956).
H. C. Brown, G. J. Shoaf, C..P. Garg, Tetrahedron Letters, № 9 (1959).
F. Weygand et al., Angew. Chern., 65, 525 (195.3).
H. P I i e n i n g e r, G. Werst, Angew. Chem., 67, 156 (1955).
J. G г e у m о rp, 1). R. Davies, J. Chem. Soc., 1945, 293.
H.“r. Snyder, S. Swami и at han H. J. S i m s, J. Am. Chem. So. ,74, 5110 (1952).
] M. M. R о b i n в о n, B. L. Robinson,!. Am. Chem. Soc., 77, 457 (1955 [4601 С. И. rnyini.i, Ж0Х, 7, 983 (1937); C., 1937, 11, 3152.
Например, для получения З-ацетплцпклогексанона [461] растворяют 3-(1-нитроэтил)- циклогексанон в разбавленном растворе NaOH, прибавляют при 0° С при перемешивании 30%-ную И28О4 и медленно нагревают сначала до комнатной температуры, а затем до 55u С.
Карбонильные соединения редко получают из оксимов и гидразонов прямым путем. Однако эти производные представляют интерес для очистки и выделения альдегидов и кетонов.
Легче всего расщепляются производные кетонов, немного труднее — производи ныс ароматических альдегидов; расщепление производных алифатических альдегидов происходит в наиболее жестких условиях. Оксимы расщепляются легче, чем гидразоны. Гидролиз простых оксимов и гидразонов протекает гладко, в то время как при расщеплении изонитрозокетонов иногда возникают затруднения. Гидролиз ведут в соляной пли разбавленной серной кислотах и для повышения растворимости иногда добавляют спирт. Для расщепления легко разлагающихся карбонильных производных с успехом применяются щавелевая, фталевая или уксусная кислоты. Общеприменимый метод предложен Тиманном [462]. Он заключается в том, что оксимы пли семикарбазоны летучих с паром альдегидов перегоняют в тоне водяного пара с фталевым ангидридом: выходы почти количественные.
В качестве примера кислотного гидролиза следует указать па превращение мопооксима фенилметплдикетона при помощи водной H2SO4 в дикетон [463]. п-Хи- ноноксимы с хорошими выходами гидролизуются [464] в водном растворе СиС12. 2,4-Ди- нитрофенилгидразовы очень гладко расщепляются в присутствии СиСО3 80%-ноц или более концентрированной муравьиной кислотой [465] или раствором левулиновой кислоты (9 объемов) в 1 н. соляной кислоте (1 объем) [466], иногда в присутствии органического растворителя для повышения растворимости. Последний метод оказался также вполне пригодным для гидролиза оксимов. Для расщепления соединений Жирара рекомендуется [467] применять 0,5—2 н. НС1. Расщепление происходит при . комнатной температуре в течение 12—16 ч.
При нагревании фенилгидразона бензоина в ледяной уксусной кислоте в течение 2 ч получают бензил с выходом 77% от теоретического [468]. Образующийся при атом фенилгидразин оказывает дегидрирующее действие на вторичную оксигруппу. Оксимы очень мягко окислительно расщепляются также азотистой кислотой или изо- амилнитритом па холоду. Этот способ особенно рекомендуется для выделения неустойчивых альдегидов. Таким путем был получен янтарный диальдегид [469].
Янтарный диальдегид. Суспендируют 30 г диоксима янтарного диальдегида в 40 лм диоксана, суспензию охлаждают льдом и к ней в течение примерно ' 40 мин, прибавляют 45—50 мл этилнитрита с такой скоростью, чтобы температура все время оставалась в пределах 5—15е С, до тех лор, пока от добавления новых порций нитрита не перестанет повылтяткся температура. Смесь оставляют на почь и затем фракционируют в токе СО2 при разрежении 13 мм pm. cm. Сначала отгоняется диоксан, а при 67° С перегоняется 13—14 г мономерного альдегида, что соответствует выходу около 60% от теоретического. Мономерный диальдегид можно довольно долго хранить без доступа влаги; постепенно он превращается в стекловидный полимер, из которого при перегонке вновь выделяется мономер.
Глутаровый дпальдегпд получают из диоксима [470] с выходом 85 — 95% от теоретического, дейстуя па диоксим NaNOo в солянокислой среде при температуре от —10 до — 5r' С. •
461462463464465466467468]469]470]461462463464465466467468]469]470]Л. McCoubrcy, J. Chern. Soc., 1951, 2933.
461
462
463
464
465
466
467
468]
469]
470]
461
462
463
464
465
466
467
468]
469]
470]
Tiemann, Вег., 33, 3721 (1900).
W. W. Hartmann, L. J. Roll., Org. Synth., 23, 1 (1943).
W. T. Su me rf or d, D N. D a 1 t о n, J. Am. Chern. See., 66, 1330 (1944).
R. Robinson, Nature, 173, 541 (1954).
II. D e P u у, B. VV. Ponder, J. Am. Chom. Soc., 81, 4629 (1959).
Lederer, G. Nachmias, Bull. Soc. chim. France, 1949, 400.
W. T h e i 1 a c k e r, P. Tros ter Ann., 572, 144 (1951).
Mannich, H. Budde, Arch. d. Pharm., 270, 283 (1932).
A. C. Cope et* al., J. Am. Chern. Soc., 73, 3416 (1951).
Этот метод [471] применим также для обработки ссмикарбазонов.
Для получения чувствительных альдегидов, особенно в ряду углеводов, с успехом используется особый вид «переэтерификации», при которой желаемое карбонильное соединение вытесняется из его производного другим карбонильным соединением:
RCH=NR' + R’CHO ^ R'CH=NR'+RCHO
В качестве «вытесняющих компонентов» применяют бензальдегид, 2,4-дипитро- бензальдегид, формальдегид и пировиноградную кислоту. Формальдегид вызывает нежелательные последующие реакции. В химии углеводов применяют только бензальдегид. Примером реакции разложения бензальдегидом может служить способ, описанный Фишером [472].
Галагептоза. Растворяют 10 г фснилгидразояа галагептозы в 400 лм горячей воды и встряхивают с 5 мл чистою бензальдегида. После почти полного выделения маслянистого продукта реакции и осветления жидкости в ней растворяют при нагревании еще 6 г фенилгидразона галагептаноэы и встряхивают с 2,5 мл бензальдегида. Эту операцию повторяют еще раз. Затем всю смесь нагревают 15 мин, дают ей охладиться, отфильтровывают выделившийся фенилгидра- зон бензальдегида и извлекают из фильтрата эфиром непрореагировавшие бензальдегид и бензойную кислоту. Обесцвечивают водный раствор животным углем, фильтруют и полностью отгоняют в вакууме растворитель. Галагептоза остается в виде бесцветного сиропа.
Аналогичным способом была получена 3,5-монометилен-/)-ксилоза [473].
Озазоны также расщепляются этим способом. По Э. Фишеру и Армстронгу [474], растворяют 20 г фенилмальтозазона в 1600 мл кипящей воды и энергично перемешивают с 16 ч. чистого бензальдегида. Если бензальдегид достаточно тонко распыляется, реакция продолжается около 20 мин. Пс охлаждении смеси отфильтровывается фенилгидразон бензальдегида, образующийся почти в теоретическом количестве, и поступают далее, как описана выше.
Для получения карбонильных соединений из соответствующих ссмикарбазонон в ряду стероидов обменное взаимодействие проводят предпочтительно с пировиноградной кислотой [475].
Расщепление шиффовых основапий в карбонильные соединения и амины происходит аналогично гидролизу оксимов и гидразонов. Протекание реакции зависит
Для этой цели предпочтительно применяется формальдегидДля этой цели предпочтительно применяется формальдегидальдегида.альдегида.другого 1476].другого 1476].от основности амина и реакционной способности альдегида, па которые разлагается азометин. Гидролиз можно проводить в относительно мягких условиях, например при кратковременном нагревании с разбавленными минеральными кислотами, или ишлда в разбавленных спиртовых или уксуснокислых средах. Продукты конденсации аминов с альдозами разлагаются ужо в присутствии следов кислот. Шиффовы основания обычно не разлагаются щелочами. Так же как в оксимах и гидразонах, альдегидный остаток шиффового основания можно заместить остатком
Для этой цели предпочтительно применяется формальдегид
Для этой цели предпочтительно применяется формальдегид
альдегида.
альдегида.
другого 1476].
другого 1476].
Е. Р. Oli veto et al., J. z\m. Chern. Soc., 78, 1736 (1956).
E. Fischer, Ann., 288, 145 (1895).
O. Th. Schmidt, G. N jeswand t, Chern. Ber., 82, 5 (1949).
E. Fischer, E. F. Armstrong, Ber., 35, 3142 (1902).
1). T a u 1), R. D. П of f so m m c r, N. L. w e n d 1 e r, J. Am, Chern.
Soc., 79, 454 (1957).
1476] R. Adams, G. H. С о ] e in a a, Org. Synth 2, 17 (1922).
3. Обмен азота на карбоксильный кислородJ
Получение карбоновых кислот из обычно легко доступных нитрилов имеем большое значение для соединений алифатического, ароматического и гетероцикла лического рядов. Омыление нитрилов проводится в жестких условиях, например дей^ ствием сильных кислот или щелочей. Применять ли омыление кислотами или щелочами, нужно решать в каждом отдельном случае. Предпочтение следует отдавать гидролиз кислотами, особенно концентрированной ПС1. Для лучшего растворения нитрила ому ление часто проводят в присутствии уксусной кислоты. С той же целью щелочной омыление иногда ведут в присутствии спирта или пиридина, иногда под давлением* Первичные цианиды омыляются легче, чем вторичные и третичные, а алифатические & легче, чем ароматические. Последние остатки нитрила или образующегося в качеств промежуточного продукта амида не всегда легко отделяются от реакционной массь В некоторых случаях омыление ведут только до стадии амида кислоты и завершай гидролиз другим способом, например взаимодействием с азотистой кислотой [477]
Для перевода алифатических динитрилов в дикарбоновые кислоты целесообразе применять концентрированную HCL Так поступают при получении глутаровой кЩ лоты из динитрила глутаровой кислоты [478]. Ароматические нитрилы, напрнм# o-толунитрил, омыляют 75%-ной H2SO4.
о-Толуиловая кислота [479]. В колбу с мешалкой и обратным хол^ дильником заливают 3 кг 75%-ной H2SO4 (d = 1,67), нагревают до 150° Си А перемешивании в течение 2 ч прибавляют 1 кг о-толунитрила. Перейешиваи массу еще 2 ч при 150—160° С, затем повышают температуру до 190° С и продо^ жают перемешивание еще 1 ч. Полученную кислоту высаживают водой, пэд водят в натриевую соль (нерастворимый амид толуиловой нислоты отфильтруй вывают), подкисляют и перекристаллизовывают из бензола. Выход от 930 Я 1030 г (80—89% от теоретического); т. пл. 102—103° С. v,
Трудноомыляемые нитрилы, например о-дизамещеиные бензонитрилы, была с успехом переведены в карбоновые кислоты 100%-ной фосфорной кислотой [480$ в то время как полифосфорная кислота омыляет простые ароматические и алифаА ческие нитрилы (110° С; 1 ч) с хорошими выходами только до амидов кислот [48$|
Фенилуксусная нислота. Фонилацетонитрил омыляют до фенилуксусЯО! кислоты [482] разбавленной H2SO4.А
На 700 г бензилцпанида берут 840 .мл концентрированной H8SO4 и 1150 * воды. Реакция заканчивается после 3 ч нагревания и перемешивания. Выхсб кислоты 630 г, что составляет 77,5% от теоретического.4
Для получения необладающей запахом фенилуксусной кислоты (дД парфюмерии) лучше применять способ Манна [483], по которому омылем проводят не серной кислотой, а щелочью. Бензилцианид нагревают в вода? спиртовом растворе КОН до полного прекращения выделения аммиака, отгоняй спирт, из охлажденного водного раствора экстрагируют эфиром непрореагл^ вавшие бензилцианид и феницацетамид, водный слои подкисляют и обрабатММ вают далее, как обычно.,
Перед перекристаллизацией фенилуксусную кислоту лучше очищай перегонкой в вакууме; т. пл. 76,5° С.4
А.-шфатическлс нитрилы легче всего омыляются щелочами.ч
[477 [478 [479 [480 [481[482 [483[477 [478 [479 [480 [481[482 [483S. S а г с 1, М. S. Newman, J. Am. Chern. Soc., 78, 5418 (1956),
[477 [478 [479 [480 [481
[482 [483
[477 [478 [479 [480 [481
[482 [483
С. S. Marvel, W. F. Т u 1 е у, Org. Synth., 5, 69 (1925).
Я, T. Clarke E. R. Taylor, Org. Synth., Coll. v. 2, 588 (1943).
G. Berger S. C. J. Olivier, Rec. trav. chim., 46, 600 (1927).
H. R. Snyder, С. T. Elston. J. Am. Chern. Soc., 76, 3039 (1954).
R. Adams, A. F. Thal, Org. Synth., 2, 63 (1922).
W. M a n n, Ber., 14, 1645 (1881).
Маргариновая кислота из цетилцианида [484]. В колбе с обратным холо дольником кипятят 30 г цетилцианида (нитрил в-гексадецилкарбоновой кислоты с 60 .«л спирта. 15 мл воды и 10 г КОН в течение 31 ч до полного прекращены) выделения аммиака. Остающуюся после отгонки спирта соль разлагают НС1 выделившуюся маргариновую кислоту хорошо промывают водой и сушат npi умеренном нагревании. После двукратной перекристаллизации из метролей ного эфира она плавится при 61,2° С; выход 78,5% от теоретического,
Синтез малоновой кислоты щелочным омылением циануксусной кислоты см [485]. Превращение ацилцианидов в а-кетокарбоновые кислоты происходит при много суточном их выдерживании в холодной концентрированной соляной кислоте [486] Циангидрины переводятся концентрированной HG1 в а-оксикарбоновые кислоты При щелочном омылении большая часть циангидрина расщепляется до исходны: продуктов. Синтез миндальной кислоты на нитрила см. [487].
Аминонитрилы, полученные действием NHS и HCN или NH4C1 и ^aGN на аль дегиды или из NH8 и циангидринов, лучше всего омыляются концентрированной НС1 При этом аминокислоты получаются в виде гидрохлоридов, которые переводят в сво бодные кислоты с помощью РЪО, NH3 или пиридина. Критический обзор реакций гидролиза аминонитрилов см. [488]. Синтез DL-аланина см. [489, 490]. Получение DZhz амино-а-фенилпропионовой кислоты из ацетофенона, NaCN и NH4C1 через соответ ствующий аминоцианид см. [491]. Для получения ^-аланина прибавляют Д-амино пропионитрил при 90—95° С в течение 40 мин. к раствору Ва(0Н)2 и выдерживаю еще 40 мин при этой температуре; выход 85—90% от теоретического [492].
Как уже упоминалось выше, омыление нитрилов до карбоновых кислот в неко торых случаях удобнее проводить косвенным путем. Пфейффер и Маттон [493] уста повили, что при пропускании хлористого водорода в горячий раствор цианстнльбен: в метиловом спирте циапгрупиа превращается в карбоксиметильную. Нптрялъпа) группа может быть переведена в сложноэфирвую в один прием кипячением интрил! в спирте в присутствии хлористого водорода или серной кислоты. При введении НС в качестве промежуточных продуктов образуются гидрохлориды импдоэфиров [494) [Идролизующнеся водой до эфиров карбоновых кислот и NII4Q. Дрейфал с corp, полу чил гидрохлорид 4-амино-4'-карбметоксистильбена кипячением в течение 2 ч 4-аце гиламиао-4',-цианстильбена в насыщенном НС1 метиловом спирте (495). По даиньп Шпигеля [496], на 1 моль нитрила следует вводить до 10 моль спирта и 1 .ноль H2SOf результаты, получающиеся при нагревании на водяной бане, не всегда удовлетвори тельны. Теоретические выходы получают при работе в запаянных трубках.
Описан [497] простой метод превращения нитрилов в амиды кислот действие! на нитрил 3—30%-ной HgSO» в щелочной среде при температуре около 50° С. Эти способом получен амид никотиновой кислоты из Р-цианпнридина, трудно омыляемог другими способами [498]. Алифатические динитрилы от динитрила янтарной кисиотг и до динитрила пробковой кислоты, ароматически? дивитрнлы, динитрилы терефтале
1484] Я. L. Shriner, J. М. Fulton, D. Burks jr., J. Am. Chern Soc., 55, 1496 (1933).
1185] N. Weiner, Org. Synth., Coll. v. 2, 376 (1943).
] T. S. Oakwood, C. A. Weiseerbcr, Org. Synth., 24, 14, 16 (1944)
/187] В. B. Corson ot a)., Org. Synth., 6, 58 (1926); Gattcrmann-Wie land, Die Praxis des organischen Chemikers, 35 AufL, 1953, S. 198.
] W. Cocker, A. Lapworth, J. Chem. Soc., 1931, 1391.
Ga ttermann- Wieland, Die Praxis des organischen Chemikers 35 AufL, 1953, S. 200.
E. C. Kendall, B. F. McKenzie, Org. Synth., 9, 4 (1929).
R. E. Steiger, Org. Synth., 24, 9 (1944).
J. H. Ford, Org. Synth., 27, 1 (1947).
P. Pfeiffer, К. M a t t о п, Ber., 44, 1115 (1911).
A. Pinner, Die Iminoather »nd ihre Derivate, Verlag Robert Oppenheim Berlin, 1892.
G. D г e 1 a h 1, H. S e e b о t h, W. D e g e n, J. prakt. Chem. [4], 4, 10
,(1956).
L. Spiegel, Ber., 51, 296 (1918).
1497] C. R. N oiler, Org. Synth., Coll. v. 2, 586 (1943).
A. Georg, P. Bachmann, Helv. chi®, acta, 26, 358 (1943).
ион и изофталевой кислот, а также 2,6-дпцпанлиридин омыляются при 60—95е С. до амидов ы-цианкарбоповых кислот при цомовщ сильноосновных ионообменных смол па основе полистирола [499].
IV. Обмен сульфогруппы на гидроксильную группу
Обмен сульфогруппы на гидроксильную является важнейшим методом синтеза фенолов. Применяемый для этого метод щелочного плавления сульфокислот не всегда проходит гладко по схеме:
НЭОзК+КОН — > K2SO^ROH
Известно, что наряду с нормальной реакцией обмена часто происходит окисление, классическим примером которого является превращение антрахинон-р-сульфо- ; кислоты в ализарин.
Несмотря на подобие в действии щелочей КОН и NaOH они по-разному реаги- ■ руюг с сульфокислотами. Так, при действии КОН бензолсульфонат калия почти количественно дает фенол, а при действии NaOH — лить частично. Однако при превращении бензолтрисульфокислоты во флороглюцин [500] поведение оснований как раз обратное: по реакции с КОН удается заместить только две сульфогруппы, а по реакции с NaOH, хотя и с плохим выходом, замещается и третья сульфогруппа
При соответствующем подборе температурного режима и необходимой концентрации щелочи часто удается с помощью КОН и NaOH провести последовательный - обмен нескольких сульфогрупп. Так, в зависимости от концентрации щелочи, из л-бен- v золдисульфокислоты получают л-оксибензолсульфокислоту [501] пли резорцин [5o2]v ■ Реакцию проводят следующим образом: в плавильном тигле из серебра, никеля, меди - или железа к расплавленной смеси КОН или NaOH с небольшим количеством воды • при 200—300° С в несколько приемов добавляют сульфонат. Подробно разработан- ' ный синтез р-нафтола приведен в книге Гаттсрмана [503]. О получении п-крезола см. [504]. 3-0ксипиридин получен из пиридин-3-сульфокислоты с выходом около 80% : от теоретического [505].
1,8-Диоксинафталин ]50б]. В серебряном тпгле сплавляют 60 г КОН ; с 20 .чл воды и 14 г ангидрида 1-нафтол-8-сульфокислоты (нафтосультон), плотно закрывают тигель и нагревают при 200—300°С и перемешивании еще 15—20 мин.- ■ * Потемневшую реакционную массу охлаждают, разлагают 300 мл 13%-нои HCI, - прибавляют такое количество концентрированной НС1, чтобы полностью прекратилось бурное выделение газа, и нагревают, добавляя воду (около 1 л), , причем все переходит в раствор, за исключением небольшого количества смолы. ; При охлаждении фильтрата выкристаллизовывается 6 г неочищенного 1,8-диоксинафталина; из маточника извлекают эфиром дополнительно еще 2 г продукта. = После перекристаллизации из воды, в которой растворено некоторое количество SO2, получается продукт с т. пл. 140° С.
Метод обмена меркаптогруппы на гидроксильную заключается во взаимодей- ствии меркаптанов с хлоруксусной кислотой, в результате чего образуется простой _ тиоэфир. Тиоэфиры иногда гидролизуются в оксисоединения и тиогликоловые кислоты ... уже горячей водой, а иногда только под действием концентрированной соляной кислоты.,
В5Н-^С1С]]2СООН -йсГ* RSCH2COOH ROH — nsCH»C00H :
Этим путем может быть получен 2-окси-4-аминолиримидип (цитозин) из 2-мер- капто-4-аминопиримидина [507].ь
[499[499[500[500(501(501[502[503[502[503[504][505][506]1507][504][505][506]1507]С.В е г t h ег,Спет. Вег., 92, 2616 (1959).^L.Barth,J.Schreder, Вег., 12,422(1879).ЧWillson,К. Н. Meyer, Вег.,47,3162 (1914).;И.Е. F i е г2 -D a v 1 dt G. Stamm,Helv. chim.acta, 25, 368 (1942). JGatlcrmann-Wieland, Die Praxis des organischen Chcmikers, 35 } Aufl., 1953, S. 208.W, W. Hartmann, Org. Synth., 3. 37 (1923).H. Furst, IL J. Dietz, J. prakl. Chern. [4], 4, 154 (1956),)H. E r d m a n Й, Ann., 247, 356 (1888).aIL Hitching s, P. IL Russ <• I, J. Chern. Soc., 1949, 2454.С.В е г t h ег,Спет. Вег., 92, 2616 (1959).^L.Barth,J.Schreder, Вег., 12,422(1879).ЧWillson,К. Н. Meyer, Вег.,47,3162 (1914).;И.Е. F i е г2 -D a v 1 dt G. Stamm,Helv. chim.acta, 25, 368 (1942). JGatlcrmann-Wieland, Die Praxis des organischen Chcmikers, 35 } Aufl., 1953, S. 208.W, W. Hartmann, Org. Synth., 3. 37 (1923).H. Furst, IL J. Dietz, J. prakl. Chern. [4], 4, 154 (1956),)H. E r d m a n Й, Ann., 247, 356 (1888).aIL Hitching s, P. IL Russ <• I, J. Chern. Soc., 1949, 2454.
[499
[499
[500
[500
(501
(501
[502
[503
[502
[503
[504]
[505]
[506]
1507]
[504]
[505]
[506]
1507]
С.В е г t h ег,Спет. Вег., 92, 2616 (1959).^
L.Barth,J.Schreder, Вег., 12,422(1879).Ч
Willson,К. Н. Meyer, Вег.,47,3162 (1914).;
И.Е. F i е г2 -D a v 1 dt G. Stamm,Helv. chim.acta, 25, 368 (1942). J
Gatlcrmann-Wieland, Die Praxis des organischen Chcmikers, 35 } Aufl., 1953, S. 208.
W, W. Hartmann, Org. Synth., 3. 37 (1923).
H. Furst, IL J. Dietz, J. prakl. Chern. [4], 4, 154 (1956),)
H. E r d m a n Й, Ann., 247, 356 (1888).a
IL Hitching s, P. IL Russ <• I, J. Chern. Soc., 1949, 2454.
С.В е г t h ег,Спет. Вег., 92, 2616 (1959).^
L.Barth,J.Schreder, Вег., 12,422(1879).Ч
Willson,К. Н. Meyer, Вег.,47,3162 (1914).;
И.Е. F i е г2 -D a v 1 dt G. Stamm,Helv. chim.acta, 25, 368 (1942). J
Gatlcrmann-Wieland, Die Praxis des organischen Chcmikers, 35 } Aufl., 1953, S. 208.
W, W. Hartmann, Org. Synth., 3. 37 (1923).
H. Furst, IL J. Dietz, J. prakl. Chern. [4], 4, 154 (1956),)
H. E r d m a n Й, Ann., 247, 356 (1888).a
IL Hitching s, P. IL Russ <• I, J. Chern. Soc., 1949, 2454.
ОБРАЗОВАНИЕ НОВЫХ С—О-СВЯЗЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОБМЕННЫХ РЕАКЦИЙ
I. Получение простых эфиров
Получение простых эфиров отщеплением водыот двух молекул спирта
Простые эфиры можно получать каталитически отщеплением воды от двуз молекул спирта:
R—ОН-: НО—R —* R—O-R+HaO
Эфиры образуются таким путем легче всего из третичных спиртов, трудне» из первичных. Реакцию почти всегда проводят в присутствии катализаторов дегидра тации. При этерификации в жидкой фазе применяют кислотные катализаторы, преиму щественно концентрированные минеральные кислоты, а также органические сульфо кислоты, кислые соли и галогенсодержащие соединения, например BF3, ZnCl2, А1С1а При этерификации в газовой фазе пары спиртов пропускают над твердыми катализа, горами (Л12Оу, ТЮ2. обезвоженные квасцы и т. п.) [508].
Некоторые спирты, например трифепилкарбииол и даже бензгидрол, этерифй: цируются уже при перекристаллизации из метилового или этилового спирта в при: сутстпии следов кислот, оставшихся после их синтеза. Фторфенол превращается в соот вегсгвующий .эфир уже при кипячении в колбе с обратным холодильником. Эфире низших алифатических спиртов обычно получают нагреванием смеси спирта с cepHOj кислотой. В этом методе необходимо тщательно соблюдать установленный режи» реакции, особенно температуру, так как очень легко образуются олефины.
Диэтиловый эфир [509]. Нагревают при 140° С этиловый спирт (2 вес. ч. с концентрированной H2SO4 (9 вес. ч.) Температура реакции может быть пони, жена добавлением 9—10% безводного сульфата алюминия [510]
В этих жестких условиях эфиры с хорошими выходами получают только И: спиртов с длиной цепи Ct—С3; спирты с большим числом атомов углерода дают глав ным образом олефины [511—513], Однако по модифицированному способу, при кото ром поддерживалась точно установленная температура реакции и непрерывно отгона лось рассчитанное количество воды, Фогелю [511] удалось приготовить эфиры и И: высших спиртов (до С8).
Несимметричные алифатические эфиры получаются с хорошими выходами до гидратацией соответствующих спиртов только в том случае, если вторым компонентой реакции является третичный спирт [514]. В качестве конденсирующего агента чаЩ| веего применяют сорную кислоту.
'/ipem-Бутилэтиловый эфир [515]. К кипящей смеси 2 моль этиловог« спирта с 2.5-кратным количеством 15%-ной H2SO4 постепенно прибавляю- 1 моль mpem-б'утилового спирта и непрерывно отгоняют азеотропную смей эфира с водой; выход 95% от теоретического.
mpem-Бутилизопропиловый эфир [514]. При получении этого спирт* замена 15%-ной H2SO4 водным раствором NaIISO4 значительно увеличивай- выход.
F. К 1 a g е s, в книге G. М. Schwab, Handbuch der Katalyse, Bd. 7/2 Springer-Verlag, Wien, 1943, S. 292.
A. Williamson, Ann. Chimie [3], 40, 98 (1854).
J. B. S e n d e г e n s, G. r., 151, 392 (1910).
A. I. Vogel, J. Chern. Soc., 1948, 616.
L. M. Norton, С. O. Prescott, Am. Chora. J., 6, 245 (1884).
[513| G. Schroeter, W. Sondag, Ber. 41, 1921 (1908).
1514 J. F. Norris, G. W. Rigby, J. Am. Chern. Soc., 54, 2088 (1932).
I. N. H n 1 t m a n, A. W. Davis, I]. T. Clarke, J. Am. Chern Soc., 43, 366 (1921).
Трифенилнзоамиловый эфир [516]. Трифенилкарбинол растворяют ч в 100%-ной H5SO4 (из 96%-ной H3SO4 и S03) и при — 10° С раствор смешивают '^ с изоамиловым спиртом. Образовавшуюся смесь выливают в ледяную воду Я и выделяют эфир. Выход 88% от теоретического.-Л
Бензгндрил-Р-хлорэтиловый эфир [517]. Его синтезируют аналогичным | способом, нагревая на водяной бане смесь этиленхлоргидрпна, концснтриро--| ванной H2SO4 и бензгидрола в бензоле.°1
ГТ--1
При применении концентрированной серной кислоты часто протекают нежела-й тельные побочные реакции. Поэтому для этерификации неустойчивых соединений рекомендуется употреблять в качестве конденсирующих агентов органические сульфо*? кислоты, например я-толуолсульфокислоту [518]. Так, циклические эфиры енолов’ [519, 520] можно получать кипячением раствора исходного вещества в бензоле с ке*^ большим количеством n-толуолсульфокислоты при непрерывном удалении образу-- ющейся воды с помощью водоотделителя.
Моноэтиловый эфир дигидрорезорцнна [520]. Смесь 215 г дигидрорезор*) цииа, 300 мл 96%-ного этилового спирта, 1500 мл бензола и 7 г га-толуолсульфо*- кислоты нагревают в аппарате с водоотделителем до окончания реакции. Выход) епблового эфира 90% от теоретического.
Из соответствующих спиртов и л-толуолсульфокислоты удалось синтезировать также симметричные эфиры с длинной цепью [521]. После 4 ч кипячения в колбе с об*1 ратным холодильником смеси тиодигликоля, изоамилового спирта и я-толуолсульфоУ кислоты получают тиодигликоль-бис-изоамиловый эфир с выходом 83% от теорий тического [522]:^
ХН2СН2ОН J/СН2СН0ОС6Ни-изо•
д/узп-С>НпОН д/-.4
^CHaCHgOH^СНгСНзОСбНп-язоч
Этерификация под влиянием концентрированной НС1 рассматривается па пр^ мере синтеза Д212 -дициклопентснилового эфира из циклопентеп-1-ола-З [523]: Я
23 I —^11 I [-НН20-|
\/\он Х/Хо/Х/.
Д2-2 -Дициклопентеииловый эфир [523]. Растворяют 10 ли концентрй рованной НС1 в 420 г циклопентен-1-ола-З. Через несколько часов отстаиваете] водный слой, который отделяют, и маслянистый продукт реакции перегоняв^ в вакууме над NaHCO3. Небольшая первая фракция состоит из воды и непреврв щениого циклопентанола (т. кип. 48е С при 11 мм рт. ст.). Основная фракцй) перегоняется при 81° С (11 мм рт. ст.) в виде бесцветной жидкости. Вых^ почти количественный.?
При нагреваиин_ смеси н-бутилового спирта, концентрированной НС1 и N-W тилол-М'-фенилмочевины до 50° С получают соответствующий я-бутиловый (выход 86% от теоретического) [524]>?
C6H6NH—Со—NHCH2OH + C4H9OH —> CeHsNH-CO-NHCHoOCiHe + HsO .7
516
517
518
519
520
521
[522]
[523]
[524]
Н. A. Smith, R. J. Smith. J. Am. Chem. Soc., 70, 2400 (1948).
S. Sugasawa, K. Fujiwara, Org. Synth., 33, И (1953).
F. Krafft, Ber., 26, 2829 (1893).
R. L. Frank, И. K. Hall jr., J. Am. Chem. Soc., 72, 1645 (1950).
R. Crewe, E. Nolte, R. IT. R о t z о 1 1, Chem. Ber., 89, 600 (1956).
R. Perron. C. Paauot, C. r., 228, 584 (1949); Bull. Soc. chim. France.
1949, 333. лI
" " "chter, F. B. Augustine et al., J. Am. Chem. Soc., 74. 407^
F. R i(1952).
K. Adler, F/H. Flock, Chem. Ber., 89. 1732 (1956).
S. Zigeuncr, К. V о g 1 a r, R. Fitter, Mb. Chem., 85, 1196 (1954).
Легко этерифицируются бензиловые спирты [525]. Например, салигенин [526] превращается в о-оксибензилметиловыд эфир при нагревании с метиловым спиртом я запаянной трубке при 150° С:
^/ОН^\/0Н
Г II +СНзОН Г Y +н2°
'vV.H2011^'ХСН2ОСН,
При нагревании фталнлового спирта в присутствии незначительных количеств ч-толуолсульфокпслоты получается циклический Простой эфир — фталан (выход около 6О?о от теоретического [527]):
(0^ 'о + ЩОСН2(0^ 'о + ЩОСН2СИ2ОН
(0^ 'о + ЩО
СН2
(0^ 'о + ЩО
СН2
^/^СНгОН
Это соединение легко осмоляется в присутствии кислот, и поэтому его необходимо тотчас же после образования удалять из реакционной смеси отгонкой в токе азота. Производные фталилового спирта так же, как и сам фталиловый спирт, легко отщепляют воду под действием кислот.
Для синтеза производных фурана из 1,4-гликолей в качестве дегидратирующего средства особенно пригодна фосфорная кислота. Тетрагидрофуран получают из бутандиола-1,4 в промышленном масштабе.
НаС—СН8
I I
Н2с СН2 —— -> I | I I "HtO \ / но он о
Химия фурана и пирана подробно описана Джонсом и Тейлором [528].
Синтез оксетанов [529] (производные триметиленоксида) осуществляется простым способом, для чего раствор соответствующего диола в концентрированной серной кислоте вносят в нагретый концентрированный раствор щелочи и отгоняют образующийся при этом циклический эфир.
Получение смешанных жирно-ароматических эфиров совместным отщеплением виды от спиртов и фенолов в общем не имеет большого значения. Однако с помощью соляной кислоты флороглюцин можно превратить в ди- или триалкиловый эфир [530]. Некоторые нафтолы, оксиантрацены и оксифенантрены [531], например а-нафтол, ^-нафтол, 1,5-диоксиантрацен, а-антрол и ^-антрол (533/, также можно атернфнци- ровать спиртами в присутствии соляной или серной кислоты.
а-Нафтилметиловый эфир [532]. На масляной бане в течение 4 ч нагревают при 125° С в колбе с обратным холодильником 25 а а-нафтола, 25 а абсолютного метилового спирта и 10 а концентрированной H2SO4. Реакцию рекомендуется вести под небольшим давлением. Реакционную массу выливают в воду, маслянистый слой промывают разбавленной щелочью для удаления небольшого
J. Meisenheimer, Вег., 41, 1421 (1908).
J. de J о n g е, В. 17. В i Ъ о, Rec. trav. chim., 74, 1448 (1955).
A. J. Weinheimer, S. W. Kantor, C. R. Hauser, J. Org, Chern., 18, 801 (1953).
D. G. Jones, A. W. C. Taylor, Quart. Rev., 4, 195 (1950).
L. F. Schmoyer, L. C. Case, Nature (London), 183, 389 (1959).
W. Will, K. Albrecht, Ber., 17, 2107 (1884)- W. Will, Ber., 21, 603 (1888); J. IJ e r z i g, H. Kaserer, Mh. Chem., 21, 875 (1900); K. Freudenberg Ber., 53, 1425 (1920).
F. R. Japp, A. Findlay, J. Chern. Soc., 71, И22 (1897); L. G a t t e r- m a n n, Ann., 244, 72 (1888).
15321 O. N. Witt, F. Schneider, Ber., 34, 3173 (1901).
Br. Lampe’ Ber., 42, 1416 (1909); ср. C. Liebermann, A Hagen, Ber., 15, 1427 (1882); 11. Diene). Ber., 38. 2864 (1905).
количества пепрореагировапшего нафтола и затем перегоняют (т. кип. 258° С). Выход почти количественный. Еще легче этерифицируется р-нафтол.
Прп взаимодействии глюкозы с метиловым спиртом и незначительным коли чеством сухого НС1 (в большинстве случаев 0,25% пли меньше) при нагревании в за- иаяниой трубке или при кипячении с обратным холодильником образуется почти исключительно а-метплглюкозид, наряду с небольшим количеством " В-мсгилглюко- зида [534, 535].
а-Метил-Z)-глюкозид [534]. В 200 г (251 .ял) не содержащего поды и ацетона метилового спирта пропускают НС1 до привеса в 5 г и разбавляют 1800 лм метилового спирта. К полученному 0,25%-ному раствору хлористого водорода в метиловом спирте прибавляют 500 г тонкоизмельчонной, сухой а-Д-глюкозы и кипятят 72 ч в колбе с обратным холодильником (обратный холодильник во избежание доступа влаги воздуха должен быть снабжен трубкой с натронной известью), причем через 15 мин вся глюкоза переходит в раствор. Затем раствор охлаждают, вызывают кристаллизацию потиранием палочкой о стенки или затравкой а-метил-Д-глюкозица и после 12 ч выдержки при 0° С отфильтровывают выпавший частично продукт реакции и промывают его двумя порциями холодного метилового спирта по 100 мл каждая; выход 85—120 г; т. нл. 165° С. Маточник кипятят еще 72 ч и концентрируют раствор. В сумме получается 260—266 г продукта, что составляет 48,5—49,5% от теоретического; для допол-- пительной очистки метилглюкозид можно перекристаллизовать из 5 ч. метилового спирта, причем температура плавления глюкозида существенно не меняется.
По более простому способу 150 мл метилового спирта пясытают НС1, как указано выше, до привеса 12 г. доводят объем метиловым спиртом до 500 мл; прибавляют 200 г глюкозы и кипятят в течение 18 ч в колбе с обратным холодиль-' пиком. После первой кристаллизации получают 95 а, а после отгонки из маточника (240 мл спирта) еще 20 г а-метилглюкозида.
В маточниках, остающихся после описанных опытов, содержатся незна- читальные количества р-метплглюкозида.
Способ получения а-мотилгалактозида. несколько отличающийся от описанный? и применимый для получения других углеводов, описали Михель и Литмапи [536].-
а-Метилгалактозид. В колбе с обратным холодильником кипятят некоторое время 25,8 г а-Д-галактозы с восьмикратным количеством -метилового, спирта и в еще горячий раствор при -постепенном охлаждении до 15° С пропу-* скают сухой НС1 (до концентрации НС1 13,6%). Раствор темнеет и после выдер-^ живания в течение ночи теряет восстановительные свойства. Затем часть НС1 ’ отгоняют в вакууме, остаток удаляют с помощью РЬСО3. Фильтрат при стояния в вакууме полностью затвердевает в кристаллическую массу; выход 20,4 а) (73,9% от теоретического). а-МогилгалактОзид перекристаллизовывают из этил-'? ацетата, воды или 50%-ного ацетона.‘
В качестве примера этерификации на твердых катализаторах в газовой фазе^ описывается получение фталана из фталилового спирта [537].
Фталан. Расплавляют 276 г фталилового спирта и дегидратируют, про-^ пуская его пары при 300° С через нагретую колонку, заполненную активиро- - ванной окисью алюминия. При этом образуется 240 г красно-коричневого масла и 36 мл воды. Перегонкой с водяным паром в присутствии 10%-ной водной ., щелочи получают 214 г фталана, что составляет 89% от теоретического. ?
В.Hejferich,W. Schafer,Org. Synth., 6,64 (1926).1
F.Schmith, J.W. V an С 1 ew e, J. Аш, Chem. Soc.,77,3159 (1955).4
F.M i c. h ee 1, O.Ullmann,Ann., 466. 124(1928).i
J.E ri t e 1,С.- H.Ru of, Я. C.Howard, J.Am. Chem.Soc., 74,441■■
.;
Получение простых эфиров алкилированиемгалогенсодержащими соединениями
Классический метод получения эфиров по Вильямсону заключается во взаимс действии алкилгалогенидов с алкоголятами или фенолятами щелочпьтх металлов:
RONa+R'X —> R—O-R'-bNaX
Этим простым и удобным методом можно получать несимметричные и симметрии ные эфиры.
В качестве галогенсодержащих соединений применяют по возможности алкил иодиды, реагирующие легче, чем соответствующие алкилбромиды; алкилхлорищ в большинстве случаев обладают меньшей реакционной способностью. Однако в бев аилхлориде [538, 539]. фурфурилхлориде [540], аллилхлоридах [541—544] и эпи хлоргидрине [545] галоген легко замещается алкоксильной группой. Особенно актив ные галогенсодержащие соединения, такие, как дифенил- и трифенилгалогенмстан! [546], о- п и-нитробензнлхлорид [547], реагируют со спиртами с образованием эфиро уже при стоянии или при кратковременном нагревании.
При взаимодействии алкоголятов натрия с вторичными или третичными алкил галогенидами в результате отщепления галогеноводорода наряду с эфирами лепс образуются олефины. Этот побочный процесс можно ограничить подбором подходящи компонентов реакции: хорошие результаты достаются при введении вторичны и третичных компонентов в виде алкот олятов, а также при использовании алк< голшов магния [548].
Обычный способ получения алкоголятов заключается во взаимодействи щелочного металла с соответствующим спиртом. При использовании окспсоед* нений сложного строения, например частично замещенных углеводов, прнм< няются растворители: абсолютный эфир [549], диоксан [550] или жидкий ах миак [551]. Спирты, трудно реагирующие с натрием, часто с успехом переводя в алкоголяты взаимодействием с калием или с жидким сплавом натрия и кала (1:2) [552]. По реакции е амидом натрия алкоголяты можно получать кд в жидком аммиаке [554], так л в органических растворителях [553].
W. J. М о и а с е 11 i, G. F. Hennion, J. Am. Chem. Soc., 63, 1722 (1941
W. S. Е т е г s о n, J. W. Н е у d et al., J. Am. Chem. Soc., 69, 1905 (1947
W. R. Kirner, J. Am. Chem. Soc., 50, 1955 (1928).
M. Conrad, C. Bruckner, Z. physik. Chem., 4, 631 (1889).
W. T. О 1 s о п, H. F. Hipsher et al., J. Am. Chem. Soc., 69, 2451 (1947
M. T a m e 1 e, C. J. О 11, Ind. Eng. Chem , 33, 115 (1941).
Cp. D. S. Tarbell, Org. Reactions, 2, 22, 26 (1944).
M. J. В 6 e s e k e n, Rec. trav. chim. 34, 102 (1915).
M. M. C. Friedel, J. M. Crafts, Ann. Ghimie [6], 1, 502 (1884).
Герм. пат. 136680.
О. Diels, P. Blumberg, Ber., 44. 2847 (1911)
S. Meyer, T. Reichstein, Helv. chim. acta, 29, 152 (1946
K. Freundenberg, R. M. Hixon, Ber., 56, 2119 (1923).
K. Freudenberg, K. Friedrich, 1. Bumann, Ann., 49« 57 (1932).
[552][553][554][552][553][554]K. Freudenberg, H. Boppel, Ber., 71, 2505 (1938); В. C. Hei dricks, R. E. Rundle, 3. Am. Chem. Soc.. 60, 2563 (1938 M L. W о 1 f г о m, W. W. Binkley et al., J. Am. Chem. Soc 73, 3553 (1951).
[552]
[553]
[554]
[552]
[553]
[554]
A. Bae yer, Ber., 26, 826, 2560 (1893).
B. W r i g h t, M. G. Rolloff. J. II. Hunter, J. Am. Chen Soc., 70. 3098 "(1948); R. P a n 1, S. T c h e 1 i t c h e f f, Bull. Soc. chin France, Mem. [5], 14, 341 (1947).
L. Stevens, A. J. Weinheimer, J. Ain. Chem. Soc., 8< 4072 (1958).
Алкоголяты часто образуются уже при добавлении спиртового раствора едкЬго кали [555] пли суспензии гидроокиси [556] или карбоната [557] щелочного металла к соответствующему спирту.
Для синтеза эфиров нагревают суспензию алкоголята в соответствующем гало- геисодержащем соединении или раствор алкоголята и галогенида в растворителе, например в том же спирте.
Получение пзобутплэтплового эфира по Вильямсону [558]. Растворяют 9 а натрия в чистом изобутиловом спирте (разогревание) и избыточный спирт отгоняют при нагревании до 180° С в токе водорода. Образовавшийся изобутилат натрия быстро растирают в порошок и нагревают при 75° С в запаянной трубке' с этилиодидом до тех пор, пока весь этилиодид не прореагирует (около 7 суток).- При вскрытии трубки улетучивается небольшое количество изобутилена. Полученный изобутилэтиловый эфир отгоняют из трубки, промывают водой, стшат п перегоняют над натрием; т. кип. 79 —80е С; выход хороший.
Без специального выделения алкоголятов можно получать 2-алкоксиэтиловыв спирты [559] из этиленгликоля и алкилгалогенидоп, симметричные диалкоксипро-. пиловые спирты [560] — из симметричного дпхлоргидрина глицерина, соответ-; ствующие оксиэфиры — из триметиленгликоля [561]. Диэфиры гликолей типа ROCH2CH2OR' удобно синтезировать, добавляя алкилгалогеннды к раствору натрия в избытке моноалкилового эфира этиленгликоля [562].
Диметиловый эфир этиленгликоля [562]. В колбе емкостью 3 л. снабженной мешалкой и обратным холодильником, к 1830 а (24 лоль) монометплового- эфира этиленгликоля добавляют при перемешивании в несколько приемок 138 а (6,0 лоль) натрия. После растворения всего натрия в раствор медленно пропу-; екают хлористый метил, поддерживая температуру 60° С. Через 3 ч массу охла-ч ждают и отделяют жидкую фазу от выпавшего NaCl. Отгоняется 422 г диметило*' вого эфира этиленгликоля (78% от теоретического в расчете иа натрий), т. кнп^ 83.5-84,0° С n^l.SSlS.
Га.югепэфиры типа В0(СН2)«Х получают, добавляя спиртовые растворы алкот< голята натрия к раствору соответствующего дигалогенида в безводном эфире. Напри^ мер, из 1,6-дибромгексана и теоретического количества метилата натрия в метиловом^ спирте образуется 1-метокси-б-бромгексан с выходом 80% от теоретического [563^ а,p-Дихлоральдегиды реагируют при температурах ниже 15° С с разбавленным!^ растворами алкоголятов натрия, давая хорошие выходы соответствующих дналн^ оксиальдегидов [564]. Из этилового эфира p-бромпропионовой кислоты и мабыткеа натрия в абсолютном спирте образуется этиловый эфир р-этоксипропионовой кислоты^ с выходом 88% от теоретического [565]. Синтез алкоксикислот, например 1-метоксИ*» уксусной кислоты, описан Леффлером и Калкинсом [566]. Нагреванием диэтилацетал* ?
[555 [556 [557 [558 1559 [560[561][562] [56.3][564][56а] J566][555 [556 [557 [558 1559 [560[561][562] [56.3][564][56а] J566]J. U. X о f, Ann., 318, 7 (1901).
[555 [556 [557 [558 1559 [560
[561]
[562] [56.3]
[564]
[56а] J566]
[555 [556 [557 [558 1559 [560
[561]
[562] [56.3]
[564]
[56а] J566]
Пат. США 1459177; С., 1925, II, 1224.'
L. Claisen, О. Е j s 1 е Ь, "Ann., 401, 29 (1913).
W. L i р р е г t,, Ann., 276, 160 (1893).
С. Cooper, М. W. Partridge, J. Chern. Soc., 1950, 462.'л
H. R. Henze, B. (i. Rogers, J. Am. Chern. Soc., 61, 433 (1939); 62. 175$")
(1940).5
L. I. Smith, J, A. Sprun g, J. Am. Chem. Soc., 65, 1276 (1943)1^
M. Bennett, A. L. H о c k, J. Chem. Soc., 1927, 472,4
.1. V. C a p i n j о 1 a, J. Am. Chem. Soc., 67, 161,5 (1945).
P. Ba nd art, Bull. Soc. chim. France [5], 11, 336 (1944); N. L. Drake et al., J. Am. Chem. Soc., 68, 1537 (1946).
J. Lichtenberger, M. Naftali, Bull. Soc. chim. France [5], 4, 325», (1937).
.M. Swaminatha n, J. Indian Chem. Soc., 23, 388 (1946).
M. T. Lof fie#, A. E. Calkins, Org. Synth., 23, 52 (1913); R. C. F u-
s о п, В.-(J. w о j e i k. Org, Synth., Coll. v. 2. 1913, p 26i)..,
бромацетальдегида н алкоголята натрия в течение 24 ч на водяной бале получаю диэтилацеталь этоксиацетальдегида [567]. По этому методу можно синтезироват и алифатические аминоэфиры.
^Р'р'-Триэтокснтриэтиламин, NiC^CHsORJs [568]. Раствор 6,24 (0,11 моль1) КОН в 25 мл 95%-ного этилового спирта и 4.42 г (0,0183 моль) гидре хлорида трихлортриэтиламина кипятят 3 ч в колбе с обратным холодильникок После отделения выпавшего в осадок КС1 спиртовой фильтрат упаривают пр 10 ял pin. ст. и остаток растворяют в воде. Из раствора извлекают продук реакции эфиром л сушат над MgSO4. Отгонкой при 134—137° С (12 мм рт. ст получают 2.80 г триэтоксиэтиламина (66% От теоретического); т. пл. гидрохлс ряда триэтокситриэтиламина 193—195° С.
Синтезы эфиров по Вильямсону осуществимы также и с гетероциклическим соединениями. Нагреванием в запаянной трубке в течение 24 ч при 150° С 2-xnoj 4-аминохинолина с раствором натрия в абсолютном н-бутиловом спирте получав: 2-»-бутокси-4-аминохинолин с выходом 88% от теоретического [569]. 2-Хлорбен; тиазол переводится при 0е* С раствором эквивалентного количества натрия в этилово спирте в 2-этоксибензтиазол [570]. Из этилового эфира 2-хлорхииоксалин-3-карбон< пой кислоты этим путем получают этиловый эфир 2-этоксихпноксалин-З-карбоноар кислоты [571].
В 2,4,6-трибромпиримидине возможен частичный обмен брома на алкоксильнь; группы. При действии на него раствором двух эквивалентов натрия в абсолютно этиловом спирте и применяя в качестве растворители абсолютный бензол, при комнат ной температуре образуется 2,4-диэтокси-6-бромпиримндин [572[; выход 89% от теор< шческого. При взаимодействия 4-хлор-2-амнио-6-метоксипиримидниа с раствора натрия в этиловом спирте и ксилоле, от которого отогнан избыточный спирт, поел 2 ч нагревания в колбе с обратным холодильником образуется 2-амино-4-этокси-( меюксипиримидин [573]; с большим количеством этилового спирта 6-метоксигрупп также обменивается на этоксильную и образуется 2-амино-4,6-диэтоксипиримидин.
По указанному способу удается также алкилирование фенолов с образование эфиров фенолов. Примером может служить описанное Вейгандом и Габлером [57<< получение n-иитрофенолового эфира. Взаимодействие происходит гладко в высок< кипящем кетоне, используемом в качестве растворителя (например, в циклопеятавоне Аналогичным способом удается также этерификация n-оксибензальдегнда вы< пиши спиртами,
п-Нитрофенил-н-гептиловый эфир. При энергичном перемешивани кипятят в колбе с обратным холодильником 20 г п-нитрофенолята калия, 25 «-гептилбромида и 60 г циклопентанона. Уже через 30 мин выделяется плотиц кашица КВт, реакция заканчивается через 2,5 ч. После охлаждения смесь ра; бавляют эфиром, встряхивают с раствором NaOH н выделяют продукт обычный способами, выход 89% от теоретического. Основное количество добавленное циклопентанона регенерируют.
«-Октиловый эфир п-окенбензальдегида. Раствор 6,1 г (0,05 люл< n-оксибензальдегида и 4 г КОН в 50 мл циклогексапола смешивают с раствора 14.4 г (20%-ный избыток) и-октилиодида в 50 мл циклогексанола. Затем раства при энергичном перемешивании нагревают 4 ч на масляной бане при 120—130° С причем в осадок выпадает Ki. После охлаждения продукт экстрагируют эфиров
1567] Е. Spath, Mh. Chern., 36, 5 (1915).
Н. Н. Richmond, G. Г. Wright, J. Am. Chem. Soc., 67, 22« (1945).
J. В u c h i, H. Hurni, R. Lieber h err, Helv. chim. acta, 32, 18C (1949).
L>70 [ И. G i 1 m a n, К. E. Lentz, J. A. Bee 1, J. Am. Chem. Soc., 74, 105 (1952).
1 ] A. H. G о w e п 1 о c k, G. T. Newbold, F. S. Spring, J. Chem. Soc 1945, 622.
[•"►721B.W. LangleyJ. Am. Chem. Soc.,78, 2136 (1956).
F.L. Rose, G. A.P. T n e y, ,T. Chem.Soc., 1946, 81.
C.Woygand, R.Gabler, J. prakt.Chem., 155, 334 (1940).
вытяжку промывают водой и разбавленной НС1, сушат над NaoS04 п после отгонки эфира фракционируют в вакууме. При 162—163° С (4 л.м рта. ст.) перегоняется 7,6 г смешанного эфира (65% от теоретического).
Для получения алкилариловых эфиров можно использовать также метод Клайзена [557]. По этому способу фенол кипятят на водяной бапе с алкилбромидом в ацетоновом растворе в присутствии К2СО3. Вместо алкилбромидов можно применять также алкилхлориды в смеси с KI; ацетон заменим метилэтилкетоном [575, 576]. Если кетоны в указанных условиях реагируют с фенолами (например, в случае фенолальдегидов), в качестве растворителей используют спирты [557, 577]. Обзор синтезов аллилариловых эфиров см. [544].
Получение аллилфенилового эфира по Клайзену [578]. Смесь 188 г фенола, 242 е аллилбромида, 280 а тонкоизмельченного К2СО3 и 300 г ацетона кипятят в колбе с обратным холодильником на водяной бане в течение 8 ч. причем выпадает осадок КВт. После охлаждения добавляют воду и извлекают продукт реакции эфиром. Эфирный раствор встряхивают с 10%-ным раствором NaOH и сушат над К2СО3. Остающийся после отгонки эфира остаток перегоняют в вакууме; т- кип. 85° С (19 мм рт. ст.); выход 230 г (86% от теоретического).
Чисто ароматические эфиры типа дифенилового эфира могут быть получены из галогенароматических соединений и фенолятов [579—583]. Добавка небольшого количества порошка меди или солей меди к реакционной смеси способствует повышению реакционной способности галогена в арилгалогснидах.
Дифениловый эфир. На масляной бане в течение 2—2,5 ч при 210— 230° С нагревают в колбе с обратным холодильником смесь 15,7 г бромбензола, 11,8 г фенола, 6,2 г КОН и около 0,1 г медной бронзы (природная медь С). Затем из реакционной массы отгоняют с водяным паром сначала нопрореагировавший бромбензол, а потом дифениловый эфир. Выход 12,7 а (90% от теоретического); т. пл. 28® 0; т. кип. 257s С.
Из галогенароматических соединений с нитрбгруппой в орто- и пара-положениях к галогену эфиры получают при сравнительно низких температурах [584—587]. 2,4-Динитрофторбензол со спиртами в присутствии триэтиламипа дает алкид-2,4-ди- нитрофениловые эфиры [588]. Реакция может быть использована для идентификации спиртов.
2,4-Динптрофенил-и-нропнловый эфир [588]. К раствору 0,5 г динптрофтор- бензола в 0,2 г «-пропилового спирта приливают 3 капли триэтиламипа. Черев 12 ч смесь подкисляют избытком 1 н. раствора НС] и выделившееся масло трижды экстрагируют эфиром (порциями по 20 мл). Эфирный слой промывают 2 и. раствором NaHC03 и сушат. Остаток после отгонки эфира перекристаллизовывают пр водного метилового спирта; выход 0,4 г; т. ил. 29° С. Динитрофтор- бензол раздражает кожу!
L. I. S mith, IT. H. H о е h n, A. G. W h i t n e у, J. Am. Chem. Soc., 62, 1863 (1940).'
F. M a u t h n e r, J. prakt. Chem. [2], 148, 95 (1937).
Loe v, C. R. D a w son, J. Am. Chem. Soc., 78, 6095 (1956).
L. Claisen, Ann., 418, 97 (1919).
F. Ullmann, S. S p о n a g e 1, Ber., 38, 2211 (1905).
R. Q. Brewster, Th. Groening, Org. Synth.. Coll. v. 2, 1943, p. 445.
H. E. U ngn a de, E. F. О r w о 11, Org. Synth,, 26, 50 (1946)..
H. S t e 11 e r, G. D и v c, Chem. Ber., 87, 1699 (1954).
W. M. Whaley, L. S t a r k e r, M. Mea dow, J. Org. Chem., 18, 833' (1953).
L. C. Raiford, J. C. Colbert, J. Am. Chem. Soc., 48, 2652 (1926).
F. Ullmann, Ber.. 29, 1880 (1896).
Willgerodt, Ber., 12, 762 (1879).
R. W. Bost.-F. Nicholson, J. Am. Chem. Soc., 57, 2368 (1935).
W. B. Whalley, J. Chem. Soc., 1950, 2241.
Для алкилирования алкплгалогенпдамп наряду с алкоголятами щелочныз металлов применяют также соответствующие соединения серебра, особенно в случа< сильнокислых фенолов. Однако в некоторых случаях взаимодействие с солями се ребра приводит к образованию продуктов, совершенно отличных от получаемых п< реакциям с соответствующими солями щелочных металлов. Например, в присутстви! окиси серебра происходит О-метилирование флороглюцина, а в присутствии производных щелочных металлов — С-метилпрованис (589). О получении пикриловыз эфиров из пикратов серебра см. [590].
Синтез серебряных солей часто связан с препаративными трудностями. Однако пользуясь методом Пурди и Ирвина [591], можно избежать специального получени$ серебряных солей, для' чего соответствующий спирт подвергают взаимодействии с алкилгалогенидом в присутствии окиси серебра. Этот метод особенно важен дл1 метилирования углеводов.
Этерификация гидроксильных групп в углеводах имеет большое значение дл$ определения структуры и для синтеза углеводов. Так как в молекуле углеводов содер жатся не только спиртовые оксигруппы, но и гликозидные группы, чисто формально следовало бы рассматривать образование собственно эфиров и гликозидов в разину разделах. Однако методически более целесообразно сделать это одновременно. (Синте; гликозида из свободного углевода н спирта рассмотрен в предыдущем разделе).
В большинстве синтезов гликозидов исходят из ct-ацетогалогепоз, кото рые под действием спиртов или фенолов в присутствии акцепторов кислоты пре терпевают вальденовскос обращение и превращаются в р-адотнлгликозиды. В качеств, акцепторов кислот служат окись и карбонат серебра, окись ртути, окись цинка и хино лин [592—594]. Образующуюся при взаимодействии с карбонатом серебра вод’ целесообразно связывать добавкой сульфатов натрия или кальция или гидрид: кальция.
Тетра-О-ацетил-р-метилглюкозид [595]. Растворяют 8,6 г ацетобром глюкозы в 126 им абсолютного метилового спирта и при комнатной температур встряхивают с 8,5 г сухого порошкообразного Ag2CO3. Происходящее вначал бурное выделение СО2 примерно через 1 ч прекращается, после чего в закрыто! сосуде на аппарате для встряхивания продолжают реакцию еще 6 ч. Нераство римую часть отфильтровывают, осадок хорошо промывают эфиром, фильтра, смешивают с водой и небольшим количеством чистого ВаСО4, вновь фильтрук» и растворителям дают испариться в вакуум-эксикаторе над H2SO4. Сухой оста ток встряхивают с водой и повторно с эфиром. Объединенные эфирпые вытяжк: встряхивают с раствором Na2CO3 и водой и сушат над Na2SO4. После отгонк; растворителя остается хорошо кристаллизующийся остаток, который перекри сталлизовывают из метилового спирта, а затем из лигроина; выход глюкозид 3,75 г; т. пл. 104—105е С.
Под действием хлорида титана (IV) [596] или трнфторида бора [597] ацетат: р-гликозида перегруппировываются в трудно доступные а-глниозиды.
J. Her zig, S. Zeise], Mh. Chern., 10, 144 (1889); И, 291 (1890); J. Hei zig, Вг. E г t h a 1, Mh. Chern., 32, 491 (1911); ср. E. О t t, E. N aue t Ber., 55, 924 (1922).
[5 90] G. E. P h i 1 b г о 0 k, D, J, Massey, J, Am. Chern. Soc., 73, 3454 (1951 ’
Th, Purdie, I. C. Irvine, J. Chem. Soc., 75, 157, 485 (1899); 83, 1Q (1903); 79, 957 (1901).
G. Zemple n, в книге Fortschritte der Chemie organischer Naturstoffe, Bd. ] Springer-Verlag, Wien, 1938, S. 1.
]593] F. M i ch e el, Chemie der Zucker und Polysaccharide, 2 Aufl., Akadem. Veo lagsgesellschaft Geest u. Portig K. G., Leipzig, 1956, S. 75.
F. К 1 a g e s, в книге G. M. Schwab, Handbuch der Katalyse, Bd. 7/5 Springer-Verlag, Wien, 1943, S. 310.
[5 95] W. Koenigs, B. Knorr, Ber., 34, 965 (1901).
E. Pascu, J. Am. Chem. Soc., 52, 2563, 2568 (1930).
[59?] B. Lindberg, Acta Chem. Scand., 2, 426, 534 (1948);
22 Заказ 1835.
Наряду с описанным способом Кепигса и Кнорра удобным методом является получение гликозидов по Земплсну [592, 598] из а-ацетогалогеноз п спиртов или фено- . лов в бензольном растворе в присутствии ацетата ртути. В зависимости от количества используемых спиртов и катализатора по этому методу можно получать а- или р-гликизиды.
Тетра-О-ацетил-^-бензилглюкозпд [599]. Растворяют 10 з ацетобром- глюкозы в 60 ли бензола и, добавив 3,8 г ацетата ртути п 10,4 г бензилового ,■ спирта, кипятят 2 ч в колбе с обратным холодильником. Затем массу промывают, « встряхивая с водой, отгоняют в вакууме бензол и остающийся сироп растворяют ^ в небольшом количестве метилового спирта. Прц размешивании с водой обычно У сразу наступает кристаллизация. Неочищенный продукт перекристаллизовывают • J из эфира. Выход 60—80% от теоретического.,«
По Гсльфериху [600], фепплглинозпды образуются при сплавлении фенолов с ацетатами углеводов в присутствии кислотных катализаторов.'Я
Обзорные работы по синтезу гликозидов см. [592—594].
Алкилирование спиртовых гидроксильных групп углеводов протекает значи- А тельно трудней, чем образование гликозидов. Особенно большое значение приобрели ^ метиловые [601], этиловые, бензиловые [602] и триэтиловые [603] эфиры углеводов. с Важнейшим методом метилирования углеводов является взаимодействие углеводов ^ с метилиодидом и окисью или карбонатом серебра [591]. Для того чтобы избежать <й окисления восстанавливающих групп углеводов их защищают, лучше всего пере- '5 водом в гликозиды.• л
Тетра-О-метил-а -метилглюкозид [604]. В смесь 60 г метплглюкозида j (1 модъ), 200 мл метилового спирта и 900 8 метилиодида постепенно вносят 680 a J (9,5 моль) окиси серебра. Сначала реакционный сосуд охлаждают, а к концу «Д реакции некоторое время подогревают на водяной бане. Продукт реакции экс- ^ трагируют эфиром, вытяжку фильтруют и перегоняют в вакууме; выход 62,5 г; ^ т. кип. 148—150° С (13 мм. pm. cm.). .^
О-Алкилированпе углеводов часто проходит неполно; в большинстве случаев * для достижения нужного содержания метоксильных групп приходится несколько pas •■' дополнительно метилировать. Проведепо [605] метилирование углеводов метилиодидом ’ и окисью серебра в диметилформамиде; при этом отпала необходимость в дополнительном метилировании, требующемся в других методах.
Исчерпывающее метилирование тростникового сахара. Растворяют я 10,2 з сахарозы в 120 мл теплого диметилформамида [т. кип. 43—44° С пр» 4 12 мм pm. ст.) и при 20е С смешивают с 45 мл подпетого метила. Затем при силь- з ном перемешивании в течение около 15 мин вносят 45 8 Ag2O. После добавле- ^ ния около 20 г Ag3O температура смеси становится раваой примерно 30° С, J при дальнейшем добавлении окисла температуру поддерживатОт не выше 30° С, у при необходимости охлаждая массу. Ко1да примерно через 40 мин после я
G.Z о m р I с n et al., Вег., 63, 368,2720 (1930); 64, 744, 1545, 1852(1931).
J599]F.К 1 a g е s, R. N i е m a n п, Аид.,529, 201 (1937).
В.Н е И е г i с h, Е, Schmitz-Hillebrecht, Вег., 66,378(1933).
Е.J. Bourne, St. Peat, в книгеAdvances in CarbohydrateChemistry,
v. 5, Academic Press, Inc. Publishers, New York, 1950, p. 145.
Ch. M. McCl oskey, в книге Advances in Carbohydrate Chemistry, v. 12, Academic Press, Inc. Publishers, New York, 1957, p. 137.
В. H e 1 f e г i c h, в книге Advances in Carbohydrate Chemistry, v. 3, Academic Press, Inc. Publishers, New York, 1948, p. 79.
[6041 W. N. Ha wo Mb, J. Chern. Soc., 107, 13 (1915).
R. К u h n, H. T г i s c h m a n n, T. L 6 w, Angew. Chern., 67, 32 (1955);
В. К и Ь л, Л. 1Д. В a e r, A. S e e 1 j g c r, Ann., 6И, 236 (1958).
добавления всей описи серебра температура начнет самопроизвольно снижаться реакционный сосуд (пшронокцюая склянка с притертой пробкой) закрываю и механически потряхивают в течение 12 ч. Выпавший осадок центрифугирую п промывают 50 мл дпметплформамида и 50 мл хлороформа. Объединенный рас твор смешивают с 500 мл воды и 5 г KCN и извлекают продукт реакции хлоро формом в 4—5 приемов порциями по [00 -ил. Объединенную хлороформную вы тяжку 3—\ раза промывают водой порциями по [00 мл и сушат над Na2SOe Получается 11,5 г октамешлсахарозы; т. кип. 140—145° С (0,001 аки рт. ст.) «22 1,1559.
Окись серебра можно заменять на ВаО, который не оказывает окисляющее действия. При помощи смесей SrO и Sr(OH)2 или ВаО и Ва(ОН)5 в диметилформамид как в растворителе метилирование идет в особенно мягких условиях [606].
По еще одному из известных методов эфиры углеводов получают из натриевы. производных углеводов и алкилгалогеппдов. Для синтеза алкоголятов углевод ил: соответствующее производное обрабатывают натрием в жидком аммиаке, эфире ил диоксане.
3-О-Бснзил-1,2;5,6-ди-О-пзопропилидсп-а -Z)-глюкоза [607]. В колб емкостью 250 .ил, снабженной осушительной трубкой, растворяют 45 з (0,17 моль. . диизопропилиденг.гюколы в 500 .ил абсолютного эфира и прибавляют 9 (0,39 моль) натриевой проволоки. Оставляют смесь на 16 ч, после чего удаляю непрореагировавший натрий. Затем, одновременно отгоняя эфир, приливаю по каплям 22 мл (0,18 моль) бецаплбромида. Температуру смеси постепенв повышают до 70е С и поддерживают в течение 5 ч. Остаток растворяют и 300 м лигроина (т. кип. 60—70е С) и раствор промывают в 5 приемов порциями вод: по 200 м,i каждая. Растворитель отгоняют и вакууме, а остаток перегоняю в глубоком вакууме (т. пип. 146—140е С при 0 05 мм p»t. ст); выход 38—44 (63-73% от теоретического).
Наконец, в химии углеводоп имеют известное препаративное значение их трк фенилметиловые эфиры. Трифенилметилхлорид реагирует предпочтительно с перви* ными оксигруппами, поэтому при реакции его с обычными углеводами происходи алкилирование только оксигруппы в положении 6. Так как тритильный остаток па действием разбавленных кислот'вновь легко отщепляется (стр. 362), со таким нуте можно получать производные углеводов с одной свободной оксигруипой в положении ( "Углевод сначала подвергают взаимодействию с трифснилмстилхлоридом, затем ацете лируют остальные оксигруппы и в заключение отщепляют тритильный ост$ ток [603, 608].
6-О-Тритил-а-Д-глюкоза [609]. К охлажденному раствору 36 г безвод ной глюкозы в 180 мл абсолютного пиридина прибавляют 58 г трифенилметил хлорида и оставляют смесь при комнатной температуре на 1—2 суток. Вате отфильтровывают выдавший аддук г хлористого водорода с трпфенилкарбинола и при 0° С к фильтрату по каплям добавляют воду до начала появления мул Смесь оставляют на 30 мин во льду, выливают ее в 1,75 л ледяной воды, и. сколько раз перемешивают образовавшийся желтоватый сироп с водой, декавта руют воду и остаток растворяют в 200 мл метилового спирта. При стояла выделяется сначала небольшое количество трифепилкарбинола (2 г), носа чего при 0° С выкристаллизовывается тритилглюкоза. Ее сушат на пористс тарелке и получают 30 г неочищенного продукта (36% от теоретического б-О-'Грнтил-а-Р-глюкозу перекристаллизовывают из абсолютного спирт: и получают кристаллосольпат с двумя молекулами спирта; т. пл. 57—58° С.
S. Л. Kuhn et aL, Angew. Chern., 72, 808 (1960).
t6O7] См. ссылку [602], стр. 146.
{608] В. Я e I f e r i c h, J Becker, Ann., 440, 1 (1924); В. H e 1 f e г i c I Angew. Chern., 41, 871 (1928).
B. JI e 1 f e ri c h, L. M о о g, A. Junger, Bor., 58, 675 (1925).
Тритиловые эфиры играют известную роль также при синтезе смешанных Гли-S церидов. Глицерин реагирует с одной пли двумя молекулами трифепплхлорметана.^
Тритиловый эфир глицерина [610]. Растворяют 8 г глицерина и 12 #е трифеннлхлорметана в 30 мл пиридина, оставляют на 16 ч при комнатной темпер ратуре, выливают в воду и, не обращая внимания на небольшое количеств^ выкристаллизовавшегося гидрохлорида пиридина, извлекают выделившееся- масло эфиром. Эфирную вытяжку последовательно промывают [[С1, водовЗ и раствором NaHCO3, сушат и растворитель отгоняют. При хранения во льду"; маслянистый остаток через некоторое время затвердевает. После перекристаллв* зации последовательно из спирта, бензола и этилапетата получают 3 г чистом^ тритилового эфира глицерина; т. пл. 92—94° С. ■
Для получения дитритилового эфира глицерина (предположительна 1,3-эфира) 1 г глицерина нагревают 30 мин на водяной бане с 20 мл пиридиш и 7 а трифеннлхлорметана. Обработку реакционной массы ведут, как указав выше; т. пл. эфира 170—171° С.
Получение простых эфиров алкилированием диметилсульфатом ^
Для алкилирования спиртов и фенолов вместо алкилгалогенидов можно пр» менять дпалкилсульфаты. В синтезе метиловых эфиров особое значение имеет диметид сульфат [611].н
Этот метод находит преимущественное применение для алкилирования фенолов по "Ульману [612—614]. Реакция проходит в две стадии:'
BOII + ^HaJaSO, > BOCHa+CH3HSO4|
ROH-j-CHgHSOi •—>- ROCH34-H2so4
Первая стадия легко протекает уже при слабом нагревании. Часто удается использовать и вторую алкильную группу алкилирующего агента для этёрификацм еще одной молекулы оксисоединения, однако для этого требуется более высокая тее пература. Обычно для проведения метилирования диметилсульфат медленно приливаю по каплям к Щелочному раствору оксисоединепия.
Анизол [615]. В трехгорлой колбе емкостью 5 л, снабженной мешалке^ обратным холодильником и капельной воронкой, растворяют 235 8 фенола (2,5 молъ) и 100 г NaOH (2,5 лоль) в U водьт и раствор охлаждают при перЙ мешивавии до температуры несколько ниже 10° С. Затем к нему в течение ^ при перемешивании приливают из капельной воронки 315 г диметилсульфат* прекращают охлаждение, 30 мин нагревают на водяной бане, прибавлящ вторую порцию (в данном случае в течение 15 мин) такого же раствора фенол (235 г фенола и 100 г NaOH в 1 л воды) и кипятят 15 ч на открытом пламейИ Образовавшиеся слои разделяют; продукт из водного слоя экстрагируют 200 * бензола и после" сушки и двукратной перегонки получают 388—405 г аиизод! (72—75% от теоретического); т. кип. 153 —154° С (748 мм pm. cm,), ■"■
Для алкилирования неустойчивых в щелочной среде соединений, например по^ фенолов, рекомендуется обрабатывать соответствующие ацетилпроизводные диметил сульфатом if раствором NaOH (иногда в присутствии водного ацетона); при этом одев
610][611]612]613]614]610][611]612]613]614]В. Helferich Р. Е. S р е i d е I, W. Т о е 1 d t е, Вег., 56, 769 (192$ V. Сеге he 2, Bull. Soc. chim. France, 43, 762 (1928).*,
610]
[611]
612]
613]
614]
610]
[611]
612]
613]
614]
F. Ullmann, P, Wenner, Ber., 33, 2476 (1900); Ann., 327, 114 (1903ф D. M. Musser, H. Adkins, J. Am. Chern. Soc., 60, 667 (1938).■-
W. И. P e г k i'll jr., C. Weizmann,!. Chem. Soc., 89, 1649 (1906),i
8. IT i e г s. F. D. Hager, Org. Synth., Coll, v. 1, 1941, p. 58.w
временно происходит омыление и метилирование [616]. В некоторых случаях [617 раствор NaOH целесообразно заменять растворами Na2CO5 или NaHCO3.
Для метилирования неустойчивых в щелочах веществ можно также осторожн приливать по каплям раствор щелочи к смеси метилируемого соединения и диметил сульфата с такой скоростью, чтобы щелочь быстро расходовалась [618]. По другом способу к водному раствору неустойчивых в щелочах алкилируемых соединений из дву капельных воронок при энергичном перемешивании приливают одновременно диметил сульфат и 30%-ный раствор NaOH так, чтобы реакционная среда оставалась Практи чески нейтральной.
Пента-0-метил-Р-.О-глюкоза [619]. Растворяют 37 г а-2)-глюкозы в 10 м. воды, смешивают примерно с 30 г (22 ял) диметилсульфата к погружение! в теплую воду кагревают до 35° С. Затем медленно по каплям при энергично: перемешивании добавляют 38 ял раствора 109 a NaOH в 190 ял воды. Темпе ратуру повышают сначала до 40° С, а затем постепенно в течение 3 ч до 60° С поддерживая ее далее на этом уровне. Одновременно, продолжая кепрерыва перемешивать, из двух капельных воронок примерно эквивалентными порциям: медленно приливают остаток щелочи и диметилсульфат, всего 143 г (109 ял) В заключение температуру повышают до 100° С, перемешивают еще 30 ми л охлаждают. Продукт экстрагируют хлороформом, сушат и фракционируют После отгонки хлороформа почти вся масса перегоняется при 108—110° • (0,23 яя рт. ст.). Продукт затвердевает сразу при внесении затравки пента О-метилф-.О-глюкозы; т. пл. 39—41е С; [а]о — 13,3°.
Исчерпывающее метилирование сахарозы диметилсульфатом в эфирно) растворе достигается по методу Бредерека и сотр. [620].
Получение простых эфиров алкилированием эфирами п-толуолсульфокислоты •
Эфиры ароматических сульфокислот подобно диметилсульфату являются силь ными алкилирующими агентами. Для алкилирования фенолов эфирами арнлеульфо кислот могут применяться как водные растворы фенолятов, так и их растворы в абсс лютных спиртах [621]. Часто при взаимодействии сухого фенолята щелочного металл, в ацетоновом растворе кли по Клайзену [557] смеси фенола, ацетона и безводног К2С03 с эфиром сульфокислоты реакция алкилирования протекает гладко. По Дра ховцалю и Кламанну [622], фенолы алкилируются эфирами п-толуолсульфоиислотт в водном растворе NaOH, причем эфиры n-толуолсульфокислоты в первичных одна и многоатомных спиртов Тполучаются с хорошими выходами. Эфиры сульфокисло и вторичных или алициклических спиртов реагируют с фенолами хуже.
:* Вопросам алкилирования фенольного гидроксила алкил-п-толуолсульфодатамз
посвящены классические исследования В. М. Родионова. Особенно эффентиве) способ алкилирования аминофенолов четвертичными аммониевыми соедц неннями на их основе [В. М. Родионов, Избр. труды, АН СССР, 195& стр. 26—71]. — Прим. ред.
К. Freudenberg, Ann., 433, 230 (1923); W. N. H aw о г t h, H. Мд lchemer, J. Chern. Soc., 1932, 2270.
’[617] Герм. пат. 122851, ср. H. Meyer, Mh. Chern., 24, 837 (1903); G. Wolf
J. Am. Chem. Soc., 75, 2673 (1953); G. W. G r a y, J. В. Hartley. A. Ib b о t s о n, J. Chem. Soc., 1955, 2686; F. F a 1t i s, G. Wagner, E. Adler Ber., 77, 686 (1944): см. также H. S h a p i г о, K. A. Smith,!. Chem. Soc. 1946, 143.
ч [618] H. D e c k e г, О. К о c h, Ber., 40, 4794 (1907); К. Freudenberg, Вег. 53, 1424 (1920).
:[619] W. N. H a w о r t h, G. C. L 6 i t c h, J. Chem. Soc., 113, 194 (1918),
;[62o] H. Bredereck, G. Hagelloch, E. Hambach, Chem. Ber., 87, 35
1621) Z^F^'l d i, Ber., 53, 1839 (1920).
i • [622] F. Drahowzal, D. Klam ann, Mh. Chem., 82 , 588 (1951).
Фенетол (феннлэтиловый эфир) (622). Растворяют 19 г (0,2 моль) фенола в 65 мл 3 н. раствора NaOH (0,2 моль NaOH). смешивают с 40 г этил-н- толуолсульфоната и при перемешивании нагревают в колбе с обратный холодильником на водяной бане 1 ч. Затем добавляют еще 10 мл б п. раствора NaOH и нагревают ЗОлин. После охлаждения отделяют органический верхний слой, растворяют в эфире, раствор промывают разбавленным раствором NaOH, водой и сушат. После отгонки эфира фенетол перегоняют в вакууме; выход 19,2 а ■ (78,7% от теоретического); п^ 1,5075.
Выделение чистого алкилсульфоната требуется не во всех случаях; соответствующие эфиры можно получить и из п-толуолсульфохлорида [623, 624], спирта и фенола. • Однако при этом необходимо, чтобы после взаимодействия сульфохлорида со спиртом j в реакционной смеси перед добавлением фенола была установлена требуемая для;-? оптимального алкилирования концентрация щелочи.
Неродин (р-нафтилэтиловыи эфир) [623J. При 15° С смешивают 47.5 г- , (0,25 моль) n-толуолсульфохлорида и 20 г (0,45 .моль) этилового спирта с 4и лм ?1 25%-ного раствора NaOH и Зч перемешивают при этой температуре. Затем ^ к полученной массе добавляют 29 а (0,2 моль) р-пафтола, 8,0 г (0,2 моль) NaOH '] и 10 мл воды; таким образом достигается примерно 4 н. концентрация щелочи. Я Эту смесь нагревают 30 хин на кипящей водяной бане, смешивают с 10 лм i 6 н. раствора NaOH и снова нагревают 30 мин. После охлаждения отсасывают ^ образовавшуюся кристаллическую массу, промывают разбавленной щелочью^ и водой и высушивают. Выход неролина 33,0 а (96% от теоретического в расчете •- на р-нафтол); т. пл. 36° С.j
Алифатические спирты тоже можно алкилировать до соответствующих эфиров, з при помощи эфиров n-толуолсульфокислоты. Для этого к безводному спирту доба- я вляют необходимое для образования алкоголята количество натрия илп в избытке а спирта растворяют рассчитанное количество КОН и раствор вводят в реакцию с эфи- 3 ром rt-толуолсульфокислоты. Выходы по обоим методам равны 70—80% от теорети- J веского. При алкилировании менее доступных высших алифатических спиртов алко-Ж голяты натрия получают в присутствии бензола и полученную реакционную смесь м подвергают взаимодействию с сульфонатом при температуре кипения.Я
Этил-н-бутиловый эфир [623]. В 50 мл абсолютного этилового спирта?^ растворяют 5 а натрия (0,22 моль) и постепенно добавляют 46 г м-бутил-п-толуол-1 ^ сульфоната (0,2-моль). Реакционную смесь медленно подогревают при пере-Я мешивании, причем начинается довольно бурное взаимодействие. Когда прекре-З щается экзотермическая реакция, массу кинятят еще 30 мин в колбе с обратшйг^ холодильником, охлаждают, добавляют 10%-ный раствор NaCI и встряхивают.^ Выделившийся после этого эфир отделяют, несколько раз промывают раство-.я ром NaCI, сушат над Na2SO4 к перегоняют. Выход 15,8 з (77,5% от теорртиче-.j ского); т. кип. 90—91® С.• 5
Получение простых эфиров алкилированием диазометаном
Взаимодействие диазометапа с фенолами происходит в мягких условиях в ии- . дифферентной среде (эфир, спирт или хлороформ) и может быть использовано главным- образом для количественного метилирования неустойчивых и труднодоступных < фенолов:
C6H5OH-CH2N2 —* СбНбОСНз+Naj
Диазомеган — газообразное вещество, чрезвычайно ядовитое, поэтому; работу следует вести в хорошо действующем вытяжном шкафу. В неразбавленном,^ состоянии* диазометан сильно взрывает!4
Так как этерификация алифатических спиртов диазометапом обычно протекает медленно, то этерификацию карбоновых кислот или фенолов диазометаном можно вести в спиртовых растворах. Однако, по данным Меервейна и Гинца [625], метилирование спиртов дназометаном значительно облегчается ври добавлении к реакционной смеси комплексообразователей, повышающих кислотность, таких, как ZnCl3, MgCle, FeC], или алдоголяты алюминия. Точно так же метилирование становится возможным при наличии в молекуле спирта заместителей, повышающих подвижность водорода.
Метил-н-бутиловый эфир [625]. В 5%-ный раствор бутилата алюминия в н-бутиловом спирте пропускают 13 г диазометана. Выход эфира 19,3 а (83% от теоретического); т. кип. 70—71° С.
При использовании в качестве растворителя гексана или гептана вместо эфира в некоторых случаях удается провести метилирование алифатических спиртов диазометапом и без катализатора [626].
//. Получение сложных эфиров
Получение эфиров карбоновых кислот из карбоновых кислоти спиртов
Спирты реагируют с кислотами с выделением воды и образованием сложных эфиров [627]:
RCOOH+R'OH 7=± RC00R'4-H20
Эта реакция обратима; по закону действия масс выход сложного эфира повышается с увеличением концентрации одного из реагирующих веществ. Такой же эффект дает удаление образующейся воды или эфира из сферы реакции. Обычно реакция этерификации практически осуществима только при повышенной температуре, особенно в присутствии кислотного катализатора.
Скорость образования сложных эфиров зависит от строения кислот и спиртов. Первичные спирты этерпфицируются с большей скоростью, чем вторичные иии третичные; та же последовательность наблюдается и в реакционной способности первичных, вторичных и третичных карбоновых кислот. Этерификация третичных спиртов обычным способом в присутствии кислотного катализатора затруднена, так как при этом легко образуются олефины. В ароматическом ряду стерические факторы могут вызвать уменьшение скорости этерификации; в частности, орто-замещенные карбоновые кислоты этерпфицируются с трудом.
Этерификация без катализатора
Поскольку каждая карбоновая кислота, соответственно се силе, должна являться катализатором собственной этерификации, образование сложного эфир^ возможно уже при простом нагревании кислоты и спирта. Сильные карбоновые кне- лоты, например муравьиная, щавелевая или пировиноградная, образуют соответствующие сложные эфиры при обычном нагревании со спиртом. Этот метод используется в тех случаях, когда применение минеральных кислот в качестве катаииваторов исключается в связи с неустойчивостью этерифицируемых карбоновых кислот в енльно- кислой среде.
Выход сложного эфира может быть значительно увеличен непрерывным удалением воды из сферы реакции. Если все компоненты реакции кипят при более высокой температуре, чем вода, то воду можно просто отогнать. Примерами таких реакций являются синтез триглицеридов из глицерина и труднолетучих высших жирных кислот и синтез амилового эфира пировиноградной кислоты. По Симону (628), этот эфи^
1625) Н. Meerwein, G. Hinz, Ann., 484, 1 (1930).
И. Meet we in, Th. В e г s i n, W. Burnele i t. Bet,, 62, 1006 (1929) [627] H. Henecka, в книге H ou ben -Weyl, Methoden der organischen Che mie, Bd. 8, 4 Aufl., Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1952, S. 516.
L. Simon, Ber., 26, Ref. 769 (1893).
получается с 99%-ным выходом при нагревании эквимолярных количеств пировиноградной кислоты и амилового спирта в вакууме, создаваемом водоструйным насоп сом. После установления равновесия, что достигается через несколько часов, мед: ленно отгоняют образующуюся воду.
Бензиловый эфир фенилуксусной иислоты. Нагревают до 150—160“ смесь 1 моль фенилуксусной кислоты и 2 моль бензилового спирта в круглодонно колбе емкостью 500 мл с нисходящим холодильником. При этом отгоняет смесь бензилового спирта н воды. От дистиллята отделяют верхний воде слой, а бензиловый спирт возвращают в колбу. Через 1—1,5 суток ре заканчивается, причем за это время отгоняется 1 моль воды, обраауютлай*» прн этерификации. Реакционную массу разгоняют в вакууме и получают бензЙЕ левый эфир фенилуксусной кислоты с выходом 95% от теоретического т. иип. 270° С (166 мм рт. ст.).
Непрерывное удаление реакционной воды азеотропной перегонкой после до& вления соответствующих компонентов, например бензола, толуола, ксилола или гал( генсодержащих алифатических растворителей («азеотропная этерификация»), пр( водит к быстрой этерификации, большей частью с высокими выходами. Течение peai ции можно непосредственно контролировать по количеству выделяющейся воды. Пр1 меняемые для этого приборы — водоотделители, общеизвестны [629]. ‘ ?;
Тильпапе [630] рекомендует пропускать отгоняющуюся азеотропную сме^ через гильзу экстрактора, заполненную карбидом кальция, и удалять таким образцу реакционную воду из органической фазы перед возвращением ее в реакцию,- .
При этерификации труднолетучей кислоты низкокипящим спиртом моЖ1 непрерывно отгонять водный спирт из кипящей реакционной смеси и непрерым возвращать последний после сушки над прокаленным карбонатом калия в реакции
Диэтиловый эфир щавелевой ннслоты [631]. Б колбу помещают сие 180 г безводиой щавелевой кислоты и 500 мл этилового спирта и отгоню водный спирт через короткую колонку во вторую колбу, в которой находив 200 а прокаленного К2СО^ под слоем 250 мд спирта. Вторую колбу нагрев^ до слабого кипения, чтобы пары обезвоженного спирта по наклонной тр^ поступали в колбу с реакционной массой. После 5 ч нагревания получай диэтиловый эфир щавелевой кислоты с выходом 80—90% от теоретической
Для этерификации нестойких спиртов и кислот оправдали себя методы, $д которых выделяющаяся вода связывается химически уже во время реакции, наприм добавленным молярным количеством карбодиимида [632]. у
Эфиры муравьиной кислоты образуются при нагревании этой кислоты с ей ветствующим спиртом [633]. Этнлформиат, например, получают медленной nepe^fl кой смеси 35 мд этилового спирта, 20 мл муравьиной иислоты и 50 мл воды. Продув отгоняется при 54° С; выход 83,4% от теоретического. 5
Моноэтиловый эфир винной кислоты гладко образуется при перегонке вин» кислоты с абсолютным этиловым спиртом; продукт реакции кристаллизуй* после добавления воды [634]. '5'i
Моноэтиловый эфир щавелевой кислоты [635}. Медленно нагревМ до 135° С 1 ч. обезвоженной Щавелевой кислоты с 1 ч. абсолютного этилов# спирта. После охлаждения отфильтровывают избыточную щавелевую кнел^ и упаривают фильтрат при пониженном давлении на маеллиой бане прн теме ратуре не выше 140° С. Процесс этерификации контролируют по разложецй
[629]630631632633634635[629]630631632633634635Gat ter m an n - W i el a n d, Die Praxis des organischen Chemiker»,?
[629]
630
631
632
633
634
635
[629]
630
631
632
633
634
635
33 Aufl., Berlin, 1948, S. 177.-
E. Thielepape, Ber., 66, 1454 (1933).-
J. Kenyon, Org. Synth., Coll. v. 1 1933, p. 258.'^
Примеры см. ссылну [627], стр. 521.?
F. В о d г о u х, С. г., 160 , 204 (1915); М. Н. Р а 1 о m а а, С., 1913, И, 15$
Guerin, Апв., 22, 252 (1837).
R. Anschtitz, Вег., 16, 2413 (1883).if
растворенной свободной щавелевой кислоты, определяемому по повышены давления. По окончании разложения давление вновь понижается. В заключен* реакционную смесь перегоняют при разрежении, создаваемом водоструйнш насосом. Фракционированием получают чистый моноэтиловый эфир щавелевО] кислоты; т. кип. 117° С (15 мм рт. ст.).
Особенно легно протекает этеркфикация глицерина высшими жирными кисло тами. Реакция идет без всяких добавок, однако значительно ускоряется в пре сутствии цинковой пыли.
Три-н-тридецилглицерид (получение по Феркаде, Ли н Меербургу [636 в модификации Вейганда). Смесь За н-тридекановой кислоты, 1,1 а перегнав ного беянпупгого глипАрпия и щепотку цинковой пыли постепенно нагреваю от 130 до 200° С (температура бани) в медленном токе СО, при разрежена 150 аа рт. ст. в течение 7 ч. Затем понижают давление до 120 а* pm. ст», а температуру доводят до 240° С. Еще теплое содержимое колбы растворяю в эфире, отфильтровывают цинковую пыль и цинковую соль и, не охлаждая нейтрализуют спиртовым раствором КОН по фенолфталеину. Далее обесцвече вают жидкость животным углем и снова фильтруют. Приливают двойной объа; этилового спирта и, охлаждая льдом, оставляют для кристаллизации на иочн Выпавший триглицерид отсасывают и тщательно промывают холодным спиртом После сушки т. пл. 43,0’ С.
Этерификация в присутствии катализатора
В качестве катализаторов этерификации применяют преимущественно HaSO, НС1, НзРО4, арилсульфоновые кислоты, кислые соли или кислые катионообменны смолы. Минеральные кислоты действуют не только каталитически, но и-как водоотнв мающие средства, поэтому часто применяются в больших, превышающих каталитв ческие, количествах, обычно 5—10% от массы карбоновой кислоты.
Метод этерификации в присутствии H8SOd состоит в нагревании смеси варбс новой кислоты с четырех-, пяткиратиым иоличеством спирта в течение 5—7 ч. Ду этерификации пиридин- или хинолинкарбоновых кислот [637] требуется значителЬВ1 большее количество минеральной кислоты, чем для этерификации обычных карбонЬвее кислот. Однако очень высокая ионцентрация серной кислоты часто приводу к осложнениям-.
Соляную кислоту (чаще всего газообразный НС1) пропускают в спиртовой рац твор карбоновой кислоты до его насыщения. Этот метод позволяет проводить этерб фикацию нестойких соединений в мягких условиях при комнатной температуре а иногда даже при охлаждении. Однако обычно нагревание с обратным холодильник» необходимо и в случае применения соляной кислоты; постоянная концентрация Н< при этом поддерживается дополнительным медленным введением газообразного
Этиловый эфир бензойной кислоты [638]. К 50 г бензойной кислое; и 100 г абсолютного этилового спирта приливают 10 г концентрированной HtSC и смесь нагревают 3 ч с обратным холодильником. После этого бдльшую часе спирта отгоняют на водяной бане. К остатку приливают пятикратное ноличесту воды и нейтрализуют твердой содой. Выделившееся масло извлекают эфнроу эфирный раствор сушат К2СО8 и после отгонки эфира остаток перегоняют Выход этилового эфира бензойной кислоты 55 г (90% от теоретического», т. кип. 95° С (17 мм рт. ст.).
При использовании в качестве катализатора хлористого водород (100 г абсолютного этилового спирта, содержащего 3% НС1) смесь нагревай: 2 ч и выделяют эфир бензойной кислоты аналогичным способом. Выход 76% с теоретического.
1636] Р. Е. V ег ka d е, J. van dor Lee, W. Meerburg, Rec. tra\ chim., 51, 851 (1932).
R. Camps, Arch. d. Pharni., 240, 346 (1932).
E. Fischer, A. S p e i e r, Ber., 28, 3252 (1895).
Азеотропный метод этерификации с кислотным катализатором позволяет значительно сократить количество добавляемых минеральных кислот. Их часто можно ' заменять алкил- или арилсульфокислотами, вследствие чего уменьшаются побочны^ процессы. Азеотропной этерификацией переводят в эфиры первичные и вторичные спирты; третичные спирты обычно ие этерифицируются и таким способом.
Метиловые эфиры карбоновых кислот не могут быть получены обычным методом ' азеотропной этерификации. По методу Клинтона и Лесковского [639] для получения / метилового эфира карбоновую кислоту нагревают с метиловым спиртом 6—15 ч в присутствии HgSO, в качестве катализатора и хлористого метилена или дихлорэтана, - не удаляя реакционную воду. После окончания реакции отделяют органический слой, . содержащий сложный эфир, промывают его раствором NaHCOs и выделяют продукт ' реакции.•
Разработан другой метод получения метиловых эфиров, по которому для свя- J зывания воды, выделяющейся при этерификации, используют диметилацеталь ацетона (640):
ВСООН+СНаОН — - ВСООСНз+Н2Оi
(СНаО),С(СН8),+Н2О —>■ 2СНзОН + (СН,)гС-О
Алифатические эфиры аминокислот получают нагреванием аминокислоты со спиртом и избытком хлористого водорода.
Гидрохлорид эфира глицина [641]. Смесь глицина со спиртом насыщают НС1 и кипятят 4 ч в колбе с обратным холодильником. По охлаждении . гидрохлорид эфира выпадает в кристаллическом виде; выход может быть повы-."] шен выделением эфира из маточного раствора.j
Гидрохлорид n-аминофенилуксусной кислоты [642] уже при перекристаллнза- .^ ции из спирта переходит в гидрохлорид соответствующего этилового эфира."^
По разработанному Мейером [643] методу^этерификации карбоновую кислоту ^ растворяют в избытке концентрированной серной кислоты (иногда при нагревании)^ и к раствору осторожно приливают небольшой избыток соответствующего спирта. -| После окончания часто бурной реакции (если масса не разогрелась, ее подогревают) м реакционную массу выливают на твердый карбонат натрия. При этом выделяется слож- а ный эфир. Метод на тодит применение при этерификации стеричеснн затрудненных кис-м лот, карбоновых кислот класса азотсодержащих гетероциклов и при получении эфиров j ацетокдикарбоновой кислоты из лимонной кислоты и спиртов [644].^
Наряду с уже упомянутыми выше катализаторами этерификации для этой Г* цели часто с успехом применяют безводные соли [645], например сульфаты меди, же- J леза, никеля, цинка, кобальта к марганца, а также пиросульфат калия. Оксикислоты i (молочная, а-оксимасляная и оксивалериановая) гладко этерифицируются в присут- J ствии обезвоженного сульфата меди [646].^
Исключительно эффективными катализаторами этерификации оказались хлор- ) ангидриды кислот, например тконнлхлорид, ацетилхлорид, стеароилхлорид и эфиры ] хлормуравьиной кислоты [647]. Эти катализаторы следует предпочесть минеральным *8 кислотам, особенно при этерификации веществ, чувствительных к нагреванию. В при- J сутствии небольших количеств хлорсульфоновой кислоты (0,01—0,05 моль") с хорошими ч8
[639j R.О. С 1 1 п t о п,S.С.Laskowski, 3. Am. Chcm.Soc., 70, 3135(1948).^
N.Б. L о г е t tе,J.Н.Brown jr., J. Org. Chern.,24, 261 (1959).я
Th.Curtins,F.Gо eh e 1, J. prakt. Chcm. [2], 37,159 (1886),A
H.Salkowski,Ber.,28, 1917 (1895); B. F I u r sc h e j m, J.prakt.3
Chern. [2], 68, 347 (1903).1
H.Meyer, Mh. Chern., 25, 1202 (1904).J
G.Schrocter, Ber., 49, 2710 (1916).j
J645] A.В og о i a wl ensky, J. N a r b u t t,Bor.,38,3344(1905).3
E.С I e m m e n s e n, A. H. С. H e i t man,J.Am.Chem.Soc., 42, 319 3
..I
K. Freudenberg, W. J a k о b, Bor., 74, 1001 (1941).я
выходами получаются эфиры даже трудно этерифицируемых кислот, например эфа 2-фенилхиполин-4-карбоновой кислоты (648).
Криме того, в качестве катализаторов этерификации оправдали себя диметиг сульфит [649], трифторид бора [650—652], ароматические сульфохлориды [65с и хлорокись фосфора [654].
Этерификации в присутствии хлорокиси фосфора. Растворяют (или с; спендпруют) 0,1 моль карболовой кислоты в трех-пятикрагиом количесге спирта. При перемешивании и охлаждении в течение 20—30 мин прибавляй по каплям 3—5% РОС1а (в расчете на карбоновую кислоту), поддержива температуру не выше 30—40° С.
Можно также прибавлять РОС13 в больших количествах при встряхив< пип- в этом случае реакционную массу нагревают 2—3 ч в колбе с обратны холодильником или оставляют на 1—3 суток при комнатной температуре.
Для синтеза сложных эфиров, которые не могут быть получены обычным методами этерификации, Штааб [655] рекомендует применять К^'-карбонилдиими^ азол. Этим методом получают эфиры из кислот и спиртов, разлагающихся в енльн кислой среде.
Фениловый эфпр бензойной кислоты. К смеси 2,44 г бензойной кислот и 30 мл сухого тетрагидрофурана при комнатной температуре прибавляв 3,24 г карбонилдиимидазола. По окончании выделения СО2 добавляют 1,88 фенола и нагревают еще 1 ч с обратным холодильником. После испарения тетр гпдрофурана и промывки водой остается почти чистый фениловый эфир бензо ной кислоты; т. пл. 70°; выход 85% от теоретического.
Для получения сложных эфиров третичных спиртов раствор кислоты и спир обрабатывают л-толуолсульфохлоридом [653]. Эта реакция протекает через ангидрид, которые немедленно реагируют с соотпАтсткующимп спиртами .
Эфиры третичных спиртов [653). Карбоновую кислоту растворя1 в 20—50 ч пиридина, причем в некоторых случаях выпадает соль. К ЭТО1 раствору добавляют 2 моль бензол- или н-толуолсульфохлорида. После охлаж/ ния до 0u С приливают 1 моль спирта или фенола, смесь выдерживают 1 ч и охлаждении льдом, затем выливают в трех-четырехкратный объем воды. Пол чаются сложные эфиры с превосходными выходами.
По этому методу могут быть этерифицированы даже третичные ацетиленкарС нолы [656], которые из-за их малой реакционной способности в обычных условиях реагируют.
Аммониевые соли карбоновых кислот реагируют со спиртами по следующе: уравнению:
RCOONH4 —R'OH RCOOR’—NII3—Н2О
На этой реакции основан метод этерификацин [657], особенно пригодный д
исходных веществ, чувствительных к кислотам. По видоизмененному методу можно Ч применять не безводные аммонийные соли, а нагревать карбонат аммония, карбоновую J? кислоту и спирт в присутствии воды [658]. .-%
Получение сложных эфиров алкилированием солей карбоновых кислот -
Алкилирование алкилгалогенидамил
RCOOR'4-МеХRCOOR'4-МеХRCOOMe+R'XRCOOMe+R'XВ некоторых случаях, особенно при стерических препятствиях (ятврификаци^ о,о-дизамещенных ароматических карбоновых кислот или третичных карбоновых^ кислот), рекомендуется получать сложные эфиры алкилированием солей карбоновых^ кислот по схеме:
RCOOR'4-МеХ
RCOOR'4-МеХ
RCOOMe+R'X
RCOOMe+R'X
Этот метод имеет значение и в тех случаях, когда в реакцию могут вступать’ несколько гидроксильных групп или различные карбоксильные группы, в то время" как желательно получить моноацильные соединения.,.з
Так, моноацилировзнные производные гликоля удобно получать из хлоргидрине по схеме:3
RCOONa + ClCH2-CH2OII —> RCOOCH2-CH3OH + NaCl";
Для проведения алкилирования соль карбоновой кислоты нагреваю» с галогенидом (при необходимости в запаянной трубке или в автоклаве) и выде^ ляют продукт одинм из подходящих способов.
Для этерификации неустойчивых и малодоступных карбоновых кислот приме-s няют чаще всего трудпорастворимые, легко получаемые серебряные соли, однако можя^ использовать также свинцовые соли и соли щелочных металлов.
По наблюдениям Брюля [659], натриевые соли зачастую не реагируют гладк& с алкилгалогенидами; в этом случае взаимодействию благоприятствует добавление; небольших количеств метилового спирта. Для успешного проведения реакции необкОу дпмо соль тонко измельчить. После получения свинцовых или серебряных солей иж промывают водой, спиртом и эфиром и затем сушат в вакуум-эксикаторе; следует изб^ гать сушки При нагревании.
Из галогенидов наиболее энергично реагируют иодиды, которые рекомендуете» применять также из-за их относительно высоких температур кипения. При этернфика*) ции некоторых соединений оправдало себя применение растворителей или разбавите* лей, например, нсилола, бензола, толуола, лигроина, хлороформа, эфира или ацетоаб»* Можно обходиться и без выделения серебряных солей, если смесь кислоты с ай килгалогенидом в разбавителе подвергать взаимодействию с окисью серебра [66OV
Алкилирование д.иметилсулъфатом"3
Для алнилирования солей карбоновых кислот применяются также диалкилсупь^ фаты; наибольшее значение имеет диметилсульфат.>;
Реакция протекает в мягких условиях по уравнению:■ . ?
RCOONa4-(CH3)2SO4 —> RCOOCH3 + CH3OSOgNaj
Полное использование димети^сульфата может быть достигнуто нагреванием^ в толстостенной запаянной трубке:.
2RCO'ONa-f-(CH3)aSO4 2BCOOCHs+Na2SO4-У
Диметилсульфат. — сильный яд\ Поэтому с этим реагентом необходим®’ всегда работать под тягой и промывать использованную для реакций посуд^ раствором аммиака в метиловом спирте.J’i
пас. La Plata, 25, 31 (1952)$пас. La Plata, 25, 31 (1952)$42, 1397 (1909).(1904).42, 1397 (1909).(1904).Реакцию можно проводить в водном растворе при комнатной температуре ИЛИ' при слабом нагревании [661]. Для этого карбоновую кислоту растворяют в рассчитав^
пас. La Plata, 25, 31 (1952)$
пас. La Plata, 25, 31 (1952)$
42, 1397 (1909).
(1904).
42, 1397 (1909).
(1904).
R. R. В а 1 1 а г о, Rev. Fac. Ci. quim., Univ. C., 1957, 7891.
J. W. В г tih I, Ber., 35, 3627 (1902).
HC. Lieberm a® n, S. Linden bau., Ber., A. W e r n e r, W. Sey bold, Ber., 37, 3658
ном количестве щелочи и при перемешивании по каплям прибавляют алкилирующий агент. Дополнительное метилирование при более высокой температуре (60° С) в боль щинстве случаев гарантирует полное превращение. Избыток диметнлсульфата удаляю1] нагреванием с раствором соды па водяной бане. Если метилирование в водном раствор« невозможно, нагревают сухую калиевую соль карбоновой кислоты с диметилсульфа том (GG2J.
В органических растворителях свободные карбоновые кислоты удобно ялкили руются диметилсульфатом следующим способом [663J: ацетоновый раствор нарбой» вой кислоты, содержащий молярное количество диметилсульфата, при переметивших по каплям приливают к кипящей смеси ацетона с молярным ноличеством тонкоизмель- ченного карбоната палия. Затем смесь кипятят при перемешивания в течение нескольких часов.
Алкилирование диазометаном
Во всех случаях, когда другие методы по каким-либо причинам, например из-зе неустойчивости молекулы кислоты, оказываются непригодными или при этерификации малых количеств труднодоступных карбоновых кислот, можно проводить алкилирование диазоалканами. Реакция протекает в индифферентной среде, спирте или эфире, без существенных побочных реакций и удобна в исполнении (см. [664]). Она используется предпочтительно для получения метиловых эфиров при помощи диазометана:
RCOOH + CHaNa —> RCOOCH3 + N2
Следует помнить, что диаэометан чрезвычайно ядовитый газ, работу с которым необходимо проводить под хорошо действующей тягой. Неразбавленный диазометан сильно взрывает, поэтому при этерификации большого количества кислоты диазометаном требуется принимать меры предосторожности
Лучше всего пользоваться эфирным раствором диазометана . Растворы неустойчивы и постепенно обесцвечиваются с выделением азота. Растворы диазометана можн< сушить при помощи КОН, но при этом всегда происходят потери. Спиртовые растворь диазоиетана еще более неустойчивы, чем эфирные.
Этерификацию карбоновых кислот ведут в эфирных растворах при комнатной температуре. Трудиорастворимые в эфире кислоты растворяют предварнтельн< в индифферентном по отношению к диааометану растворителе и затем этот раствор постепенно вводят в эфирный раствор диазометана до превращения выделения азота Иногда смесь умеренно нагревают; небольшая добавка метилового спирта ускоряем метилирование [665), Если после прекращения выделения азота сохраняется желта» окраска диазометана, то можно считать, что этерификация гфопгла полностью; в про тивном случае проводят добавочное алкилирование новой порцией раствора диазо соединения. Дальнейшая обработка реакционных растворов зависит от природы образовавшегося эфира. Обычно раствор фильтруют, чтобы отделить возможно обра.- зовавшиеся полиэтиленовые соединения, и отгоняют растворитель.
Получение сложных эфиров ацилированием спиртов н фенолов
Ацилирование хлор ангидридами кислот
Взаимодействие хлорангидридов карбоновых кислот со спиртами или фенолам! тоже приводит к образованию эфиров карбоновых кислот
RCOCl + R'OH —> RCOOR' + HCl
Реакция имеет особое значение для идентификации спиртов и фенолов по и: ацильпым производным. Кроме того, по этому способу легко получаются сложны
эфиры фенолоо, являющиеся, например. исходными продуктами для перегруппировка ' (Бриса. Хлорангпдридный метод применяется н том случае, когда эфиры не могут быть иолучепы другим методом, а также для этерификации третичных спиртов. В наиболее простых случаях ацилирования окспсоединений с целью их идентификации [666} оксисоедипение встряхивают с бензоилхлоридом или замещенным бензоилхлоридом в присутствии 10%-ного раствора NaOH до полного израсходования хлорангидрнда^ (реакция Шоттена— Бауманна [666)). Для возможно более полного бензоилирования рекомендуется применять 20 ч. раствора NaOH (20%-ныл раствор) на 6 ч. бепзоилхло--. рида [667]. По данным Скраупа [668], для достижения почти количественного выход» ’ следует вводить 7 .ноль NaOH (10—30%-ный раствор) и 5 люль хлорангидрида на каж- ' дую гидроксильную группу. При ацилировании соединений, неустойчивых в щелочной ’ среде, можно применять разбавленные щелочи или растворы карбоната или бикарбо- ' ната натрия. Реакция с алифатическими спиртам в большинстве случаев протекает:; па холоду, с феноламп — лучше при слабом нагревании.X
В методе Шоттена — Бауманна может применяться также ацотилхлорщ^ i Однако из-за высокой склонности яцетплхлорида к разложению лучше пользоваться ^ другими методами ацилирования (реакция с уксусным ангидридом).
Усовершенствованием метода Шоттена — Бауманна является метод Эйнгорна ’; [669], в котором вместо щелочи применяется пиридин.-■;
Растворяют ацилируемое вещество в пяти-десятикратном количестве? сухого пиридина, охлаждают и постепенно прибавляют хлорапгидрид; в неко-.j торых случаях рекомендуется добавлять хлороформ. После многочасового^ стояния (6—10 ч) реакционную смесь вливают по каплям в холодную разбавлен’^ ную серную кислоту или в воду.71
В некоторых случаях этерификацию хлорапгидридами удается провести и в от-^ сутствие щелочи или пиридина. 74
Дифениловый эфир фталевой кислоты [670]. Смесь эквивалентных! количеств фталоилхлорпда и фенола оставляют на несколько часов, промываю#.?* продукт реакции спиртом и затем перекристаллизовывают из спирта. Выходу почти количественный; т. пл. 74—76° С. у
Добавление магниевых опилок при получении фениловых эфиров способствуете легкому и полному ацилированию [671]. ^
Вместо хлорангидридов можно применять смесь фенола, карбоновой кислоты! и переносчика галогена (Р0С18, РС13, РС15. SOC12) [672]. Этот способ имеет особенней большое значение, когда хлорапгидриды трудно доступны. Й
Фениловый эфир гиппуровой кислоты [673]. Смешивают 10 з тонко^а измельченной гиппуровой кислоты с 7 г фенола и при температуре водяной® бани постепенно прибавляют 6—8 з РОС18. Смесь нагревают до полного раствор рения, выливают в ледяную воду, нейтрализуют раствором соды, сливают^ водный слой с мазеобразной массы и растирают с водой до полной кристалла*'; зации; т. пл. 104° С (из этилового спирта). 7j
Е. Baumann, Вег., 19, 3218 (1886).I
А. Ра nor mow. Вег., 24, Ref. 971 (1891).3
Zd. Н. S k г a u р, Mh. Chem., 10, 3 90 (1891).|
A. Einhorn F Holland t, Ann., 301," 95 (1898); A. Deninge Вет., 28, 1322 (1895); F. Ullmann, G. Nadal, Ber.. 41, 1870 (1908).
F. I. В 1 i с к e, O. J. Weinkauff, J. Am. Chem. Soc., 54, 331^
.. j
A. S p a s s 0 w, Ber., 75, 779 (1942); Org. Synth., 20, 21 (1940); E. H. M a Q,J
F.W. S wa rn c r, Ch. R Hanse r.J.Am. Chem.Soc..73,902(1951).J
M.None ki J. prakt. Chem. [2],25,282 (1882);R.Smlerl.J.prakt.»
Chem. [2/2k 467 (1885).2
F.Wei P,Ber., 26, 1700 (1893).4
Ацилирование фенолов удается проводить также в присутствии малых колпчес серной кислоты [674] ипн хлорида олова (IV) [671, 675, 676].
Сложные эфиры а-нафтола [674]. сс-Пафтол в количестве 50—100 обрабатывают в колбе с обратным холодильником 10%-ным, против теорет ческого, избытком соответствующего хлорангидрида. Если реакция протека слишком вяло, в качестве катализатора добавляют одну каплю HaSO4. Пос. 2 ч стояния при комнатной температуре реакционную смесь нагревают 1 ч j водяной бане и выливают в ледяную воду; продукт извлекают эфиром, прош вают раствором бикарбоната и перегоняют в вакууме. Выход 90—95% от теор, тического.
Ацилирование ангидридами кислот
Ацилирование спиртов и фенолов ангидридами кислот часто происходит прощ чем ацилирование хлорапгядридами.-
(RCO)30 + R'OH —> RCOOR'H-RCOOH
Добавка незначительных количеств концентрированной серной кислоты [677* 679], хлорной кислоты [680, 695], хлорида цинка [681—685], ацетилхлорида [68 687], ацетатов щелочных металлов [688—692] или третичных оснований [693] знащ тельно увеличивает скорость реакции.
Эта реанция имеет особенно большое значение в химии углеводов (ci обзор [694]).
Пента-О-ацетил-а-D-глюкоза [695]. Осторожно смешивают 1 л анг: дрида уксусной кислоты с 0,5—1 мл 70% -вой НС104. В смесь при переметив вии и охлаждении вносят 250 г глюкозы, оставляют на 2 ч при комнатной темп ратуре и образовавшийся раствор медленно выливают при перемешиванв в 4 л ледяной воды. При этом выпадает пента-О-ацетил-а-Д-глюкоа Для разложения избыточного ангидрида уксусной нислоты массу оставляй на 10—12 ч и затем отфильтровывают. Полученный продукт суспендируя в 5 л bow, отсасывают и сушат на воздухе на фильтровальной бумаге. Вых< 390 г (70% от теоретического); т. пл. 109—110° С (из этилового спирта).
R. W. Stoughton, J. Am. Chern. Soc., 57, 203 (1935).
H. Huber, К. Brunner, Mh. Chern., 56, 325 (1930).
Герм. пат. 4 63518; H. R e f h 1 e п, C., 1929, I, 2235.
W. W. Prichard, Org. Synth , 28. 68 (1948).
A. P. N. Franc h i ш о n t, Ber., 14, 1920 (1881).
R. В u r n s, D. T. J ones, P. D. R i t c h i e, J. Chem. Soc., 1935, 403.
I). Kruger, W. Roman, Ber., 69, 1830 (1936).
E r w i g, W. Koenigs, Ber., 22, 1464, 2207 (1889).
A. P. N. Franchimont, Ber., 12, 2059 (1879).
C. S. Hudson, J. K. Dale, J. Am. Chem. Soc., 37, 1264 (1915).
R. H. Baker, F. G. Bordwell, Org. Synth., 24, 18 (1944).
W. H. Perkin Jr., J. L. Simonsen, J. Chem. Soc., 1905, 858.
A d i ekes, J. prakt. Chem,, 161, 275 (1943).
R. С 1 e m o, S. B. Graham, J. Chem. Soc., 1930, 215.
Liebermann, Ber., 11, 1619 (1678).
. Meyer, Mh. Chem., 34, 651 (1913).
W. S. Emerson et al., J. Am. Chem. Soc., 68, 1665 (1946).
Gattermann-Wicjand, Die Praxis des organisation Chemikers» 33 Aufl., Berlin, 1948, S. 358.
T. J. Otterbacher, Org. Synth., Coll. v. 1, 285 (1941).
C. Liebermann, Ann., 331, 362 (1904),
F. Michoel, Chemie der Zucker mid Polysaccharide, 2 Anil., Akadem. Vc» lagsgesellscliaft Geest n. Portig K. G., Leipzig, 1956, S. 102.
S. D. Nicholas, F. Smit li, Nature (London), 161. 349 (1948).
Ангидрид диацетилвинной кислоты [696]. К 10О г тонкоизмельченной винной кислоты приливают смесь 120 мл уксусного ангидрида и 3 мл концентри- я рованной H2SO4. Реакционная масса сильно разогревается и винная кислота*' переходит в раствор. После непродолжительного кипячения раствор охлаждают,* । отфильтровывают кристаллизующийся в почти теоретическом количестве ангид- -j рид диацетилвинной кислоты п промывают его бензолом. Неочищенный продукт 4 может непосредственно использоваться для получения недокиси углерода. . Для дальнейшей очистки ангидрид перекристаллизовывают из бензола; j т. пл. 1359 С.I
Циклические ангидриды дикарбоновух кислот расщепляются спиртами до кис--^ лых эфиров [697—702]:*
.RCH—СОRCH—СООП
RCH—СОRCH—COOR';
Этот метод используют для выделения спиртов из смесей при помощи фталевого ангидрида [698, 702].$
4. Получение сложных эфиров переэтерификацией
При нагревании сложных эфиров со спиртами протекает реакция двойное® обмена, именуемая «переэтерификацией». Кислоты [703—706] или основания [707—-. 712] оказывают на реакцию каталитическое действие:.
RCOOR'-i-R"OHRCOOR" + R'OII’•
Для смещения равновесия в желаемом направлении применяют большой избы» ток спирта. . :
Алкоголиз сложных эфиров карбоновых кислот под влиянием щелочных ката*, лизаторов имеет особенно большое препаративное значение для синтеза эфиров тер# мически нестойких карбоновых кислот с длинной углеродной ’ цепью (например# 0-кетокарбоповых[713—719] и эфиров спиртов, неустойчивых в кислых средах[715.-е$|
[696] [697] [698] [699] [700] [701] [702] [703] [704]
[705] [706] [707] [708] [709] [710]
[711] [712]
A. Wohl, с; О е s t е rl i п, Вог., 34, 1139 (1901).
J. Cason, Org. Synth., 25, 19 (1945)..
Е. L. Е 1 i е 1, A. W. В и г g s t a h 1 е г, J. Am. Chem. Soc., 71, 2252 (1941 R. Adams, J. M. Wilkinson jr., J. Am. Chem. Soc., 65, 2207 (194?
J. W. Bruhl, Ber., 26, 284, 1097 (1893).
E. Blaise, A. Koehler, C. r., 148, 489 (1909).
K. Freudenberg. K. Friedrich, I. В и mann, Ann., 494, 56 (1931 J. C. S а и e г, В. E. H a in, P. W. В о и t we 11, Org. Synth., 20, 67, 69 (194( С. E. R о h b e r g, С. H. Fisher, J. Am. Chem. Soc., 66, 1203 (194!
[713
[714
[715
[716
[717
[718
[719
С. E. Re h beTg, Org. Synlh., 26, 18 (1946).
E. Fischer, M. Bergmann, Ber., 52, 833 (1919).
R. В a 1 t z 1 y, J. S. Buck, J. Am. Chem. Soe., 63, 2022 (1941).
E. E. R c i d, Ind. Eng. Chem., 29, 1344 (1937).
J. Purdie, Ber., 20, 1555 (1887).
M. Reimer, H. R. Downes, J. Am. Chem. Soe., 43, 945 (1921).
R. К r e m a n n, Mh. Chem., 26, 783 (1905); 29, 23 (1908); M. P f a n n 1, Chem., 31, 301" (1010).
E. Fischer, Ber., 53, 1637 (1920).
G. Z e m p I 6 n, A. Kunz, Ber., 56, 1705 (1923); G. Zemplen, Ber. 1258 (1926); G. Zemplen, A. Gerecs, I. H a d a c s y, Ber, 69, (1936).
Th. Peters, Ber., 20, 3323 (1887).
’' Conrad, W. E p s t e i n, Ber., 20, 3057 (1887).
Cohn, Mh. Chem., 21, 200 (1900).
L a p w о г t h, A. C, O. Hann, J. Chem. Soc., 81, 1499 (1902).
Rupe, E. Lenzinger, Ann., 395, 87 (1913).
К a g j, Ann., 420, 33 (1920X-
R. В a d e r. L. О. С и in m i n g s, II. A. V о g e 1, J’Am. Chem. । 73, 4195 (1951).
м. р.
Н. н.
718], которые нельзя получать обычными методами этерификации. В качестве катализаторов таких реакций оказались пригодными алкоголят натрия [708], едкий натр [709, 710] и карбонат калия [711].
Трудно синтезируемый другими способами эфир антраниловой кислоты и гераниола можно получить следующим образом.
Эфир антраниловой кислоты и гераниола. При 100—120° С нагревают 1 моль метилового эфира антраниловой кислоты с 1 моль гераниола в присутствии 0,05 жолъ алкоголята натрия, алюминия или магния. При этом медленно отгоняется метиловый спирт. В вакууме взаимодействие несколько ускоряется. После того как прекратится отгонка, промывают остаток для удаления небольшого количества непрореагировавшего метиловою эфира 10%-ной H2SO4, неразрушающей эфира гераниола, и после обработки получают золотисто-желтое, масло, кипящее при 188° С (4 мм рт. ст.у
Таким образом удается провести обменное замещение первичных спиртов другими первичными или вторичными спиртами с более высокой температурой кидепня. Однако для получения эфиров третичных спиртов способ не пригоден. Эфиры третичных спиртов получают взаимной переэтерификацией двух различных эфиров карбоновых кислот [720], например эфира муравьиной и какой-нибудь другой кислоты:
НСООС(СНз)з + КСООСН3 ^ RCOOC(CH3)3 + НСООСНз
Сначала получают эфир муравьиной кислоты и того третичного спирта, которым желательно этерифицировать данную карбоновую кислоту, для чего, в течение нескольких суток выдерживают смесь третичного спирта с избытком смешанного айгидрида муравьиной и уксусной кислот. Затем выделенный обычным способом эфир смешивают в молярном соотношении с метиловым эфиром другой кислоты, прибавляют 0,05 моль свободного третичного спирта и 0,05 моль натрия и нагревают до 100—120° С. При этом медленно отгоняется наиболее низконипящий компонент равновесной смеси — метал- формиат. Реакция иногда протекает довольно бурно и обычно заканчивается через 3—4 ч. После нейтрализации свободной щелочи разбавленной уксусной кислотой обработку остатка проводят обычным образом.
Переэтерификация может быть осуществлена также действием свободных карбоновых кислот на эфиры:
RCOOH —R'COOR' ^± RCOOR' + R'COOH
Эта реакция широко употребляется для получения эфиров неустойчивых спиртов, например для синтеза эфиров различных карбоновых кислот и винилового спирта из винилацетата [721].
Алкоголиз лактонов происходит с раскрытием кольца аналогично расщеплении; сложных эфиров до соответствующих эфиров оксикарбоновых кислот [722—724].
ZZZ. Получение ацеталей [725, 726]
Получение ацеталей из карбонильных соединений и спиртов
Образование ацеталей из карбонильных соединений и спиртов в присутствие кислотных катализаторов проходит гладко только в том случае, если устанавлива.. ющесся равновесие сильно сдвинуто вправо или сдвигается в сторону образовали»: ацеталя удалением выделяющейся по реакции воды.
Альдегид-!-Спирт < * Полуацеталь ~— Ацеталь+Вода
А. V е г 1 е у, Bull. Soc. chim. France [4], 41. 803 (1927).
U. Swern, E. F. J ord an jr., Org. Synth.., 30, 106 (1950).
А. В a e у о г, V. V i 1 1 i g e r, Ber., 33, 862 (1900).
R. Meincke, S. M. M с E 1 v a i n, J. Am. Chern. Soc., 57, 1444 (1935)
T. L. G г e s h a m, J. E. J a n s e n et al., J. Am. Chern. Soo., 70, 100- (1948).
23 Заказ 1835.
Эта реакция сильно зависит от строения реагирующего карбонильного соединения и от строения спирта. Первичные спирты реагируют лучше, чем вторичные н третичные. Трудность взаимодействия карбонильных соединений возрастает в последовательности: формальдегид, алифатические альдегиды, а,р-ненасыщепные альдегиды, ароматические альдегиды, кетоны. Циклические кетали очень легко образуются нз ацетона и 1,2- и 1,3-гликолей.
Адамс и Адкинс [727] подробно изучили эффективные катализаторы ацеталнэа- цин. Хорошие результаты были получены при применении хлорида кальция £728], хлорида железа (III) [727], а также хлорида цинка, гидрохлорида пиридина и бисуль-, фата натрия [725]. '
Формальдегид, три изомерных нитробензальдегида, изо- и терефтальдиальдегиды ■ можно превратить в ацетали при помощи диметилсульфата и щелочи. Из о-фтальдиаль- дегида в этих условиях образуется 1,3-диметоксифталан [729].
Получение днэтилацеталя ацетальдегида с применением в качестве катализато- ' ров СаС12 и ПС1 (выход 65% от теоретического) см. [730],
Метилаль [731]. К тонкоизмельченному параформальдегиду приливают ' 2,5-кратное количество 1%-ного раствора НС1 в метиловом спирте и нагревают,^ при 100° С в течение 12—15 ч, причем весь параформальдегид растворяется^ и запах формальдегида почтиутсчезает. Раствор нейтрализуют раствором NaOH^ и фракционируют на аффективной колонке. Выход метилаля 80% от теоретн-^ ческого; т. кип. 41—42° С.
По другому способу метилаль’получают из 35—40%-ного формалина» прн действии 2,5-кратного количества 2%-ного раствора НС1 в метиловом^ спирте. Для связывания воды к раствору добавляют равное количество СаС1е, ^ причем смесь разогревается. Уже через 15 мин метилаль выделяется в вид» масла. Через 15 ч его перегоняют и получают чистый метилаль с выходом 75% о?.^ теоретического. "
Особенно пригодными для получения ацеталей оказались способы, в которых s реакционная вода непрерывно удаляется из реакционной массы азеотропной nepe-j гонкой [732]. В этом случае требуется относительно небольшой избыток спиртуя (20—50%) и устраняются снижающие выход побочные реакции (осмоление, обра-У зование простых эфиров и олефинов), гак как количество катализатора можно зна-^ чнтельно уменьшить. Обычно бывает достаточно 0,1% толуолсульфокислоты; пригодны ^ также кислые ионообменники [733]. .’
Ацетали ннакоинпящих спиртов или карбонильных соединений, например ди-7^ метил-и диэтилацетали ацетальдегида или диалкилкетали ацетона, такими методами^ получать нельзя^иа-за трудности удаления реакционной воды отгонкой. Э
[725][726][727][725][726][727][728][729] [730] [731] [732] .[733][728][729] [730] [731] [732] .[733]О. В а у е г, в книге Hou ben - We yl, Methoden der organischen Chemie,$ Bd, 7/1, 4 AufL, Stuttgart, 1954, S. 417.,
[725]
[726]
[727]
[725]
[726]
[727]
[728]
[729] [730] [731] [732] .[733]
[728]
[729] [730] [731] [732] .[733]
К 1 a g e s, в книге G. M. Schwab, Handbuch der Katalyse, 7/2, Spnn-. ger-Verlag, Wien, 1943, S. 305.„
Ё. W. Adams, H Adkins, J. Am. Chem. Soc., 44, 2749 (1922); 47, 1358,-4 1368 (1925); 50, 178 (1928); W. H Hartung, H. Adkins, J. Am. Chem. J Soc., 49, 2517 (1927)., ’1
R. D. Haworth A. Lapworth, J. Chem. Soc., 1922, 80; Org. Synth.
Получение ацеталей из карбонильных соединений и ортоэфиров
Общий метод получения ацеталей или кеталей заключается во взаимоденств! карбонильных соединений с ортоэфирами муравьиной кислоты или другими ортоэф: рами (например, с метиловым и этиловым эфирами ортокремиевой кислоты) под влд, ином небольших количеств сильных кислот по схеме 1734]:
R3CO + HC(OR')3 —> R2C(OR')2tHCOOR'
В качестве катализаторов применяются свободные кпелогы, различные неорг. ппческпе соли, например безводный ГеС13 или NH4Ci.
Синтез осуществляется просто. Растворяют карбонильное соединен! в соответствующем спирте (в некоторых случаях 2люль), прибавляют ортоэфе (около 1.2 .моль) и затем катализатор о но окончании реакции выделяют ацетал Если катализатор FeCl3, то реакция протекает очень быстро и бурно, в прису сгвии же МН4С1 — в большинстве случаев несколько медленнее. Учитыве чувствительность ацеталей к действию кислот, их выделяют из щелочной на: нейтральной среды.
Диэтилацеталь бензальдегида [734]. Смешивают 37,5 г бензальдегщ с 57 г ортоэтилового эфира муравьиной кислоты и 49 г этилового спирта, пр; бавляют 0,15 мл концентрированной НС1, причем температура смеси быст^ повышается до 48° С, переносят на водяную баню и быстро нагревают до кип нпя. Затем .массу быстро охлаждают, слабо подщелачивают несколькими капляь спиртового раствора КОН и перегоняют. После отгонки спирта и эфира муравь; пой кислоты при 217—223° С перегоняется диацоталь бензальдегида; вых< 63 г (99% от теоретического).
При применении вместо соляной кислоты тонкоизмельченного NH4< (0,75г) смесь кипятят Юлим в колбе с обратным холодильником и получак ацеталь тоже с почти количественным выходом. В качестве катализатора може применять KHSO4 (0,3 г) или FeCl3.
Из альдегидов с реакционноспособными двойными связями (акролеин, кротон, вый альдегид) ацетали могут быть получены действием этилового эфира ортомуравы ной кислоты в присутствии нитрата аммония.
Диэтилацеталь акролеина [735]. К смеси 22 г стабилизованного акролеие и 72 г этилового эфира ортомуравьиной кислоты прибавляют горячий растве 1,5 г NH4NO3 в 15лл абсолютного спирта; смесь кипятят 8—10 лик в кол( с обратным холодильником, фильтруют и смешивают темио-коричневый раствс с, двукратным по объему количеством эфира. После этого раствор встряхивая с разбавленным раствором NH4OH до прекращения выделения аморфно] осадка, промывают водой и сушат над К2СО3. При перегонке в интервале 120125° С перегоняется 37,5 г диэтилацеталя акролеина (73% от теоретического Образование кеталей из кетонов протекает точно так же, как и из альдегид»: Выходы обычно несколько ниже, однако большей частью достигают 80% от теоретз ческого.
Ацетали получают с помощью эфиров ортокремневой кислоты следующим обр; зом [736]: смешивают 1 моль альдегида или кетона с 2—3 моль соответствующего бе. водного спирта и 1,1 моль эфира ортокремиевой кислоты и добавляют 10 капель Н] сыщенного при комнатной температуре спиртового раствора IIC1 или пропуская несколько пузырьков сухого HCL Затем смесь выдерживают л течение несколько суток при комнатной температуре или некоторое время кипятят с обратным холодил] ником.
Диметилкеталь бензофенона непосредственно выкристаллизовывается е реакционной массы с хорошим выходом, в то время как при получении многу других ацеталей реакционную массу подвергают фракционной перегонк,
L. Claisen, Вег., 29. 1005 (1896); 40, 3903 (1907): 47, 3171 (1914). 1735] И. О. L. F i s с h е г, Е. В а е г, Ilelv. chim. acta, 18, 516 (1935). 1736] В. 11 с 1 f е г 1 с h, J. П a u ь е n, Вег., 57, 795 (1924).
иногда в вакууме. Правда, выделенные таким способом ацегалн содержат прей* меси соединений кремния, для разложения которых дистиллят кипятят с неболь* шим количеством спирта и КОНЗили подвергают еще неразогнанную смесь следующей обработке. Массу выливают (если необходимо, при охлаждении в примерно 30%-ный раствор КОН (500 мл щелочи на 1 моль ортоэфира)/ встряхивают около 10 мин при комнатной температуре для омыления или (npj работе с высшими спиртами) кипятят некоторое время в колбе с обратным холц^ дильником. Спиртовой слой, освобожденный от соединений кремния, отделяю», сушат К2СО8 и разгоняют; выход 70—90% от теоретического.^
Получение ацеталей при помощи диметилеульфита
Для получения ацеталей диметилсульфит был впервые применен Фоссом [7371 Реакция’протекает почти в таких же условиях, как и с ортомурявьинымя эфирами^ к в присутствии каталитических количеств хлористого водорода. Этот способ непригоД# для получения ацеталей из алифатических кетонов.
Диметилкеталь циклогексанона. Смесь 49 г циклогексанона, 60 г ди*^ тилсульфита, 60 мл метилового спирта и 1 мл 11,2%-ного раствора НС1 в метц ловом спирте кипятят в колбе с обратным холодильником на водяной бащ Через несколько минут начинается бурное выделение SO2. Массу нагрева^ 3 ч, дают ей охладиться, подщелачивают несколькими каплями метилата натр» и встряхивают для разложения не вступившего в реакцию диметилсульфит с 200 мл 40%-ного раствора КОН, Затем разбавляют водой, извлекают продув эфиром и сушат К2СО8. Разгонкой получают 57 г неталя (выход 79% от теоретв ческого); т. кеш. 63—65° С (22,5 мм pm. ст.). "
С таким же успехом могут применяться гомологи диметилеульфита. АцетаЯ •высших спиртов получаются при взаимодействии альдегида с диметилсульфитом в прз сутствии соответствующего спирта. %
Ди-н-бутнлацеталь бензальдегида. Нагревают на масляной бане 10,3. бензальдегида с 12 г диметилеульфита, 27 а н-бутилового спирта и нескольким каплями 20%-ного раствора-НС1 в метиловом спирте. Через несколько мину начинается выделение SOg. В течение 2 ч температуру бани повышают до 150^ 160° С; при этом отгоняется 20 мл смеси метилового спирта с небольшим нолЦ чеством бутилового спирта (температура 65—70° С в верху колонны). Остато разгоняют в вакууме и получают 18,5 г ди-н-бутилацеталя бензальдегйд (80% от теоретического); т. кип. 149—150е С.
Этим же методом удается получать ацетали высших спиртов, например ацетале .цетилового спирта; таким способом можно превращать также углеводы в глящ виды.
Получение изопропилиденовых и бензилиденовых производных‘углеводов
Образование простых гликозидов уже было описано (стр. 337). Здесь корота* будут рассмотрены ацеталеподобные изопропилиденовые и бензилиденовые производи ныв углеводов. Обзор методов получения кеталей из тетрнтов, пентитов и гекситой см. [738].
Изопропилиденовые производные углеводов (ацетониды) [739] получай обработкой углеводов или соответствующих их производных избытком ацетон]
W. V op, Ann., 485, 283 (1931).•,' А
[738j S. A. Barker, Е. J. Bourne, Advances in Carbohydrate Chemistry, v. 7r
Acad. Press, Inc. Publishers, New York, 1952, p. 137.■,,
F. M i c h e о 1, ♦ Chemie der Zucker und Polysaccharide, 2 AuIL, Akadem. VePr lagsgesellschaft Geest u. Portig K. G., Leipzig, 1956, S.^86.-A
в присутствен катализаторов — кислот [740), хлорида цинка [741] или безводного сульфата медн [742]. Кроме того, полезно добавлять вещества, связывающие воду, например сульфат натрия.
Из D-глюкозы и ацетона гладко образуется 1,2;5,6-диизопропилпден-7)-глю- коза, которая,является производным фуранозы, а не пиранозы.
1,2;5,6-Диизопропилидея-Д-глюкоза (диацетонидглюкоза) [743]. Суспендируют 65 в тоикоизмельчепной и просеянной глюкозы в 1800 лм чистого ацетона и механически встряхивают с 55 ад концентрированной HaSOd (через 4—5 ч остается нерастворенным только около 5 в глюкозы). Осадок отфильтровывают, добавляют к фильтрату избыток безводного NaaCO3 до тех пор, пока темный раствор не станет светло-желтым, еще раз фильтруют раствор и выпаривают в ванууме досуха. Затем обрабатывают небольшим количеством эфира, причем моноизопропилиденглюкоза выпадает в осадок, оставляют на ночь в холодильные для полного выделения мононзопропийиденглюкозы, отделяют ее фильтрованием и к фильтрату постепенно прибавляют петролейный эфир. Выделившуюся плотную кристаллическую кашицу диизопропплиден- глюкозы отсасывают, промывают петролеяным эфиром и сушат; выход 45—50 г; т. пл. 102° С (по другим данным, 110— ill9 С); [а]^ 19°.
Моноизопропилиденглюноза, образующаяся в приведенном методе в качестве побочного продукта, может быть получена по способу Фишера [744] из глюкозы и насыщенного НС1 ацетона при более кратковременном взаимодействии.
По данным Фишера [745], из D-маннита при действии ацетона образуются три- иаопропнлнденовые производные (триацетониды). Изучению строения этих соединений посвящена работа [746].
Триацетонидманнит. Встряхивают 1 ч. тонкоизмельченного маннита с 10 ч. сухого ацетона, содержащего 1% НС1. Через несколько часов весьмаи- нит растворяется, еще через 12 ч кислоту нейтрализуют порошкообразным РЬСО3> раствор фильтруют и выпаривают на водяной бане, Остающееся желтоватое масло прн охлаждении затвердевает. Для очистки его переосаждают водой из спирта; после сушки над H2SO4 т. пл. 68—80° С; [a]D -|-12,5о.
Циклические ацетали получают кондАнсапией альдегидов с полиоксисоедииениямн ряда углеводов методами, аналогичными описанным для получения нзопропилидено- вых производных. Реакция между D-глюкозой и бензальдегидом в присутствии димера, пятиокиси фосфора [747] или хлорида цинка [748] приводит н получению 4,6-бензили- ден-D-глюкозы.
4,6-Бензилиден-Д-глюкоза [748]. В течение 24 ч 130 г сухого виноградного сахара встряхивают на качалке со 100 г тонкоизмельченного ZnCl8 и 300 ал свежеперегнанного бензальдегида. К вязкой массе прибавляют 400 мл ледянок воды, причем бензилиденглюкоза сразу выкристаллизовывается в виде длинных
[740][740][741 [742[74474[746][747][748][741 [742[74474[746][747][748]Е. F i s с h е г, Ch, R u n d, Вег.. 49 , 93 (1916); Р. A. L е v е n е, G. М. М е- уег, J. Biol. Chern., 48, 233 (1921)- 57, 319 (1923); К. Freudenbers, W. Durr, H. v. Hochstetler, Ber. 61, 1738 (1928); D. J. Bell, J. Chern. Soc., 1935, 1874; II. van Gru nenberg, С. В redt, W. Freu- d e n b о г g, J. Am. Chem. Soc., 60, 1507 (1938).
[740]
[740]
[741 [742
[744
74
[746]
[747]
[748]
[741 [742
[744
74
[746]
[747]
[748]
H. O. L. Fischer, C. Taube, Bor., 60 , 485 (1927).
H. О hie, Biochem. Z., 131, 611 (1922).
K. Freudenberg, K. S m e у ka 1, Ber., 59, 107 (1926).
E. Fischer, Ber., 28, 2496 (1895).
E. Fischer. Ber., 28, 1168 (l«9a).
L, F. Wiggin s, J, Chem. Soc., 1946, 13.
W. A. van Ekenstcin. J. J. Blanksma. Rec. trav, ebim., 25, 153 (1906). L. Zervas, Ber., 64, 2293 (1931).
игл. После промывки холодной водой и петролейным эфиром остается 60 70 г неочищенного продукта; т. пл. 130° С (плавится нерезко). При повторной перекристаллизации из аммиачной воды температура плавления повышается до 188° С и получается чистая 4,6-бензилидсн-2)-глюкоза в количестве V3 От исходпой глюкозы.
Синтез 1,3-бензилиденглицерина см. [749].
7Т*. Ангидриды карбоновых кислот
Ангидриды карбоновых кислот [750] лучше всего получаются по классическому^ методу — взаимодействием хлорангидридов кислот с солями кислот. Этот способ можер быть использован также для синтеза смешанных ангидридов. При добавлении пиридина^ к реакционной смеси вместо солей можно с успехом применять свободные кислоты^ Можно также получать ангидриды непосредственным термическим отщеплением воды> от карбоновых кислот, причем некоторые алифатические и ароматические дикарбонов^ кислоты образуют циклические ангидриды. ^
Получение ангидридов карбоновых кислитнепосредственным отщеплением воды -|
Легче всего дегидратируются ароматические о-дикарбоновые кислоты. Особое положение занимают алифатические дикарбоновые кислоты из четырех и пяти атомо» углерода; в этом случае отщеплению воды способствует образование пяти-и шестам члепных циклов (см. правило Блана, стр. 818). ю,т'-Дикарбоновые кислоты с длинно» цепью при высоких температурах легко дают полимерные ангидриды. -
От глутаровой кислоты вода отщепляется уже при медленном нагревании д( 230—280° С и образуется ангидрид; т. пл. 56—57° С. Малеиновый ангидрид [751 можно получить с 90%-ным выходом при отгонке реакционной воды в виде азеотропна
смеси с тетрахлорэтаном. Фумаровая кислота перегруппировывается при нагревали в малеиновый ангидрид, Адипиновая кислота лишь после многочасового кипячеНШ с уксусным ангидридом образует ангидрид (полимерный), от которого затем оттцеП ляется СО2 и образуется циклопептанон.|
Образованию ангидридов дикарбоновых кислот способствует нагревание в прЯ сутствпи ацетилхлорида [752—758], хлорокиси фосфора -[752—753], тиопилхлори^ [764] или ангидрида уксусной кислоты [759—763]..
Н. S. Hill М. S Whalen, Н. И i b Ь е г I, J. Am. Chern. Soc.«
2239 (1928).J
JI. II о n e с k а, в книге Houben-Weyl, Methoden der organischel| Chemio, Bd. 8, 4 Aufl , Stuttgart, 1952, S. 746.
A.Mason. J. Chern.Soc., 1930, 701.J
L.F. Fieser, E. L.M a r t i n, Org.Synth., Coll.v. 2,1943, p. 560.
J.B. Conn, ’G. В. Кi s t i a k о w s kу et al., J.Am.Chern. Soc.,64j
1749 (1942). -
Ch. C. Price, A. J. T о m isek, J. Am. Chem. Soc., 65. 440 (1943). v 2 [755] B. R. Baker, J. Am. Chem. Soc., 65, 1577 (1943).j
L. F. Fieser, W. H. Daudt, J. Am. Chem. Soc., 63, 784 (1941). J [757] E. С. К ornfeld, R. G. Jones, T. V. Park e, J. Am. Chem. Soc., 716 158 (1949).|
W. E. В achm ann, S Kushner, A. C. Stevenson, J. Am. Cheats Soc., 64, 977 (1942).1 J
O.Grum mitt,R.К g a n,А.В u c k, Org. Synth., 29,49 (1949).3
E.C. Horning,A.F.F i ne 11 i. J. Am. Chem. Soc., 71,3205(1949).4
J761] R. C. Roberts, T. B. Johnson, J. Am. Chem. Soc., 47, 1399 (1925» [762] J.C. Roberts,B.Sa w,J.Chem. Soc., 1950, 2844.•*>
[7631 В.II. N i c u*l e t,J.A.Bender, Org. Synth., Coll. v.1,1941,p.4i«l
L. M с M a s I e r, F. F A h in a n n, J. Am. Chem. Sue.., 50, 146 (1928).>;
АНГИДРИДЫ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Ангидрид янтарной кислоты [765]. Нагревают 100 г янтарной кислот? с 65 г POCL до прекращения выделения HCI и реакционную массу перегоняют Получают 80 г ашпдрида янтарной кислоты (95% от теоретического); т. кип 261° С; т. пл. 120° С.
Ангидрид глутаровой кислоты [766]. Глутаровую кислоту осторожи< нагревают до 40° С с двойным количеством ацетилхлорида и после прекращена» выделения НС1 перегоняют в вакууме; т. кип. 150° С (10 мм рт. ст.)', т. пл. 56— 57° С (из эфира).
Многочасовым нагреванием глутаровой кислоты с двойным или тройны? количеством SOCI2 получают ангидрид с выходом 78% от теоретического [764] Ангидрид адипиновой кислоты [767]. Адипиновую кислоту нагреваю: 6—7 ч иа водяной бане с десятикратным количеством ацетилхлорида.
Получение ангидридов карбоновых кислотио реакции двойного обмена
Для получения ангидридов кислот пз хлорангидридов и щелочных солей карбо новых кислот исходные вещества смешивают и отгоняют образовавшийся ангидрид
Уксусный ангидрид [768]. К 8 г порошкообразного безводного ацетат? натрия при охлаждении по каплям пркбавляют 5 г ацетилхлорида, смесь уме ренно нагревают и отгоняют образовавшийся ангидрид. Для удаления остатке? ацетилхлорида ангидрид перегоняют над ацетатом натрия. Выход ангидрид? 5—6 г (80—90% от теоретического); т. кип..136,5° С.
Можно избежать приготовления чистых хлорангидридов кислот, используя реанции, в которых они образуются в качестве промежуточных продуктов. Например, нагревать натриевые соли карбоновых нислот с переносчиками галогена — Р0С]8, РС16 или SOC12.
Чтобы обойтись без получения солей карбоновых кислот, можно ацилировагЕ свободные кислоты хлорангидридом.
Ангидрид масляной кислоты [769]. Эквимолекулярные количества масляной кислоты и ее хлорангидрида нагревают до кипения сначала 1 ч ка водяной и затем 7 ч иа масляной бане. Перегонкой реакционной смеси получают ангидрвд масляной нислоты; т. кип. 198—199° С (765 мм рт. ст.).
Третичные основания, особенно пиридни, образуют с хлорангидридами кислое продукты присоединения, которые уже при низких температурах являются эффективными ацилирующими средствами. При добавлении пиридина к хлорангидриду и последующем разбавлении небольшим количеством воды получаются ангидриды кислое с хорошими выходами [770].
Ангидрид бензойной кислоты. В 40 мд сухого диоксана растворяют 14 а (0,1 модъ) свежеперегнаниого бензоилхлорида и при охлаждении ледяной водой смешивают с 10 мл сухого пиридниа. Не прекращая охлаждения, добавляют 1 мл воды, лучше разбавленной небольшим количеством диоксана, оставляют при охлаждении льдом на 10 мни и выливают в смесь 75 мл концентрированной НС], 75 а льда и 75 мл воды. Отсасывают выпавший кристалличеснищ ангидрид, промывают ледяной водой, сушат в вакууме и перекристаллизовывают из смеси эфир — петролейный эфир. Выход 11 г (97% от теоретического); т. пл. 42—43° С.
[765 [766 [767 [768[765 [766 [767 [768[769[769[770j[770jJ. Volhard, Ann., 242, 150 (1887).D. М о 1, Rec. trav. chim., 26, 381 (1907).G. L. V о e г m a n, Rcc. trav. chim., 23, 269 (1904).Ch. Gerhardt, Ann. Chimie [3], 37, 31,3 (1853).E. Linnemann, Ann., 161, 179 (1872).H. A d k i n s, Q, E, Thompson, J. Am. Chem. Soc., 71, 2242 (1949).J. Volhard, Ann., 242, 150 (1887).D. М о 1, Rec. trav. chim., 26, 381 (1907).G. L. V о e г m a n, Rcc. trav. chim., 23, 269 (1904).Ch. Gerhardt, Ann. Chimie [3], 37, 31,3 (1853).E. Linnemann, Ann., 161, 179 (1872).H. A d k i n s, Q, E, Thompson, J. Am. Chem. Soc., 71, 2242 (1949).
[765 [766 [767 [768
[765 [766 [767 [768
[769
[769
[770j
[770j
J. Volhard, Ann., 242, 150 (1887).
D. М о 1, Rec. trav. chim., 26, 381 (1907).
G. L. V о e г m a n, Rcc. trav. chim., 23, 269 (1904).
Ch. Gerhardt, Ann. Chimie [3], 37, 31,3 (1853).
E. Linnemann, Ann., 161, 179 (1872).
H. A d k i n s, Q, E, Thompson, J. Am. Chem. Soc., 71, 2242 (1949).
J. Volhard, Ann., 242, 150 (1887).
D. М о 1, Rec. trav. chim., 26, 381 (1907).
G. L. V о e г m a n, Rcc. trav. chim., 23, 269 (1904).
Ch. Gerhardt, Ann. Chimie [3], 37, 31,3 (1853).
E. Linnemann, Ann., 161, 179 (1872).
H. A d k i n s, Q, E, Thompson, J. Am. Chem. Soc., 71, 2242 (1949).
Аналогично реагирует смесь хлорангидрнда и пиридина со свободными карбо* новыми кислотами.J
Важным и общеприменимым косвенным методом получения ангидридов кнсдяе является взаимодействие свободных карбоновых нислот с уксусным ангидридом [77ы| Для этого соответствующую кислоту нипятят в колбе с обратным холодильник» около 2 ч с пяти- или шестикратным количеством уксусного ангидрида. Затем образовавшуюся уксусную кислоту и избыток уксусного ангидрида отгоняют, лучяйв в вакууме, и остаток осторожно нейтрализуют холодным 2—3%-ным растворе™ Na2CO3 или тотчас же перерабатывают.
Ангидрид бензойной кислоты [772]. В течение 6 * кипятят в кодбЯ с обратным холодильником смесь 48,8 а бензойной кислоты, 41 г уксусншЯ ангидрида и 200 а сухого бензола н затем фракционируют реакционную маСЯМ После отгонки бензола и уксусной кислоты получают ангидрид бензоЙНяВ кислоты. Выход 36,8 г (81% от теоретического); т. кип. 347—348° С; т. пл. 42!^$Н
Уксусный ангидрид реагирует с хлорангидридами кислот, при этом нар«| с более высокомолекулярным ангидридом образуется ацетнлхлорид [773]; карбоноим кислоты тоже реагируют с ацетилхлоридом с образованием ангидридов кислот] 774Я По реакции с хлорангидридами можно получать и смешанные ангидриды.
при синтезе ангидридов ив карбоновых кислот и ангидрида уксусной кислоты в нмЯ стве промежуточных продуктов получаются смешанные ангидриды, которые.в нек^Щ рых случаях могут быть выделены; таков, например, смешанный ангидрид иуравьияв| и уксусной кислот [775]. Этот ангидрид может заменить неустойчивый ангидрид мурЯ вьиной кислоты; он переносит в процессе реакции только реакционноспособный wIM мильный остаток и употребляется для получения многочисленных эфиров муравьимИ кислоты, которые в свою очередь путем переэтерификации превращаются в труДД доступные иными методами сложные эфиры третичных спиртов (стр. 353).
Смешанный ангидрид муравьиной и уксусной кислот [775]. При птлаайяд кки льдом смешивают 138 а безводной муравьиной кислоты с 408 а уксусном ангидрида и оставляют на некоторое время. Затем нагревают смесь на водярам бане до 50° С и снова охлаждают. После этого перегоняют в вакууме с порам кой колонкой. При 18 мм рт. ст. собирают отдельно фракции, кипящие 27—31° С, 31—32° С и выше 32Q С. Смешанный ангидрид муравьиной и уксУсИЯ кислот отгоняется в средней фракции; т. кип. 29° С (17 мм рт. ст.). СредтаЯ . фракцию обрабатывают петролейным эфиром, лучше всего растворяюдМН уксусную кислоту, довольно хорошо уксусный ангидрид н очень плохо расМе ряющим смешанный ангидрид. В нерастворимой в петролекиом эфире содержится около 70% смешанного ангидрида. Ее еще раз фракпионируад в вакууме; выход 80,3% от теоретического.
По другому способу [776] ангидриды кислот с хорошими выходами полуад нагреванием в течение 6—20 ч при *100—150° С серебряных солей карбоновых кисЛ с CS2. Ангидриды получаются в очень чистом виде. В качестве побочного продукта# разуется только свободная карбоновая кислота. -^
[771 [772[771 [772[773 [774 [775 [776[773 [774 [775 [776W. A u t е п г i е t h, G. Т h о m а е, Вег., 57, 430 (1924).^к
[771 [772
[771 [772
[773 [774 [775 [776
[773 [774 [775 [776
A. Kaufmann, A. Luterbacher, Вег., 42, 3484 (1909).
F. Zetzsche, Ch. F 1 u t s с h et at, Helv. chim. acta, 9, 181 (1926). "Ж M. H. Fournier Bull. Soc. chim. France [4], 5 , 920 (1909).
A. Behal, Ann. Chim. Phys. [7], 2, 417 (1900); С. r., 128, 1460 (1899). Я
D. Bryce-Smith, Proc. Chem. Soc., 1957, 2o.;'\1
РАЗРЫВ СВЯЗЕЙ УГЛЕРОД — КИСЛОРОД *
Разрыв С—О-связи может происходить в следующих классах соединений в ангидридах карбоновых иислот, ортоэфирах, ацеталях, полуацеталях, эфирах карбо новых кислот, простых эфирах.
Разрыв происходит тем легче, чем больше гетероатомов находится у соседних с кислородом углеродного атома С—О—С-группы. Следовательно, устойчивости С—О-свяаи указанных типов соединений возрастает в приведенном выше порядке В качестве специфических особенностей следует отметить, что эфирная свяэ] в лактонах и лактидах разрывается легче, чем в нормальных сложных эфирах, и чт« стойкость иислородсодержащих гетероциклических ядер тем меньше, чем больше'атомо) кислорода в них содержится. Так, например, паральдегид расщепляется легче, чеь диоксан.
Разрыв простой эфирной связи
Расщепление эфирной связи в большинстве случаев протекает в довольно же стких условиях, часто по невыясненному механизму, и используемые для расщепление реагенты не всегда применяются с одинаковым успехом. Расщепление эфиров прово дится под действием кислотных агентов, таких, как галогениды алюминия А1Ха H2SO4, ангидриды и хлорангидриды кислот и галогеноводороды, а также под действие» оснований, металлоорганических соединений и щелочных металлов. В некоторых слу чаях связь С—О—С может быть разорвана также гидрированием.
Из галогеноводородов наиболее пригоден HI. При применении эквивалентиыз количеств реагентов получаются иодалкан и спирт, причем обычно иэ более высоко молекулярной группировки образуется спирт, а из низкомолекулярной — иодалках [1]. Так, эфиры, содержащие СН3-группу и более высокомолекулярный остаток, гладк< и довольно быстро расщепляются с образованием йодистого метила и спирта. На это» методе основано определение метоксильных групп по Цейзелю: пробу кипятят в колб< с обратным холодильником с концеятрированпоп водной HI и определяют улетучивд. ющийся иодистый метил.
При действии избытка HI на алифатические эфиры следует ожидать образование подалканов из обеих половин молекулы. Из алкилариловых эфиров, напротив, иарядз с иодалканами всегда образуются фенолы:
CeH5OR + Hl —> C6H6OH + RI
Расщепление арплметиловых эфиров часто используют для получения фенолов в большинство случаев выходы фенолов достигают 72—93% от теоретического. Дле этого эфир кипятят в колбе с обратным холодильником с водными растворами НТ иле НВг, часто в смеси с ледяной уксусной кислотой.
Пирокатехин [2]. Кипятят гваякол в течение 6—7 ч с 48%-ной НВг, Непрореагировавший гваякол, отгоняющийся при этом с водяным паром отделяют в отстойнике и возвращают в реактор.
.ч-Оксифенилуксусная кислота [3]. Получают кипячением .м-метокси- фенилуксусной кислоты в течение 1,5 ч с HI; выход 72% от теоретического [31
п,п'-Диоксидифениловый эфир. В течение 4 ч кипятят 24 г п,д'-димето- ксидифенилового эфира с осторожно приготовленной смесью 60 мл 48%-ной НВз и 30 мл уксусного ангидрида и затем выливают в 300 мл теплой воды. При охла,- Ждении в виде бесцветных пластинок кристаллизуется 19,7 г (93% от теорети- ческого) диокендифенилового эфира; т. пл. 160—-161° С. При дезйлкилироваяие при помощи А1С18 образуется большое количество смолообрааных примесей, О методах расщепления эфиров фенолов см. обзор [4J.
’ Материал обработали X. Зеебот и М. Шульц.
R.D.S i I v а, Вег., 8,1352 (1875); W. S i р р е гt, Ann., 276,196 (1893).
Н.Т.С 1 а г k е, Е. R.Т а у 1 о г, Org. Synth.; 3,28 (1923).
Е.С.К о г n f о I d, J.Am. Chern. Soc., 70, 1375(1948).
[4/A.Liittringhaus,F. V. Saaf, Angew. Chern., 51, 915(1938).
Для расщепления эфиров применяют водную иодистоводородную кислоту, иногда в смеси с ледяной уксусной кислотой, или насыщают эфир при О® С и в запаянной трубке нагревают на водяной бане. Из-за сильного восстановительного действия HJ его применение сильно ограничено. Для того чтобы исключить это восстановительное действие, можно с успехом применять смесь иодида щелочного металла с фосфорной кислотой. При взаимодействии эфиров с избытком этой смеси получаются нодалканы [5]. Эфиры фенолов не реагируют в этих условиях.
Вместо HI почти всегда можно употреблять"НВг, при этом реакция идет не* сколько медленнее. Эфиры со значительной реакционной способностью^ можно разлагать также соляной кислотой.
Эфиры трифенилкарбинола нестойки уже к действию разбавленных минеральных кислот: они расщепляются под их действием в ацетоновом или спиртовом растворе при комнатной температуре, ав8О%-ной уксусной кислоте — при нагревании с образованием трифенилкарбинола п спирта [6].
Эфиры третичных алифатических спиртов под действием HCI гладко превращаются в третичные галогениды [7].
При нагревании 1,4-диметокси-2,6-дибензоксибензола в течение 1 ч при 65® С с соляной кислотой подвергаются гидролизу обо бензильные группы, а метоксильные группы не затрагиваются [8]. При обработке в течение 10 ч бензилметилового эфира концентрированной соляной кислотой при 90® С и энергичном перемешивании с одно временным пропусканием НС1 происходит почти количественное расщепление на хло ристый бензил и хлористый метил [9].
Имеющиеся в молекуле активные группы оказывают решающее влияние на расщепление Офиров. Виниловые эфиры, простые эфиры 1,3-дикетонов и эфиры 1,3-дикето- кислот так же чувствительны к действию кислот, как и гликозиды. Эфиры 1,2-ке* госпиртов, как, например, эфиры циклогексанол-1-она-2, тоже очень легко расщепляются [10].
Циклические эфиры довольно гладко расщепляются галогеноводородами. На этом основан изящный способ получения 1,4-дигалогеналканов из тстрагидрофурана и его производных. Наибольшей реакционной способностью в этой реакции обладает Hl, менее эффективен НВг и еще менее НС1. Многочасовым пропусканием HI, HBt или НС1 в присутствии ZnCI2 в горячий тетрагидрофуран получают 1,4-ДИгалогенидЫ с выходами 59—75% от теоретического [11]. Введение HCJ в тетрагидрофуран без добавкк ZnCl2 приводит к 4-хлорбутанолу-1 с 65%-иым выходом [12]. Аналогичные- реакции осуществимы также и с тетрагидропиранами.
Клеменс установил, что при сплавлении эфиров с гидрохлоридом анилина про-, исходит эфирное расщепление [13]. Этот метод особенно пригоден для таких эфиров, при расщеплении которых образуются легколетучие алкилгалогениды; пропускание, сухого НС1 облегчает протекание реакции [14]. Вместо гидрохлорида анилина можно использовать гидрохлорид или гидробромид пиридина при температуре около 200е С.
Ряд фениловых эфиров с хорошими выходами разлагается серной кисло-* той [15].
В присутствии кислот Льюиса, например ZnCIz, A1CJ3, TiCJ4, SnCl4, ГеС13,< SbCl5, а также BF8, хлорангидриды и ангидриды кислот переводят простые эфиры, в сложные эфиры и галогеналкилы. Эта реакция применяется в основном только для, алкиловых эфиров, так как ариловые эфиры при этом большей частью вступают в реак-' дню Фриделя — Крафтса. Меервейи и сотр. [16] провели глубокие исследования
II.S t о п е,II. S h е с h t е г,J. Org. Chern,, 15, 491 (1950).
В.II о 1 f е гi с h, Advances inCarbohyd. Chern., 3, 81 (1948).‘
J.L. E. Erickson, W. H.Ashton, J. Am. Chern. Soc.,63.1769 (1941)^
W.Baker,Л. N о d z u, В.В obi nson, J. Chern. Soc.,1929,74.4
А, Я ieche, Ц. Seeboth, Chern. Techn., 10, 614 (1961).
M. Bergmann, M. G i e r t h, Ann., 448, 65, 69 (1926).
S. Fr i e d,R. D. К 1 e e n e, J. Am. Chern. Soc., 63, 2691 (1941); D. S. Tar*, bell, C. Weaver J. Am. Chern. Soc., 63, 2939 (1941).
IL Starr, В. M. Hixon. Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 571.
A. Kjemenc Ber., 49, 1371 (1916).
E. A. Zof in, К. A. T s e h c h i k о w a d s e, C., 1933, II, 3118.
O. Diols, F. £ u n z 1, Ber., 38, 1491 (1905); G. K. Hughes, F. Lious, C., 1938, J, 4033.
H. M e e г w e i n elaJ., J. prakt. Chern., JN. FJ, 134, 51 (1932); 147, 257(1937).^
РАЗРЫВ ПРОСТОЙ ЭФИРНОЙ связи
механизма реакции и опубликовали данные о выходах для ряда кислот Льюиса. Лучшими катализаторами, по-видимому, являются ZnCI2 и SnCl4. Так, в присутствии 0,1 моль SnCl4 (в расчете на 1 лоль бензоилхлорида) из этилового эфира и беизоил- хлорида в течение 4 ч при 110° G получается с 80%-ным выходом хлорэтан и с 90%-ным выходом этиловый эфир бензойной кислоты [17/. При действии на тетрагидрофурав хлорангидридов в присутствии ZnCl2 образуются 4-хлорбутиловые эфиры[18]. Броман- гицриды и особенно иодангидриды расщепляют эфиры даже без катализаторов [19]. Галогениды алюминия имеют препаративное значение, особенно для отщепления метоксильных и этоксильных групп от ароматических эфиров. Диариловые эфиры таким путем не расщепляются. Расщепляющее действие А1С13 иа эфиры было открыто на примере расщепления анизола [20], при котором образуется кристаллическое двойное соединение, распадающееся при нагревании на галогеналкил и хлорфенолят алюминия.
При нагревании 10 г анизола с 15 г Л1С18 в течение 3 ч при 120° С выделяется метплхлорид. Остающийся фенолят разлагают водой, подкисляют НС1 экстрагируют фенол эфиром и выделяют его обычным способом.’
Жирно-ароматические эфиры легче расщепляются А1Вг3; бромид алюминия растворим в таких индифферентных растворителях, как бензол, сероуглерод и лигроин. По Пфейфферу и Хааку [21/, реакция протекает по следующей схеме:
КОСНз + А1Вг3 —> НОСНз-А1Вг3 —* КОА1Вг2 + СНзВг
ROAlBr2^H2O —> НОН + А1ВгаОН
Если в соединении имеется карбонильная группа, то в реакцию вступает вторая молекула бромида алюминия [21/. В простых случаях для этого достаточно [22] нагревать в колбе с обратным холодильником раствор вещества в бензоле с требуемым количеством А1Вг3. (Бензол не должен содержать тиофена!)
с-Оксибензофенон. Нагревают в колбе с обратным холодильником в течение 4 ч 0,82 з 2-метоксибензофеноиа с 3,1 г А1Вгэ и 27 мл бензола. Смеси дают охладиться, добавляют к ней избыток НС1, разделяют слои, экстрагирую^ продукт из водного слоя эфиром и извлекают фенол из объединенного эфирно- беяэольного раствора 2 н. раствором NaOH. Щелочную вытяжку выливаюч в соляную кислоту, вновь экстрагируют эфиром и после выпаривания эфира получают 0,74г маслянистого о-оксибензофенона (96% от теоретического); т. пл. 39° С.
п-Оксибеизойная кислота. Растворяют 0,79 г анисовой кислоты, высушенной над РгО6, в 35 лм горячего бензола, добавляют раствор 4.9 г А1Вга в 30 мл бензола и кипятят 4,5 ч в колбе с обратным холодильником. Посл^ охлаждения смесь разлагают концентрированной НС[, продукт экстрагируюч эфиром, извлекают из эфирной вытяжки оксикислоту прк помощи NaOH, повторно подкисляют щелочную вытяжку, снова экстрагируют кислоту эфиром и после выпаривании получают 0,37 г n-оксибеизойной кислоты.
Аналогичным образом были дезалкилированы папаверин и пиперонал.
Эфирное расщепление может происходить также под действием кодида магния [23], трихлорида бора |24], торахлорида кремния [25] и литийалюминийгидрида
[17][18][19][17][18][19][20 /21 [22 [23 [24 [25[20 /21 [22 [23 [24 [25Л. М. Сморгонский, ЖОХ, 17, 416 (1947); С. А., 42, 858 (1948).
[17]
[18]
[19]
[17]
[18]
[19]
[20 /21 [22 [23 [24 [25
[20 /21 [22 [23 [24 [25
М. Е. Synerholm, Org. Synth., 29, 30 (1949).
Е. L. Gustus, P.G. Stevens, J. Am. Chern. Soc., 55, 378 (1933);
N. О. V. S о n n t a g, Chern. Rev., 52, 353 (1953).
C. Hartmann L. Gattermann, Ber., 25, 3531 (1892).
P. Pfeiffer, E. Haack, Ann., 460, 156 (1928).
P. Pfeiffer, W. Loewe, J. prakt. Chern. [N. F.J, 147, 293 (1936).
V. Grignard, J. Ritz, Bull. Soc. chim. France [5], 3, 1181 (1936). •
W. Gerrard, M. F. Lappert, Chern. Rev., 58, 1091 (1958).
R. Schwarz, W. К u c h e n, Qbem. Ber., 89, 169 (1956).
. До настоящего времеди эти реагенты мало применяются на практике для эфи] расщепления.
Некоторые аралкиловые эфиры, которые не поддаются кислотному расщепл, или расщепление которых приводит к нежелательным продуктам, разлагают щелоча: или алкоголягами при температурах выше 150° С, лучше в присутствии этилово спирта или более высококипящих спиртов. Например, при нагревании в течение 3 нератрола с равными частями КОН и спирта он частично гидролизуется с образовали! гваякола [27]. 2-Метоксифениловый эфир после 10 ч кипячения в диэтиленглико расщепляется при помощи NaOH в 2-оксифениловый эфир; выход 91% от теорет ческого [28].
Как уже упоминалось, легкость расщепления эфиров фенолов соответству легкости их образования; например, эфиры нитрофенолов омыляются уже при уу репном нагревании со спиртовым раствором КОН. Эфиры полинитрофенолов час расщепляются под действием аммиака, первичных или вторичных аминов [2! Эфиры гидрохинонов равным образом легко разлагаются разбавленным холодш раствором едкого натра [30].
Для расщепления С—О—С-связи можно использовать также металлооргани’ ские соединения *. Соединения Гриньяра могут реагировать с Простыми эфирами следующему уравнению:
CeH6OR + R'MgX —> CeH6OMgX-[-RR'
Эту реакцию иногда используют для расщепления аралкиловых, и особы бензиловых эфиров. Обычно она протекает при температурах порядка 150—200 [31]. Между тем, расщепление B.v-непасьпцеиных эфиров фенолов происходи уже 55° С [4].
Другие металлоорганические соединения оказывают более энергичное дейа чем соединения Гриньяра. Например, этиловый, изопропиловый или треш-бутале эфиры холестерина разлагаются под влиянием амилиатрпя при 10° С до холестер пентана и олефина [32] согласно уравнению:
Хол—OCjHs-pw-CgHuNa —* Хол—ONa-'-н-С^Н^-г^Н^
В качестве побочного продукта получается холестадиен, образующийся в реэ тате следующей реакции:
Хол—OR+K-CBHuNa —> Холестадиен+м-СзИи + НОНа
Если в алкильном остатке R, как, например, в метиловом и бензиловом эф: холестерина, отсутствует р-атом водорода, то образуется исключительно холестаз Эфирному растеплению иатрийалкилами посвящены работы Летзингера с < [33]; об эфирном расщеплении фениллитием см. [4].
Для расщепления эфиров фенолов могут применяться также металличе натрий или калий. Так, например, дифениловый эфир, один из наиболее устойщ эфиров, разлагается жидким калий-натриевым сплавом при комнатной темпера [34]. Вебер и Сова, действуя натрием в жидком аммиаке на 4,4'-дизамещеннйй диф
[26][26][31[32[33]134][31[32[33]134]Вопросам расщепления простых эфиров под действием натрия и натрийалн! посвящены классические исследования П. П. Шорыгина [П. П. Шоры г. Избранные труды, Изд. АН СССР, 1950, стр. 197—257].—Прим. ред.
[26]
[26]
[31
[32
[33]
134]
[31
[32
[33]
134]
Р. к а г г е г, О. R u 11 n е г, Helv. chim. acta, 33, 812 (1950); V. Tweed
M. Cuscurida, Angew. Chern., 66, 646 (1954).
L. Bouveault, Bull. Soc. chim, France [3], 19, 75 (1898).
E. Ungnade, К. T. Zilch, J. Org. Chem., 15, 1109 (1950).
R. J. W. Le Fevre et al., J. Chem. Soc., 1927, 1168.
U. Nef, J. prakt. Chem., 42, 168 (1890).
E. S p S t h, Mh. Chem., 35, 319 (1914).
H. G on 1 d, К. H. S c h a a f, W. L. R и i g h,, J. Am. Chem. Soc., ■ 1263 (1951).
R. L. Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc., 70, 3342 (1948); 73, 5708 (19 75, 2649 (1958)
Muller, W. Bunge, Ber., 69, 2171 (19.36).
левый эфир, расщепили его на производные бензола и фенола [35]. Диаллиловой афар разлагается натриевой пылью при 35° С с образованием аллилнатрпя и аплилата натрия. Эта реакция является удобным методом получения аллилнатрия [36]. При кипячении анизола, фенетола, фенилбензилового эфира п дифенилового эфира с калкем или iiaipneM в пиридине без побочных продуктов образуется фенол с выходом 90% от теоретического [37].
Во всех рассмотренных до сих пор способах расщепления эфирной связи требуются агрессивные реагенты. Фрейдояберг с сотр. установил, что для расщепления бензиловых эфиров можно использовать также каталитическое восстановление водородом [38]. По этому способу бензилалкиловые эфиры в присутствии платиновых металлов пли никеля Ренея очень мягко превращаются в толуол и спирт. Бепзилфенилоный эфир лучше всего подвергать восстановительному расщеплению при помощи паллади- рованного животного угля.
З-Галлоилглюкоза [39]. При 25° С 10 г З-трпбепэилгаллоилглюкоэьь в 250 лл метилового спирта гидрируют в присутствии 2 г 2%-ного палладиро- вапного животного угля. Гидрирование заканчивают через 3,5 ч, после поглощения 1260 мл (теоретически 1240 ял) водорода. Раствор отфильтровывают от катализатора, промывают осадок этиловым спиртом и выпаривают в вакууме. Бесцветное, вспененное вещество растворяют в небольшом количестве вод» и упаривают в эксикаторе. Остается бесцветная, хрупкая масса; выход 5,4 а (98% от теоретического).
В препаративной работе можно, пользуясь этим методом, защитить оксигруппы' бензилированием к затем вновь регенерировать их в мягких условиях.
Обзор работ по расщеплению бензиловых и циклических бензиловых.- зфиров гидрированием см. [40]. О расщеплении фурановых колец см. |41 J.
Расщепление эфиров полно и подробно описано п работе [42}, в которой' освещена также теория вопроса, а в заключение приведены некоторые данные- о расщеплении тиоэфцров; об пх расщеплении см. также [43].
Омыление сложных эфиров карбоновых кислот
Гидролиз эфиров карбоновых кислот с образованием карбоновых кислот и спиртов проходит в щелочной пли кислой среде:
ВСООВ'+НзОRCOOH + R'OH
В то время как для кислотного гидролиза требуются только каталитические количества кислоты, для щелочного омыления необходимы молярные количества щелочей, так как щелочи действуют не только каталитически, но и образуют с карбоновыми кислотами соли, которые выводятся из равновесной реакции [44, 45].
К. G. Weber, F. J. Sowa, J. Am. Chern. Soc., 60, 94 (1938).
R. L. L e t s i n g e r, J. G. T г a у n h a in, J. Am. Chern. Soc., 70, 3342 (1948).
V. Prey, Ber., 76, 156 (1943).
K. Freudenberg, W. Durr, H. v. HochsUtter, Ber., 61, 1739 (1928).
O. Th. Schmidt, A. Schach, Ann., 571, 35 (1951).
W. H. н а г t u n g, R. S i m о n of f, Org. Reactions, 7, 263 (1953).
G. J ones, A. W. C. Taylor, Quart. Rev., 4, 199 (1950).
R. L. Burwell jr., Chern. Rev., 54, 615 (1954).
S. Tarbell, D. P. Harnish, Chern. Rev., 49, 1 (1951).
[45][45]Подробное описанке реакции см. Н. Henecka, в книге Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 8, 4 AufL, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1952, S. 418.
[45]
[45]
К 1 a g e s, в книге G. M. Schwab, Handbuch der Katalyse, Bd. 7/2, Sprin- gor-Verlag, Wieii, 1943, S. 325.
С повышением температуры скорость омыления сложных эфпров увеличивается^ Протеканию реакции способствует также непрерывная отгонка образующегося спирта. Скорость кислотного гидролиза зависит от концентрации ионов водорода: эта реакция протекает обычно значительно медленнее, чем щелочное омыление.
Скорость омыления сложных эфиров как в щелочной, так и в кислой среде зависит от строения остатков карбоновой кислоты [46] и спирта [47]. Стерические факторы, оказывают большое влияние иа способность сложных эфиров к омылению. Расщепление? затрудняется при наличии разветвления углеродной цепи у соседнего с карбоксильной группой атома углерода. Такое же действие оказывает разветвление цепи спиртов кого компонента. Скорость омыления сложных эфиров зависят также от кислотности"' итерифицпрованиой кислоты. Чем сильнее выражены кислотные свойства кислоты,^ тем быстрее происходит расщепление щелочами образуемых ею эфиров [48]. Эфирьг первичных спиртов омыляются щелочами легче, чем эфиры вторичных, а последние —^ легче, чем эфиры третичных спиртов. Напротив, в кислой среде особенно легко про^ исходит расщепление эфиров третичных спиртов. Чисто алифатические эфиры реалий руют лучше, чем ароматические. Установлено, что чем легче образуются эфирну тем легче протекает их гидролиз.я
Омыление щелочами. В качестве омыляющего реагенза в большим стве случаев применяют водные или спиртовые (метиловый или этиловый спиртыЗ диэтиленгликоль) растворы NaOH или КОН. Более мягко действуют растворы гидро^! окисей бария или кальция. Если в результате'гидролиза образуются неустойчивый к действию сильных щелочей компоненты, то часто удобнее проводить омыление раж творами Na»COs, NaHCOs или метилата натрия [49]. Для омыления особенно устои чивых эфиров, например эфиров о,<?'-дизамещенных ароматических карбоновых кислот приходится иногда прибегать к щелочному плавлению.
Концентрация применяемых щелочей и температура реакции зависят от entf собности сложных эфиров к гидролизу и от устойчивости образующихся продукта гидролиза.'
Неразветвлеппые алкиловые эфиры низших алифатических карбоновых кисло обычно омыляют кипячением в течение 0,5—2 ч с 25%-ным раствором NaOH. При гидре лизе нерастворимых эфиров для гомогенизации среды рекомендуется применять ешц товые щелочи. Для омыления высококипящих эфиров удобнее пользоваться раствО рами КОН в диэтиленгликоле [50]. По окончании реакции избыток щелочп удаля^ пропусканием СО2.
Некоторые эфиры расщепляются уже при обработке водой. К ним, например относятся метиловый или этиловый эфиры муравьиной кислоты [45], полуэфиры гдХ коля [51], этерифицироваиные по карбоксильной группе оксикарбоновые кислоты [52 эфиры ацилгликолевой кислоты [53] и некоторые сложные эфиры алкалоидов групц трепана [54].>
К легко гидролизуемым эфирам относятся также эфиры простых а- и Р-амия< кислот. Эти эфиры часто можно расщепить кипячением с водой [55]; но обычно рея, мендуется применять для гидролиза водный раствор гидроокиси бария [56, 57]. Эт£ реагент имеет особые препаративные преимущества: многие бариевые соли карбой! вых кислот плохо растворимы и поэтому могут быть отделены; избыточный Ва(ОЩ удаляют послб реакции обработкой СО2 или H2SO4.'[
[46][46][47][48] [49] [50][51 [52[53 [54[55 [56[57][47][48] [49] [50][51 [52[53 [54[55 [56[57]К. Kindler, Ann., 450, 1 (1926); 452, 90 (1927); 464, 278 (1928): С. N. Н 11 shelwood et al., J. Ghcm. Soc., 1936, 1337; 1935, 1482; 1938, 1801;'G. D i vies, D. P. - E v a n g, J. Chern. Soc., 1940, 339.
[46]
[46]
[47]
[48] [49] [50]
[51 [52
[53 [54
[55 [56
[57]
[47]
[48] [49] [50]
[51 [52
[53 [54
[55 [56
[57]
. Olsson et al., Z. physik. Chern., 102, 26 (1922); 118, 99, 107 (1925); 12$ 243 (1927).
H, Olsson, Z. physik. Chern., 133, 233 (1928).
L. Claisen, Ber., 38, 703 (1905).J
E. Redemann H. J. L u c a s, Ind. Eng. Chern., Anal. Ed., 9, 52 (1937).
E. Erlenmeyer, Ann, 192, 249 (1878).
L. Schreiner, Ann., 197, 7, 12, 15 (1879).
M. Senff, Ann., 208, 274 1881).
P. Findley, J. Am. Chern. Soc., 76, 2855 (1954).
E. Fischer, Ber., 34, 445 (1901).
F. Weygaifd, Ber., 74, 257 (1941).
T. Kobayashi, Ann., 536, 158 (1938).
^-Аланин 156). Из 30 г эфира циануксусной кислоты каталитическим гидрированием в среде ледяной уксусной и серной кислот в присутствии PtOa получают этиловый эфир р-аланина. Отделяют катализатор возможно полнее, удаляют уксусную кислоту в вакууме и выливают остаток в 300 мл воды. Прибавляют 100 г тонкоизмельченной Ва(ОН)2 и кипятят 3 ч. После охлаждения осаждают барий точно рассчитанным количеством разбавленной II2SO4. Осадок BaSO4 отделяют центрифугированием, а раствор сильно концентрируют в вакууме. р-Аланин быстро выкристаллизовывается; выход 17 г (72% от тооретиче- екого); после переосаждения его эфиром из раствора в водном спирте т. пл. 195° С.
Эфиры сильных карбоновых кислот, например циануксусной [58], омыляются 2и%-ным водным NaOH уже на холоду; аналогично эфиры дикарбоновых кислот (мало- новой [59], а-метилпимелиповой [60]) превращаются в соответствующие эфирокислоты.
Полное омыление эфиров дикарбоновых кислот происходит лишь при длительном кипячении со спиртовым раствором КОН. При щелочном омылении эфиров ненасыщенных карбоновых кислот может произойти миграция двойной связи [61]. Напрогив |идролиз этих эфиров HCI приводит к получению карбоновых кислот с неизмененным положением двойной связи.
Эфиры сс-кетокислот лучше всего омыляются водными щелочами или спиртовым pac-i вором К2СО8; спиртовые растворы едких щелочей часто вызывают разложение [62].
Фенилглиоксиловаи кислота [63]. Суспензию 140 г метилового эфира фенилглиоксиловой кислоты в 700 мл 2 в. раствора NaOH встряхивают до растворения большей части вещества. Омыление доводят до конца нагреванием в течение 30 .мин на водяной бане. После охлаждения удаляют нерастворившийся остаток экстрагированием эфиром. Водный слой подкисляют 350 мл 5 н. НС], экстрагируют вновь эфиром и выделяют кислоту обычным способом. Выход 115,5 а (90% от теоретическою); т. кип. 105° С (0,1 мм рт. ст.у т. пл. 64,5—65,5°'С (перекристаллизация из СС14).
Для омыления при комнатной температуре эфиров р-кстокислот, особенно эфиров высших кетокислот, целесообразно применять смесь ледяной уксусной и соляной кислот [64].
Лактоны легко переводятся водными растворами оснований в соответствующие оксикарбоновые кислоты.
Омыление ацетатов углеводов щелочами не представляет труда в том случае, если восстанавливающиеся группы сахаров защищены устойчивыми к щелочам заместителями. Соответствующие гликозиды или ацетоинды могут быть дезацегилированы действием спиртовых щелочей, раствора гидроокиси бария, жидкого аммиака [65] или спиртовою раствора аммиака [66].
[58][59][60][61][62][58][59][60][61][62]И. Не п е с к а, в книге Н onben - Wo yl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 8, 4 AufL, S. 422.
[58]
[59]
[60]
[61]
[62]
[58]
[59]
[60]
[61]
[62]
S. В г e $ 1 о w, E. Baumgarten, C. R. Ha user, J. Am. Chem., Soc., 66, 1286 (1944).
L. F. Fieser, M. T. Leffler et al., J. Am. Chern. Soc., 70, 3206 (1948).
B. R. Baker, M. V. Q u e r r y, A. F. Radish J. Org. Chem., 13, 123 (1948).
L. В on ve aul t, Bull. Soc. chim. France [3], 15, 1017 (1896); F. F. В 1 i c k e, M. U. T s a o, J. Am. Chem. Soc., 66, 1645 (1944); F. F. В 1 i c k e, R, F. F e 1 d- k a m p, J. Am. Chem. Soc., 66. 1087 (1944).
E. Baer, M, К a t e s, J. Am. Chem. Soc., 67, 1482 (1945).
M. A. M i t z, A. E. Axelrod, K. Hofmann 3. Am. Chem. Soc., 72 1231 (1950).
E. F ischer, H. S t r a u p, Ber., 45, 2467 (1912).
Fischer, M. Reigmann, Ber., 50, 1047 (1917).
Омыление ацетатов углеводов лучше всего происходит по методу Земплена [6 в присутствии каталитических количеств метилата натрия в метиловом спирте.
Получение маннита из гекса-О-ацетилманнита [68]. Заливают гекса-О-ацетилманпита 20 мл абсолютного метилового спирта, нагревают водяной бане и добавляют 2 мл 0,1 н. раствора метилата натрия. Через 3 начинается выделение маннита. Реакционную смесь выпаривают досуха в пониженном давлении, растворяют остаток в 5 мл воды и добавляют к раств при нагревании 25 мл абсолютного спирта. При охлаждении выход кристалла ского маннита 2,7 г (80,5% от теоретического); т. пл. 165° С.
Омыление ацетатов может также произойти при многодневной выдержке •при комнатной температуре или даже при 0° С. Реакция проходит до конца и в том-д чае, когда деэацетилируемое вещество плохо или почти нерастворимо в использу растворителе. Ацетилцеллюлозу полностью омыляют нагреванием с раствором мети натрия в метиловом спирте [67]; пользуются обычно 0,1—0,01 н. растворами мети натрия.
Трифторуксусные эфиры углеводов расщепляются уже под действием воды.’ метилового спирта [69].
Омыление кислотами. Омыление сложных эфиров кислотами » боратарной практике используется реже. Оно имеет значение для омыления неус; чивых в щелочной среде соединений или тогда, когда омыление щелочами не дос' цели, как, например, в случае эфиров тетраметилянтарной кислоты [70]. Для пр ния гидролиза эфир кипятят с водными минеральными кислотами, при омылении нерастворимых соединений добавляют ацетон, диоксан или ледяную уксусную ки Скорость гидролиза сложных эфиров увеличивается с повышением темпера и концентрации ионов водорода. В качестве кислот, катанизирующих гидролиз,, всего применяют рабавленные серную или соляную кислоту; пригодна также п-тдй сульфокислота.
Под действием концентрированных НС1 и НВг наряду со свободными кар вымя кислотами образуются соогветствующиеаляилгалогенцды, которые легко ются из реакционной массы отгонкой[71]. Этот метод иногда применяют для получй карбоновых кислот.
Неустойчивые карбоновые кислоты можно получать из их эфиров катализ емой кислотами реакцией переэтерификации. Например, акриловую кислоту получить из ее метилового эфира переэтерификацией муравьиной кислотой в ствии серной кислоты [72].
Кислотное расщепление эфиров широко используется в промышленное® омыления жиров. Для этого применяют катализаторы, так называемые «рапид-ра тели» (реактив Твитчелла). Природа и действие этих катализаторов подробно иэ$ Шлутиусом [73]. -
Расщепление эфиров гидрированием*. Сложные бензилового спирта расщепляются на палладиевом катализаторе (Pd/H2) с обр ни ем соответствующих карбоновых кислот и толуола [74]. Этот способ имеет пр тивное значение, например для расщепления ацилированных эфиров малоново:
[671[68][69][671[68][69][70 [71 [72 [73 [74[70 [71 [72 [73 [74Наряду с бензильной защитой карбоксильной группы, удаляемой каталитиЧй гидрированием, большое значение имеет тпрелп-бутильная защита. Пра « ливе таких эфиров получаются карбоновые кислоты п пзобутилбн [Т. &| et al., J. Am. Chem. Soc., 85, 488 (1963)]. — Прим. ped.
[671
[68]
[69]
[671
[68]
[69]
[70 [71 [72 [73 [74
[70 [71 [72 [73 [74
G. Zemplen et al., Ber., 56, 1705 (1923); 59, 4258 (1926); 69, 1827 0
G. Zemplen, E. Pacsu, Ber., 62, 1613 (1929).
E. J. Bourne С. E. M. Tati ow, J. C. Tallow, J. Chem. Soc.? 1367.
K. v. Auwers, Ann., 292, 180 (1896).
W. Theilacker, G. Wendtl and, Ann., 570, 50 (1950).
С. E. Rehberg, Org. Synth., 29, 5 (1949).
E. Schlutius, J. prakt. Chem., 142, 49 (1935)..
K. W. Rosenmund, F. Zetzsche, F. Heise, Ber., 54, 2038 £ Резюме в статье W. H. Hartung, В. Si monoff, Org. Reactions, 7 (1953).
лоты R —СО—СП'(СООС2Н5).2, так как под действием щелочей ацильные группы о^ щеиляюгся быстрее, чем происходит омыление. Однако при гидрировании соотвез ствующпх бензиловых эфиров на палладированном угле можно в мягких условия отщепить бензильные группы; этот путь иногда выбирают для получения кетонов (75'
В'I /СООСНгСдНз к -со—\:ооснгсвн.',В'I /СООСНгСдНз к -со—\:ооснгсвн.',R’
В'
I /СООСНгСдНз к -со—
\:ооснгсвн.',
В'
I /СООСНгСдНз к -со—
\:ооснгсвн.',
Р.1/И.। /СООП
R-CO-C<—> В—СО—CH2R'хсоон
Расщепление сложных эфиров гидрированием нашло важное применение дл получения пептидов по «карбобснзоксимстоду» Бергманпа [76]. По этому метод аминокислоты сначала подвергают взаимодействию с бензиловым эфиром хлор угольной кислоты и после сочетания с другими аминокислотами бензильньх остаток отщепляют от эфира бепзилкарбаминовой кислоты в виде толуола. Образу ющиеся при этом производные карбаминовой кислоты тотчас же распадаются на СО и пептид: . " CGJ]5—СНз—О—СО—NII—C1I—СО—NH—CH—СООН Pd/H'^
—> H2N—СП—СО —NH —С Н—СО ОН 4- с6н6—сп3 4- со
III. Омыление ацеталей, меркапталей, кеталей и ортоэфиров
Образование ацеталей, кеталей и меркапталей является наиболее удобны! способом стабильного блокирования карбонильной группы. Защищенная ацетализа иней карбонильная группа очень легко регенерируется после проведения изменение в молекуле.
Омыление ацеталей имеет большое значение также потЬму, что ненасыщенны, альдегиды иногда получают через их ацетали. Так, при синтезе альдегидов по Гринь, яру альдегиды часто образуются в виде ацеталей. Обычно ацетали гладко гидролизу ются разбавленными минеральными кислотами, но устойчивы к действию щелочей Расщепление, как правило, проводят 0,01—3 н. H2SO4, применяют и разбавленную НС1, NaHSOg и органические кислоты, например уксусную, щавелевую или виннукь Нерастворимые в воде ацетали разлагают в присутствии органических растворителей таких, как спирт, ледяная уксусная кислота пли ацетон.
Фенилпропаргиловый альдегид [77]. Его диэтилацеталь нагреваю- 30 мин при периодическом встряхивании на паровой бане с примерно 12%-ноз H2SO4; выход альдегида 70—81% от теоретического.
Глицериновый альдегид [78]. Диэтилацеталь глицеринового альдегид: расщепляют встряхиванием в течение 7 суток с 0,1 н. II2SO4. Выход альдегид. 80% от теоретического.
Кетали в большинстве случаев моментально расщепляются сильно разбц пленными кислотами. Относительно устойчивы циклические ацетали и кетали, а такие, ацетали, образованные из альдегидов с основными группами. Последние при гидролиз! могут вступать в альдольную конденсацию или образовать шиффовы основания Поэтому их омыляют концентрированными кислотами.
Ниже приведен способ омылепия чувствительных ацеталей, например диацеталх p-метилкротонового альдегида ] 79].
[7а] R. Е. Bowman, J. Chern. Soc., 1950, 325.
J 76 J M. Bergmann, L. Z e r v a s, Ber., 65, 1192, 1201 (1932).
C. F. H. Allen.C. О, E deus jr., Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 731. [78| E. J. Witzemann ct al., Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. ,305.
F. G. Fischer, K. LSsenberg, Ann., 494, 272 (1932).
24 Заказ 1 835.
р-Метилкротоновый альдегид. Встряхивают 53 г диацеталя с 10 насыщенного на холоду водного раствора винной кислоты; смесь при этом силе охлаждают и гомогенизируют. Затем при встряхивании добавляют 200 мл па< щеипого на холоду раствора СаС12, в результате чего в виде масла выделяв! p-мотплкротоновый альдегид.
По другому способу [80] чувствительные ацетали расщепляют обиабс ацетолом в присутствии бензолсульфокислоты.
Ступенчатый гидролиз триацетонида маннита по Ирвину и ПаттевеемИ [81]. Растворяют 30 г триацетонида маппита в 450 лл спирта, содержащего 3? воды и 0,1% НС1. Раствор перемешивают 2,5 ч в термостате при 415 С, зат осаждают хлориды карбонатом серебра и встряхивают фильтрат с живота углем. При упаривании фильтрата в вакууме сначала выпадает неизменен# трпацетонид маннита; его отфильтровывают и выпаривают фильтрат досуз При повторном растворении в холодном ацетоле свободный маппит не разд ряется, а моно-и диацетонид маппита переходят в раствор. При отгонке ацеМ в вакууме получают смесь моно-и диацетонидов в количестве 50% от вдят( триацетонила. Для разделения их кипятят с большим избытком бензола. П охлаждении выпадает кристаллический моноацетонид маппита; пэ фильтра удаляют растворитель, а остающуюся сиропообразную массу перегоняют И 172° С и разрежении II мм pm. cm.J
После многих недель стояния в холодильнике диацетлиид выкристащ зовывается в форме игл; т, пл. 37—39° С. Синтезированный продукт представд! собой, 3,4;5,6-диацетонид маннита, так называемый диацетонид маппита. И| мерный ему симметричный 1,2;5,6-диацетонпд манпита получают частичИ! ацстонированием маппита [82].
Продолжая гидролиз диацетонида маннита, Ирвин и Паттерсон получи 3,4-моноацетоннд маннита [81, 83]; изомерный 1,2-моноацетонид маииита ® получен через эфир борной кислоты [84]./[
Гидролиз 1,2-изопропилиден-3,5,6-трибензпл-а-глюкозы до 3,5,6-м бензил-а-глюкозы происходит в течение 4 ч в смеси 96%-ного спирта и Sj H2SO4 при 809 С; выход 73% от теоретического [85].
Для омыления 4,6-бензилиден-2-деаокси-1-галактонитрила его нагрев^’ с 20%-ной уксусной кислотой и, медленно приливая по каплям 10%-ную уи^ ную кислоту, отгоняют смесь уксусной кислоты и бензальдегида [86]. РеаКЦ заканчивается через 30 мин.
Частичный гидролиз бис-диметилацеталя ацетоуксусного альдегида до длией ацеталя ацетоуксусного альдегида можно осуществить, нагревая бис-диметилацетД 20—30 мин при 50—60° С с эквивалентным количеством воды; выход 91% от теорет® ского [87].
Избирательное расщепление, ацетальиой связи в сложных эфирах ацетай может быть проведено с помощью‘уксусной кислоты [88]. '
Н. S с h i n z, G. S c h a p p i, Helv. chim. acta, 30, 1483 (1947).«
I. C. Irvine, В. M, Patterson, J. Ghem. Soc., 105, 907 (1914).
E. Fischer, Cb. R u n d, Ber., 49, 41 (1916); L. v. V a r g h a, 66, 1397 (1933).Л
А. МйПег, Ber., 65, 1056 (1932).
L. v. V arg ha, Ber., 66, 13 96 (1933).
F. Weygand, O. Trauth, Chern. Ber., 85, 60 (1952).
R. G г e w e, H. P о c h a 1 y, Chern. Ber., 87, 52 (1954).*
W. Frankest al., Chern. Ber., 86, 793 (1953).?
R. G r e w e, E. Nolte, Ann., 575, 11 (1952).J-
При гидрировании в присутствии металлов платиновой группы ацетали бепзал дегида расщепляются с образованием толуола и исходного спирта. Этот способ яме значение для получения моноэфиров полиоксисоединений, например р-моиоэфир< глицерина [89]:
ОНОСОСНзОСОСНз
III .
СН2-СН-СН2СН2-СН-СН2СН2-СН-СП2
II —> IIII +С6Н5СН3
О—он—оо—сн—оон он
CeHfiСдНб
Бензаль-а-метилглюкозид был восстановительно расщеплен водородом в пр: сутствии платиновой черни с образованием толуола и а~метилглюкозида [90].
Аналогично мягким и в некоторых случаях рекомендуемым методом расщепл ния ацеталей и кеталей является расщепление при помощи ионообменных смол [91 Еще один метод расщепления ацеталей заключается в их взаимодействии с анга, рядами кислот, например с ангидридом уксусной или бензойной кислоты, в ирису ствии ионов водорода [92]. Из 1 моль ацеталя и 1 моль ангидрида при атом обр зутотся альдегид и сложный эфир. При кислотном гидролизе ацеталей в присутства например, гидроксиламина, гидразина или аминов можно непосредственно получа- оксимы, гидразоны или шиффовы основания.
Меркаптали более устойчивы к гидролизу, чем ацетали. Их расщепление можх проводить с помощью HgCl2 и СаСО8 или CdCO3 или, что еще лучше, при помои HgO, Этот метод приобрел наибольшее значение в химии углеводов [93].
5-Дезоксн-Р-арабнноза [94]. В течение 8 ч при 40° С "перемешивай 0,01 моль меркапталя 5-дезокси-Р-арабинозы с 60 жл ацетона, 6 жл воды, 6 желтой HgO и 6 г HgCl2. Затем осадок отсасывают, промывают водой, выпаривая фильтрат при 40° С в вакууме в присутствии 1 г HgO, продукт из остатка трижд экстрагируют теплой водой (порциями по 30 жл). Из объединенного экстракт осаждают Н2$ ртуть в виде сульфида ртути и отфильтровывают его. Раство- из которого удаляют соляную кислоту при помощи ионообменной смолы (в фатит), упаривают до сиропообразного состояния и сушат в вакууме; вых< дезоксиарабинозы 0,9 г (о7% от теоретического).
Уреидостнльбенальдегид. Растворяют диэтилмеркапталь 4-уреидостнл бспальдегида-4' в смеси ацетона с водой, смешивают с HgCl2 и HgO, перемели вают 1 ч при комнатной температуре и отфильтровывают ртутное соединена После добавления воды выкристаллизовывается уреидисгильбенальдегид; выхс 89% от теоретического [95].
Обзорную работу по расщеплению меркапталей и меркаптолов см. [96].
М. Bergm ann, N. М. Carter, Z. physiol. Chern., 191 < 211 (1930).
К, Freudenberg, Н. Тоер f 1 ег, С. Anderson, Вег., 61, 175 (1928).
W. L. G 1 е n, G. S. М е у е г s, G. A. G г a n t, J. Chern. Soc., 1951, 257< С. Е. Ballou, Н. О. L. Fischer, J. Am. Chcm. Soc., 76, 1660 (1959
A. Wohl, H. Roth, Ber., 40, 217 (1907).
E. S о v k i n, T. Reichstein, Helv. chim. acta, 28, 940 (1945); H. Z i a n e r et al., Chem. Ber., 91, 1; 48; 427; 1006; 1657 (1958); 92, 1618; 2893; 315 (1959).
H. Zinner, K. Wessely, H. Kristen, Chem. Ber., 92, 162 (1959).
G. D г e f a h 1, H. S eebot h, W. Degen, J. prakt. Chem. [4], - 102 (1956).
D. S. Tarbell, D. P. Harnish, Chem. Rev., 49, 67 (1950).
Ортоэфпры могут рассматриваться как кетали эфиров карбоновых кислот. Они гидролизуются аналогично кеталям. Для препаративных целей расщепление орто-' эфиров нс имеет значения, ибо оно приводит к обычным карбоновым кислотам, которые все без исключения могут быть получены другими, более удобными путями.'
Ангидриды карбоновых кислот гладко гидролизуются под действием воды, что описано в учебниках органической химии.
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗЕЙ УГЛЕРОД - АЗОТ л
ОБРАЗОВАНИЕ C-N-СВЯЗЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИЙ ПРИСОЕДИНЕНИЯ/;
Присоединение азотсодержащих соединений ио кратным -^ углерод-углеродным связям.д
Присоединение аммиака н продуктов его замещенияг!
Присоединение аммиака и аминов к простым олефинам происходит только! в присутствии катализаторов в жестких условиях. Например, N-этиланилин можно® получить из анилина и этилена при 300° С и 200 ат в присутствии натрия [1J; выход! 80—90%. Повышенное давление и катализаторы необходимы также для прпсоединеншТ^а амилов по С=С-связям [2—4]. По эта реакция обычно пе останавливается на стадии^ простого винилирования [2, 3] или в результате ее вместо ожидаемых виниламинойд получаются изомерные им основания Шиффа [4]. Возможно также винилирование тре^^ тичных аминов. Так, при 60—70° С, давлении 20 ат и отношении ацетилен : азот =1^ = 2 : 1 с хорошими выходами получается нейрин (2, 5J:
(CH3)3N + CH=CH-MI2O —> [(CH3)3N-CH=CH2]+ он-
Значительно легче реагируют олефины, двойная связь которых активирован^ другими соседними кратными связями, например а,р-ненасыщоииые карбоновые кислоты, кетоны [6], нитрилы [7] и аналогичные соединения. В простейшем случай достаточно уже активирования соседней двойной связью в диене или бензольным ядром; Например, анилин взаимодействует со стиролом ужо при нагревании в колбе с обратны» холодильником в присутствии небольших количеств патрия с образованием N-фения- р-фенилэтиламина с выходом 70% от теоретического [8]. р-Лминокислоты получаю нагреванием а,р-ненасыщенных карбоновых кислот при температуре около 100°t с аммиаком в запаянной ампуле [9[. Соответствующие эфиры р-амипомасляпой кислот» [10] были получены с выходом до 85% в результате 14 суток взаимодействия пр^ комнатной температуре эфиров кротоновой кислоты с первичными или вторичными аминами в спиртовом растворе. Присоединение морфолина к производным акриловой кислоты в уксусной кислоте протекает настолько гладко, что реакция пригодна ДЛЯ количественного определения этих ненасыщенных соединений [11]. Примером скло#^
пости а,р-непасыщеппых кетонов к присоединению мо;кет служить легкость синте; диацетонампиа пз окиси мезитила при перемешивании с водным аммиаком в течет нескольких часов [12]; так же легко присоединяется гид ролей л амин, причем образует< диацетопгидронсплампн [13].
Амиды кислот получаются в результате присоединения аммиака или амине к кегенам; так, из дикетена с высокими выходами легко приготовить амиды ацетоуксу мой кислоты [14, 15].
N-Галогенамины легче присоединяются даже по переакционноспособпым двО] ным связям, чем сами амины, причем одновременно в a-положение вводится атом гай гена. Аналогично реагируют N-галогенсульфамиды, тогда как почти все N-галогенир ванные амиды карбоновых кислот реагируют совершенно по-другому.
Присоединение других азотсодержащих соединений
Присоединение диазоалканов и азидов
Исключительно легко присоединяются диазоалканы и азиды, особенно по акт] внрованным двойным связям. Иногда продукты присоединения, образовавшиеся е первой стадии реакции, отщепляют азот уже па холоду, по чаще при нагревании с 01 разованием С—С-связей. Тем пе мепее во многих случаях такие реакции присоедиа, ния являются наиболее изящным путем синтеза азотсодержащих гетероциклически соединений.
Например, прп внесении метилового эфира коричной кислоты в охлаждаемы эфирный раствор диазомегана получается практически с количественным выходе метиловый эфир 4-фепилпиразолип-З-карбоновой кислоты [16]:
С6Н5СН=СНСООСНзС6Н6СН-СНСООСНз
I I
Н2с у
Из бензальацетофенона таким способом с почти количественным выходом обр, зуется 4-фенил-З-бепзоилпиразолип [17]. По этому принципу из диазомстана или диаа. уксусного эфира можно синтезировать большое число производных пиразолин, Аналогично из алкинов получаются производные пиразола; папример, реакци пропаргилового альдегида с эфирным раствором диазометапа дает пиразолальдегид- с выходом 84%, с диазоуксусным эфиром — 86% этилового эфира пиразолальдегид-; карбоповой-4 кислоты [18]. Сам пиразол легко образуется из диазометана и ацеп лена [19].
Таким же способом получают триазолы, присоединяя по С=С-или Csl связям азотистоводородную кислоту или азиды вместо диазопроизводных [18].
Присоединение нитрилов
Важным в препаративном отношении методом получения алкилировад ных амидов с вторичными или третичными алкильными группами при атоме азоц является присоединение синильной кислоты или нитрилов к олефинам в присутстви
[12] ИЗ [14 И5 [16 [17 [18 [19[12] ИЗ [14 И5 [16 [17 [18 [19Р. В. II а е s е 1 о г, Org. Synth., 6, 28 (1926).
[12] ИЗ [14 И5 [16 [17 [18 [19
[12] ИЗ [14 И5 [16 [17 [18 [19
С. Harries, IL Gley, Вег., 31, 1808 (1898).
С. Е. К a s 1 о w, D. J. Cook, J. Am. Chern. Soc., 67, 1969 (1945).
J. W. Williams, J. A. Krynitzky, Org. Synth., 21, 4 (1941).
H. v. P e c h m a n n, E. Burkard, Ber. 33 3594 (1900).
1. Smith, W. B. Pings, J. Org. Chem., 2, 23 (1938).
R. Hu tie], Ber., 74, 1680 (1941).
H. v. Pechmann, Ber., 31, 2950 (1898); W. Huckel, J. Da tow- в. Simmer shach, Z. physik. Chem. Abt. A, 186, 659 (1940),
концентрированной серной кислоты или других сильных кислот (реакция Графа—л Риттера) [20—26]:.^
rc=n+r;c_cb; -^ (r-c=n-cr;-chr;i r-co-nh-cr;-chb; L|
Эта реакция протекает с хорошими выходами при комнатной температурепри умеренном нагревании в ледяной уксусной кислоте иди в дибутиловом эфире, "та
Смесь 10,4 г стирола и 6,1 г ацетонитрила вносят в раствор 17 г бепзолсуш^ фоновой кислоты в 50 лл ледяной уксусной кислоты и оставляют па 15 ч, ЗатеЙЯ ее выливают на 200 г раздробленного льда и нейтрализуют аммиаком; выделяете™ вязкое масло, которое экстрагируют тремя порциями эфира (по 100 лл кажданУя Объединенные вытяжки сушат над К2СОз и после отгонки эфира перегоняя (т. кип. 175—180° С при 7 .нл pm. cm.). После перекристаллизации из петроле! ного эфира выход N-o-фенилэтилацетамида [20] 7 г (43% от теоретического т. пл. 72—73° С.
Формамиды, образующиеся по реакций олефинов с синильной кислотой, оплбош легко омыляются до аминов, этот синтез является изящным способом получения обый труднодоступных третичных алкиламинов [21]. Реакция широко применима и моно использоваться также для получения соединений других классов, например N-ацилаЙ нокислот [23], изохинолинов [24] или оксазолинов [25].
С равным успехом вместо олефинов можно исходить из соответствующих вторщ ных или третичных спиртов.
Присоединение окислов и оксихлоридов азота * ^
Димер двуокиси аэбта присоединяется по олефиновым двойным связям собрав ванием динитросоединений и нитронитритов; последние неустойчивы и легко окисщ ются до нптронитратов или гидролизуются до иитроспиртов [27]. Несмотря па хоропу выходы, часто получаемые по этой реакции, она не имеет большого значения в препар тивной химии, так как при ее проведении необходимо точно соблюдать установлена
режим и применять очень чистые реактивы; кроме того, в результате реакции вевг образуются смеси веществ. Указанное относится также к присоединению нитрона хлорида.
Присоединение нитрозилхлорида по двойной связи тоже протекает неоднознач! [28]. Препаративное применение эта реакция может, по-видимому, найти для Присов^ нения нитрозилхлорида к эфирам ненасыщенных спиртов; так, например из ацепк коричного спирта был получен 1-фенил-1-хлор-2-оксимино-3-ацетоксипропан [29^
СвН6СН=СНСН2ОСОСН8 СвН5СНССН2ОСОСНз'л
I II
Cl NOH
Из тетраалкилэтиленов в результате присоединения иитрозилхлорида, восста вленпя ZnCl2 и замыкания кольца под действием щелочи получают 2,2,3,3-тет алкнлэтиленимины с очень высоким выходом [30].
Присоединение азотсодержащих соединений по C=Nи C=N-cea3HM
Присоединение к производным цианистоводородной кислоты •
Реакционную способность тройной C^N-связи в синильной кислоте илн производных можно использовать для образования С—N-связей. В простейшем слу1’ при взаимодействии с аминами образуются амидины, для чего необходимо усилить по. ризацию С—N-связи. Так, Шорт с сотр. [31J получил с хорошими выходами амида при нагревании нитрилов с соответствующими аминами в присутствии AlClg. Неза) щенные амидины получаются с отличными выходами при проведении реакции в ни ком аммиаке под давлением в присутствии солей аммопия [31а]. Иногда для синт< амидинов используют также присоединение амидов щелочных металлов к нитрил [32]; но чаще всего эта реакция протекает недостаточно гладко. Гораздо более глад и с отличными выходами получают амидины при взаимодействии ароматическ нитрилов с магниевыми производными вторичных аминов, которые одновременна об] зуются в реакционной среде из этилмагнийбромида и амина [33, 34].
Амидины. К эфирному раствору этилмагнийбромида (50%-ный избн*) в расчете на нитрил) прибавляют с небольшим избытком вторичный амин; по^ окончания выделения этана смесь нагревают в колбе с обратным холодилы ком около 20 мин, после чего добавляют раствор нитрила в эфире; после 2—3 ■ кипячения с обратным холодильником реакционную массу разлагают льд< В некоторых случаях этот путь дает лучшие результаты, чем синтез амиди® по Пиннеру.
Значительно легче, чем амины, присоединяются к нитрилам гидроксилами; с образованием амидоксимов [34а].
R—С—NH3
NOHs
Бензамидоксим [35]. В течение нескольких часов нагревают воде спиртовой раствор эквивалентных количеств гидрохлорида гидроксилами® бензонитрила и K2COs при 60—80° С.
Взаимодействие изоннтрилов с первичными аминами приводит к N,N'-^naa& щенным формамидинам [36].
Присоединение производных аммиака к цианамиду приводит к образован® гуанидинов. Соли незамещенного гуанидина получают сплавлением дициандиаме с солями аммония, например с нитратом аммония [37]. Большей частью амины глад; взаимодействуют с цианамидом только в виде гидрохлоридов; реакция протекает П] кипячении в колбе с обратным холодильником в абсолютном спирте [38]. Такой мег
G. L. С 1 о s s, St. J. В г о 1 з, J Am. Chern. Soc., 82, 6068 (I960).
Р. О х 1 е у, М. W. Р а г t г i d g е, W. F. S h о г t, J. Cnem., Soc., 19< 1110.
[31a] F. C. Schaefer, A. P. Krapcho, J. Org. Chern., 27, 1255 (1962).
G. N e w b e r y, W. Web s t c r, J. Chern. Soc., 1947, 738; K. Z i e g 1 e H. О h 1 i n g e r, Ann., 495, 99 (1932).
E.L о гz, R. Вa 11 z 1 y, J. Am. Chern.Soc ,70,1904(1948).
E.L о гz, R. Вa 1t z 1 y, J. Am. Chem.Soc.,71,3992(1949);73,93(1951).
[34a]Резюмев статьеF.E 1 о у, R. L e п e а г s, Chem.Rev., 62, 155 (1962).
F.Tiemann,Ber., 17, 128 (1884).
T. L. D a v i s, W. E. Y e 11 a n d, J. Am. Chem. Soc., 59, 1998 (193 7).
T. L. Davis, Org. Synth., 7, 46 (1927).
A. К a m p f, Ber., 37, 1681 (1904).
неприменим к слабоосновным аминам, например к нитроапплпнам. Но и в этом случае выходы гуанидинов практически количественные, если сплавлять амин с избытком цианамида и обрабатывать затем избытком коцентриронанной соляной кислоты |39].
В результате присоединения гидразина к цианамиду с высокими выходами получается аминогуанидин; простой способ получения аминогуанидина из динатриевой соли цианамида и сульфата гидразипа описали Фаитл и Зильберман [40].
Гуанидины синтезируют также пз изомерных цианамидам карбодиимидов, которые исключительно легко реагируют с аммиаком или аминами. Так, например, при смешении дифенмлка^бодиимида и анилина в результате экзотермической реакции образуется симметричный трифенилгуапидин [41]. Соответственное присоединение фе- вилгидраэппа к дифенилкарбодиимиду, приводящее к трифениламипогуапидину, является первой стадией синтеза нитрона [42].
Азидный ион присоединяется по тройной связи нитрилов с образованием тетра- зольного кольца. Эта реакция обычно протекает очень гладко, но большей частью в течение длительного времени [43[ или при нагревании в толстостенной запаянной трубке [44].
5-(«-Метовсифенил)-тетразол [43]. В колбу с обратным холодильником загружают .33 г (0,25 моль) п м •токсибензоиптрила, 22 г (0,33 моль) азида иа-. трия, 20 г (0,33 моль) ледяной уксусной кислоты и 100 ль» «-бутилового спирта и нагревают смесь в течение 4 ч. После этого добавляют еще 5 г азида натрия. 10 г ледяной уксусной кислоты и 10 мл бутилового спирта и нагревают еще 2 суток. Затем добавляют 300 мл поды и упаривают в вакууме до объема 100 мл. Образовавшуюся суспензию подщелачивают 10%-ным раствором NaOII фильтруют и экстрагируют примеси двумя порциями бензола, но 50 мл каждая. Водный щелочной раствор подкисляют разбавленной ЦС1 и выделившийся осадок поело промывки холодной водой дважды перекристаллизовывают из 20%-иого- изопропилового спирта: выход 81%; т. пл. 233—239° С.
Применяя в качестве растворителя дииетилформамид [45], время реакции можно сократить примерно до 24 ч.
Особенно легко реагирует дициандиамид с азидами, образуя 5-амипотетраз< [44]. Точно так же получают тетразол [46] с выходом около 80% нагреванием спирт вого раствора азотистоводородной кислоты с безводной синильной кислотой в течет 2—3 суток при 100° С.
наконец, следует упомянуть реакции димеризации, тримеризации и полим ризации производных синильной кислоты. Так, хлорциан очень легко тримеризуетс в присутствии кислотных катализаторов с образованием цианурхлорида [47]. П< действием щелочей гладко протекает димеризация цианамида до дициандиами; [48]; тримеризация до меламина осуществляется нагреванием дициандиамида с амми ком под давлением [49].
Нитрилы тоже тримеризуются, причем в зависимости от природы нитрила пол: чаются триазииы или аминопиримидины.
Например, при нагревании ацетонитрила в течение 5 ч с эквимолекулярным кепи чеством сухого метилата калия при 140° С образуется 2,4-диметил-б-аминопиримидг (кианметиц) с 70% -пым выходом. Из дихлорацетонитрила в присутствии А1С13 и хлор1
F. Arndt, Вог,, 46, 3522 (191-3); F. Arndt, В. Ro sen а и, Вег., 50, 1260 (1917).
Р. F a n 11 Н. Sil hermann, Ann., 467, 279 (1928).
W. Wei th, Вег., 7, 10 (1874).j
М. Busch, Вег., 38, 858 (1905).
R. М. И е г b s t, К. В W i 1 s о n, J. Org. Chern., 22, 1142 (1957).
J. S. M i h i n a, R. M. Herbst, J. Org. Chern., 15, 1082 (1950).
W. G. Finnegan. R. A. Henry, R. L о fq и i s t, J. Am. Chern, Soc., 80, 3908 (1958).
O. D i m г о t h, G. Fester, Вет., 43, 2219 (1910).
О. Diels, Вег., 32, 692 (1899).
L. А. Г j ri c k.* Inorg. Synth., 3, 43 (1950).
Швейц. пат. 189406 0 935); С., 1937, II, .3233.
с того водорода при комнатной температурь получается 2,4,6-трис-(дихлорметж 1,3,5-триазин с 85%-ным выходом [51]. Бензонитрил тримеризуется в присутсте кислотных катализаторов даже при стоянии в течении 1—2 суток его раствора в хд< сульфоновой кислоте при 0° С и дает симметричный 2,4,6-трифенилтриазин (кна< пин) [52]. При действии на бензонитрил суспензии натрия в качестве главного продув с выходом до 85% образуется 2,2,4,6*тетрафенпл-2,3-дягидро-силл-триазин [5 Несимметрично замещенные 1,3,5-триазины получают сополимеризацией разл] пых нитрилов [51] или в результате реакций обмена [54] между хлорангидрида кислот п нитрилами [55].
2. Присоединение к цианатам и тиоцианатам
Весьма многосторонний метод получения с высокими выходами произвола мочевины основан па принципе синтеза Вёлера. В эту реакцию вступают, с одной с роны, цианаты щелочных металлов, эфиры изоциановой кислоты и горчичные маед с другой стороны, — аммиак, амины, амиды, гидразины и аналогичные соединен! При использовании цианата щелочного металла реакцию проводят обычно в вод^ растворе и применяют амины в виде солей; можно также вести реакцию со свободны аминами в разбавленной уксусной кислоте; синтез проводится чаще всего при kqmhj ной или при умеренно повышенных температурах. Ряд примеров получения моноар! мочевин по этому методу см. [561-
Изоцианаты реагируют с первичными аминами в индифферентном растворите при комнатной температуре с выделением тепла, причем образуются соответствуют смешанные мочевины с практически количественными выходами. Несколько медленн реагируют вторичные амины, плохо — вторичные ароматические амины. Растворили в воде амины часто вступают в реакцию даже в виде водных растворов, посколь; изоцианаты взаимодействуют с аминами легче, чем с водой.
Таким путем можно количественно переводить а-аминокислоты в соотвс ствующие уреидокнелоты, для чего встряхивают шелочпой раствор аминокисло- с а-нафтилизоцианатом. После отделения нерастворимой динафтилмочевиа (продукт конденсации избыточного изоцианата) уреидокислоту осаждают пс кнелекисм [57].
Аналогично кипячением водных растворов гидрохлорида амина и роданид щелочного металла [58] или амина и горчичного масла в спирте [59] получают тиомоя вины; ароматические горчичные масла реагируют обычно уже па холоду. Так же гладя взаимодействуют водные растворы аммиака с горчичными маслами с образование моноалкилтиомочевин [60].
Для получения тиосемикарбазида пользуются следующей хорошо зарекоменд вавшей себя методикой [61].
Тиосемикарбазид. В раствор 28 мл 100%-ного гидразингидрата в 80 * поды при перемешивании вносят небольшими порциями 72 г гидразинсульфа'1'- устанавливают pH 3—4 и при 40е С иостепеипо добавляют 120 г NH4NCS. Пер- мешивают еще ]0 мин и прибавляют 210 мл метилового спирта. Продолжат
A. R. R о n z i о, W. В. Cook, Org. Synth. 24, 6 (1944).
Ch. Grundmann, G. We 1 sse, S. S e i do, Ann., 577, 77 (1952).
A. H. Cook, D. G. Jones, J. Chern. Soe., 1941, 278.
J. J. Ritter, R. D. Anderson, J. Org. Chern., 24, 208 (1959).
H. Meerwein et al., Chern. Ber., 89, 217 (1956).
F. К r a f f t et al., Ber., 22, 803 (1889); 23, 2382 (1890)' 25, 2263 (1892).
F. Kurzer, Org. Synth., 31, 8 (1951).
C. N e u b e r g, A. M a n a s s e, Ber., 38, 2359 (1905).
F. Kurzer, Org. Synth., 31, 21 (1951).
Th. О 11 e r b a ch er, F. C. W h i t m о r e, J. Am. Chem. Soc., 51, 19d (1929).
M. L. M о о r e, F. S. Crossley, Org. Synth., 21, 83 (1941); E. Schmidt W. Striewsky et al., Ann., 568 192 (1950).
Пат. ФРГ Ю67426; С., 1960, 3377.
перемешивание в течение 30 мин, и отфильтровывают выпавший (NHd)2SO4 ® К фильтрату добавляют от 2 до 3 мл ацетона п кипятят 24 ч с обратным холодильником. Через 12 ч добавляют еще 1 .ил ацетона для восполнения потерь. Уже при . кипячении начинается выделение кристаллического тиосемикарбазида. ЕгоЧ отфильтровывают па воронке Бюхнера и промывают метиловым спиртом. Вы-'? ход 90—95 г из расчета на загруженный гидразин (89—94% от теоретического);^ т. пл. 180—181° С.'.А
Для получения ацилированных мочевин из амидов кислот и изоцианатов тр^*> буются более жесткие условия, но реакция протекает, как правило, с хорошими ВЫ$| ходами.
N-Венаоил-М'-фетигмочепина [62). Медленно нагревают смесь 12,1 •' бензамида и 11,9 а фенилизоцианата до 115° С. При этой температуре начинУ ется бурная реакция. Когда температура поднимается до 165° С, нагревание прекращают. Быстро застывающее при охлаждении содержимое колбы кристалл лизуют из диоксана; выход 19,8 а (82% от теоретического); т. пл. 2 03—2 04° 65
Особенно легко, часто уже нахолоду, реагируют с изоцианатами и горчичным маслами [63] сульфамиды в водно-щелочном растворе [64), причем образуются выделя ющиеся при подкислении сульфонилмочевины.
Гидразины взаимодействуют с солями и эфирами циановой кислоты так же лег» и в таких же условиях, что и амины. Сам гидразин подвергается обычно двов ному замещению. Алкилгидразины реагируют обычно по а-, арилгидразины — ш р-атому азота. Д
Эфиры изоциановой кислоты аналогично эфирам цианистоводородной кислой могут подвергаться ди- и тримеризации. В присутствии триалкилфосфиновых катализе торов образуются димерные уретдионы [65, 66], а в присутствии ацетата калия [% или алкоголята натрия [67] — тримерные эфиры изоциануровой кислоты.
Присоединение азотсодержащих соединений по С=0-связи «
Реакции присоединения азотсодержащих соединений к карбонильным соеди» ниям протекают обычно с отщеплением воды и образованием двойной С=М-свя8< Поскольку при этом в конечном счете происходит обмен кислорода иа азот, такие рой) ции рассматриваются в данном разделе (стр. 470 сл.). )
Только в сравнительно немногих случаях первичные продукты присоединен^ настолько стабильны, что обычное отщепление воды не происходит. Это характеру например, для таких альдегидов, которые образуют также стабильные гидраты.
Например, хлораль присоединяет ряд аминов и дает довольно устойчивы, соединения [68]: ■ Я
/Н СС13-С< + H2NR ^0•/Н СС13-С< + H2NR ^0•СС13—СН(ОН)—NHRСС13—СН(ОН)—NHR
/Н СС13-С< + H2NR ^0•
/Н СС13-С< + H2NR ^0•
СС13—СН(ОН)—NHR
СС13—СН(ОН)—NHR
Аналогичные «O.N-полуацетали» можно синтезировать также из бензальдегид!
и формальдегида (70), но они нестабильны. На основании химических своЙСТ!
[626364656667686970[626364656667686970Р. F. Wiley, J. Am. Chern. Soc., 71, 1310 (1949).
[62
63
64
65
66
67
68
69
70
[62
63
64
65
66
67
68
69
70
F. Kurzer, Chern. Rev., 50, 7 (1952).A
S. Petersen, Chern. Ber., 83, 551 (1950).
L. C. R a i f о г d H. B. F г e у e r m u t h, J. Org. Chern., 8, 230 (1943), '
A. W. Hofmann, Ber., 18, 764 (1885).
A. Michael, Ber., 38, 22 (1903).у
L. Rugheim.er, Ber, 39, 1653 (1906).A
A. D о r n 0 w, H. T h i e s, Ann., 581, 224(1953).
H. Hellmann, G. О p i t z, Cnem. Ber.,89,81 (1956).•
оксазолидинов, получаемых из 1,2-аминоспиртов и карбонильных соединений, t можно рассматривать как циклические O.N-ацетали [71].
Несколько более устойчивы соответствующие продукты присоединения амид, кислот к альдегидам. N-Оксиметилфталпмид, имеющий значение для препаративнг [72] и аналитических целей [73], получают с выходом выше 90% уже при непродолж тельном кипячении в колбе с обратным холодильником фталимида с водным раствор< формальдегида [73, 74]. Ряд других N-оксиметилкарбонамидов Эйнхорн [75] синт зпровал нагреванием амидов кислот и формалина в иодной среде в прису ствии щелочных катализаторов конденсации, например К2СО3, NaOII или тр этиламина.
Присоединение азотсодержащих соединений по С—S-связи
Препаративный интерес представляет лишь присоединение аммиака и 4; производных к сероуглероду с образованием дитиокарбаматов, которые находи применение в качестве промежуточных продуктов в самых разнообразных синтеза Аммиак, алифатические и алициклические [76] амины реагируют с CS8 с ад чптельным выделением тепла, образуя соответствующие аммониевые соли диад карбаминовых кислот:
2RNH2 + CS2 -> [RNHs[+[RNH—CSS]"■
В случае алифатических диаминов образование соли может протекать за сч< второй аминогруппы; получающиеся при атом бетаины конденсируются при нагреване с соляной кислотой и переходят в алкилентиомочевины с хорошими выходами [77, 78
NH
H,N—(СЩ),—NHi + CS, . aN^-lCHa^-NHCsS-^g* S=d/ (СН2)„
Хотя ароматические амины, являющиеся слабыми основаниями, тоже присд единяются к CS2, они не дают солен с полученными дитиокарб аминовыми кислотаид неустойчивые свободные кислоты немедленно распадаются на сероводород и горят ное масло, к которому присоединяется и конце концов избыточный амин и образуйте тиомочевины [79, 80]. Небольшие количества серы действуют каталитически на уд реакцию [81].
Ароматические амины гладко реагируют с сероуглеродом с образованием дитяя карбаматов при молекулярном соотношении ароматического амина и сероуглерод 1 : 1 и в присутствии сильного основания (NaOII или третичный амин) для связыванск кислоты."
Описан [82] метод, по которому с высокими выходами из ряда алифатические ароматических и гетероциклических аминов в хлороформе в присутствии триэтиламид получаются дитиокарбаматы с высокими выходами.
171] 172]I73J [74] [75][76] [77]171] 172]I73J [74] [75][76] [77]78798081827879808182Е. D. Bergmann, Chern. Rev., 53, 309 (1953).
171] 172]
I73J [74] [75]
[76] [77]
171] 172]
I73J [74] [75]
[76] [77]
78
79
80
81
82
78
79
80
81
82
Hellmann, Angew. Chern., 69, 463 (1957); H. Hellmann, G. О p i t 3 a-Aminoalkylierung, Verlag Chemie G. m. Ь. H., 1960.
M. B. Winstead, H. W. Heine, J. Am. Chem. Soc., 77, 1913 (1955).
S. R. В u с, J. Am. Chem. Soc., 69, 254 (1947).
A. Einhorn Ann., 343, 207 (1905); Герм. пат. 15 7355; FrdL, 7, 616 (19021904).
A. S k i t a, H. R o,l 1 e s, Ber., 53, 1246 (1920).
C. F. H. Allen, C. O. Edens, J. Van Allan, Org. Synth., Coll. v. 8 1955, p. 394; T. B. J 0 h n s 0 n; С. О. E d e n s, J. Am. Chem. Soc., 64, 270 (1942).
G. E. P. S m i t h jr., G. A 11 i g e г et al., J. Org. Chem,, 14, 935 (1949) L. C. R a i f о г d, G. M. M c N u 1 t y, J. Am. Chem. Soc., 56, 680 (1934).
S. H u n i g, H, Lehmann, G. Grimmer, Ann., 579 , 77 (1953).
A. Hugershoff, Ber., 32, 2245 (1899).'
С. M. В u e s s, J. Am. Chem. Soc., 77, 6613 (1955).
Аналогично реагируют и гидразины. Так, из фенилгидразина в эфире получают соль Р-фенилдитиокарбазиновой кислоты (выход почти количественный), которая служит исходным продуктом для синтеза дитизона [83].
Литературный обзор по реакциям аммиака и аминов с сероокисыо углерода см. [84].
ОБРАЗОВАНИЕ С—N-СВЯЗИ В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИИ ОБМЕНА
/. Замещение водорода азотом
Нитрование
Общие положения. Нитрующие агенты [84а]
Замещение водорода нитрогруппой является одной из важнейших реакций в органической химии, особенно в ароматическом ряду. Для проведения этой реакции применялась как сама азотная кислота в самых разных концентрациях, смесях и растворителях, так и большое число других реагентов, но все они имеют меньшее значение, чем азотная кислота, особенно в виде нитрующей смеси.
В некоторых случаях находит применение разбавленная азотная кислота,- например при нитровании легко нитрующихся фенолов или парафиновых углеводородов. Концентрированная азотная кислота и нитрующие смеси в большинстве случаев'совершенно непригодны для нитрования фенолов, так как при этом образуется большое количество побочных продуктов. Разбавлеппая азотная кислота является, слабым'нитрующим агентом и довольно сильным окислителем, что объясняется неизменным присутствием азотистой кислоты, которая вообще затрудняет нитрование, но оказывает сильное каталитическое влияние на нитрование фенолов и ароматических аврнов [85]. Однако разбавленная азотная кислота имеет ограниченное применение, так как ео нитрующее действие проявляется лишь при повышенных температурах,.- когда уже превалируют побочные реакции окисления.
Окислительные свойства разбавленной азотной кислоты можно использовать для одновременного введения в ароматическое ядро одной гидроксильной группы и нескольких нитрогрупп в присутствии солей ртути в качестве катализатора. ЭтО( открытое Вольффенштейпом [86] «оксинитрование» позволяет, например, в одну операцию получать из бензола [87] пикриновую кислоту с выходом 50%, а из бензой-, ной кислоты [88], правда с мепыпим выходом, — 2,4,6-тринитро-З-оксибензойную ' кислотуА(о механизме реакции см. [89]).?
2,4-Динитрофенол [90]. В колбе емкостью 1,5 л с мешалкой, обратным, холодильником и капельной воронкой растворяют 60 г HgO в 541 мл 70%-ноХ,’ HNO3 и рзбавляют водой до 750 мл. После прибавления 0,1 г NaNOs приливают по каплям 50 г бензола при 50° С в течение 200 мин. Перемешивают еще 160 мин. при 50° С и дают смеси остыть; через 12 ч 2,4-динитрофенол отфильтровывают И ’
J. Н. В i 11 m a n n Е. S. С 1 с 1 a n d, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 360. -
H. J. Ferm, Chern. Rev., 57, 630 (1957).
[84a] T. Urbanski, Chemie und Technologic der Explosivstoffe, Bd. 1, VEH j Deutscher Verlag fur Gnindstoffindustrie, Leipzig, 1961, S. 18—73.^
К. К. И н r о л ь д, Механизм реакций и строение органических соединений,« пер. с англ., Издатинлит, 1959."
R. Wolifenstein, О. В б t е г s, Вег., 46, 586 (1913).
Е. Е. Aris toff et al., Ind. Eng. Chem., 40, 1281 (1948).*
R. Wolffenstein, W. Paar, Ber., 46, 589 (1913).
F. H. Westheimer, E. Seg e 1, R. Sc hra m m, J. Am. Chem. Soc. j 69, 773 (1947).'
W. E. Bachman J. M. Chemerda et al., J. Org. Chem., 13, 390 (1948).
и промывают разбавленной азотной кислотой и водой: выход 87 г; т. пл. И 113s С. Дополнительным извлечением динитрофеиола из фильтрата можно вести суммарный выход до 68% от теоретического.
Концентрированная азотная кислота оказывает нитрующее действие при бо пшких температурах и менее склонна вызывать нежелательное окисление, но так ] опа постоянно разбавляется образующейся при питровании водой, для получе] удовлетворительных результатов приходится вводить очень большой избыток азот] кислоты, что сильно ограничивает применение этого способа.
Во избежание этих осложнений уже с давних пор нитрование проводят в ср концентрированной серной кислоты. Образующаяся при этом нитрующая си главным образом употребляется для нитрования ароматических соединений. В заве мости от реакционной способности отдельных классов нитруемых соединений при клюз нитрующие смеси, получаемые смешиванием IINO3 самой различной концент ции с концентрированной HsSO4 или с олеумом. Установлено, что чем труд нитруется соединение, тем меньше воды должно содержаться в нитрующей смс Так, в промышленности используют ряд стандартных нитрующих смесей, из котор например, смесь для мононитровапия толуола имеет следующий состав (в вес. 1 35и6 HNO3, 53% H2SO4 и 12% воды, тогда как для введения второй нитрогрух работают с безводной смесью, состоящей из 33% HNOg и 67% H2SO4. Для mohqhhx вания количество нитрующей смеси подбирают с таким расчетом, чтобы в ней содер: лось стехиометрическое количество азотной кислоты, а для динитрования более цс сообразно брать избыток азотной кислоты. Очень большое значение имеет быстр отвод тепла реакции, то есть непрерывное энергичное перемешивание. Посколз все реакции нитрования являются экзотермическими реакциями, в том месте, к по каплям подают реагирующее вещество, может произойти значительный месте перегрев, который при запоздавшем перемешивании или при недостаточной иптепс нести его может привести к взрыву.
Серная кислота в нитрующей смеси пе только связывает воду, а, что гора важнее, непрерывно поддерживает достаточную концентрацию нитронильных катио NO?. которые, собственно, п являются нитрующим агентом [91, 92]. Этим обусловд и значительное подавление окислительных побочных реакций. Кроме того, прей ществами серной кислоты являются превосходная растворяющая способность, высо температура кипения и большая теплоемкость.
С другой стороны, конечно, применение нитрующей смеси недопустимо, & нитруемое вещество взаимодействует с серной кислотой, например омыляется : сульфируется. В таких случаях в качестве растворителей используют ледяную ук« ную кислоту, хлороформ, четыреххлористый углерод, хлористый метилен, бен? эфир и даже такие реакционноспособные растворители, как спирт и ацетон. Ангид; уксусной кислоты хорошо связывает воду н в смеси с азотной кислотой оказые почти такое же действие, как нитрующая смесь, но легко сам нитруется и поэт может применяться только при низких температурах. Интересно, что как в а случае [93], так и при нитровании в ледяной уксусной кислоте [94] или в рассмач ваемом далее ацетилнитрате. соотношение орто- и пара-замещенных ароматическ ядра может сильно отличаться от их соотношения при нитровании нитрующей смее В качестве растворителя при нитровании бензонитрила с успехом употребляли анх рид трифторуксусной кислоты, в то время как в этих же условиях в нитрующей см почти половина этого нитрила омылялась [95, 96].
Делались попытки заменить серную кислоту в нитрующей смеси друга минеральными кислотами. Так, для нитрования алкиловых эфиров малоновой е лоты успешно применялась смесь безводной азотной кислоты и полифосфор
кислоты [97]. Смесь фтористого водорода с азотиой кислотой обладает сильнымя нитрующими свойствами [98]. При ее помощи пз бензола при температуре около 0е С •< образуется нитробензол с выходом 83%.i
В некоторых случаях смесь нитрата щелочного металла и концентрированной Й серной кислоты оказывается более эффективной, чем нитрующая смесь...«
Так, удалось провести нитрование практически нереагпрующего с азот^; пой кислотой или нитрующей смесью пиридина с выходом 15—20% при добавле^ пип гебольшпии порциями нитрата калия в нагретый до 330’ С (!) раствор ппрйУ дина в 18%-ном олеуме [99]. Из столь же индифферентного к нитрованию? б-нитрохинолина удалось получить динитропроизводное нагреванием его в течей ние 10 час с концентрированной H2SO4 и рассчитанным количеством KNO> при 130—140° С в запаянной трубке [100]. %
Смеси нитрита натрин е серной или соляной кислотой тоже могут иногда оказывать нитрующее действие наряду с ожидаемым нитрозированием и вызывать далек1® идущее нитрование бензольного ядра, что имеет значение для получения некоторьЙр диалкилнитроанилинов (стр. 388, ср. 397 сл.). !■■
Такие смешанные ангидриды, азотной кислоты [101], как ацетил- и бензоил^ нитраты, являются отличными нитрующими агентами для ароматических соединений^ при работе с ними часто количественно получают мононитропроизводные и, что удиви$ тельно, замещение происходит преимущественно в opto-положение. К сожалений^ эти легкодоступные соединения не совсем безопасны. При работе с нимн, особенц^ с ацетилнитратом, происходили несчастные случаи в результате самопроизвольны^? взрывов не только при нагревании [102], но и на холоду [103]. ^
Для нитрования ароматических соединений иногда применяют эфиры азотна кислоты [104], главным образом этилнитрат, в присутствии концентрированна серной кислоты [105] или хлорида алюминия [106, 107]. Большее значение имев их применение для нитрования соединений с активной метиленовой группой (см. ниже в присутствии щелочных катализаторов, протекающее по типу сложноэфирной кон» денсации.
Нитрование ароматических соединений тетранитрометаном ведут в щелочнО^ среде, например в растворе пиридина [108, 109]. По этому способу из диметил^ и диэтил-п-толуидипа, а также из n-крезолас высоким выходом получаются монопитр^ производные [110]. Реакция протекает гладко при охлаждении льдом, тогда как пр® нагревании на водяной бане третичные основания дезалкилируются и переходя^ в N-нитросоединения [111]. В таких условиях тетранптрометаномв ацетоновом раствор можно нитровать в 0-положение даже ароматические пропенильные производные как, например, о-анетол, изосафрол и эфиры изоэвгенола, с сохранением двойне!
[97]
[98]
[99]
"100 401
402
403
404
405]
106]
407]
408]
109]
J. Р. Kispersky, К. К I a g е г, J. Am. Chern. Soc., 77, 5433 (1955)..<,
J. Н. Simons, H. J. P a s s i n o, S. Archer, J. Am. Chern. Soc., 608 (1941).Я
F. Friedl, Ber., 45, 428 (1912); A. К i г p a 1, E. Reiter, Ber., 58J 699 (1925); H. J. Den Her tog jr., J. О v e г h о f f, Rec. trav.' chim., 49, 552 (1930).
A. Kaufmann, II. Decker, Ber., 39, 3648(1906).4
V. G о 1 d. E.D. H u g h e s,С. К. I n g о 1 d,J.Chem. Soc.,1950,2 46 7.д
-A. Pictet, E. К hot insky, Ber., 40, 1163 (1907).
W. Konig,Angew. Chem.,67, 157 (1955).Sk
R. В о s c h an, R. T. M e гг о w, R. W. v anD о 1 ah,Rev.,55,49»
(1955).t/
H. Raudnitz, Ber., 60, 738 (1927).Л
H. W i 11 a t a e d t, G. Scheiber, Ber., 67, 471 (1934).
Б. В. T p о н о в, и др., ЖРФХО, 62, 2267 (1930): С., 1931, II, 421.
Литературный Обзор: К. F. Hager, Ind. Eng. Chem., 41, 2168 (1949). J
Синтез см. P. Liang, Org. Synth., Coll. v. 3. 1955, p. 803.;
связи и ароматического кольца; изомерные аллильные соединения при этом не peai руют [110, 112].
В последнее время разработан еще один способ нитрования в щелочной сред Он основан на применении нитрата ацетонциангидрина, легко получаемого нз циа гидрина ацетона и дымящей азотной кислоты. Смесь пригодна для нитрован: соединений с активной метиленовой группой, как, например, арилацетонитрилов эфиров малоновой и ацетоуксусной кислот [113].
В качестве нитрующего агента испытывали также ангидрид азотной кислот Как и комплекс этого ангидрида с трехфтористым бором [114], он оказался сильн] нитрующим агентом [115]. исего помощью при 0° С можно перевести бензол с кол чественным выходом в нитробензол [116].
Димер двуокиси азота (N2O4) обладает меньшей реакционной способность чем ангидрид азотной кислоты N2O5. Чистый N3O4 почти не взаимодействует с бет; лом. но переводит даже пиридин в 3-интропиридин с выходом около 10% от теоретю ского [117].
Смеси димера двуокиси азота с углеводородами взрывоопасны!
В сочетании с серной кислотой [118] или с хлоридом алюминия [119, 120] Na проявляет очень сильное нитрующее действие; в данном случае это объясняется бод легким образованием ионов нитрония, которые также, несомненно, возникают и употреблении твердого комплекса N2O4-BF3J обладающего сильным нитрутощ; действием [121]. ’
Хлористый нитронил, который в чистом виде действует на ароматическ соединения скорее как хлорирующий агент [122—123], в присутствии кислотно катализаторов — HF, BF3 или А1С13, способствующих образованию ионов нитрону становится сильным нитрующим агентом [124]. Фтористый нитронил проявлю нитрующее действие и в отсутствие катализаторов, но выходы нитрлсоАггинепий оче низкие [125].
Тетоафторборат нитронила [NO2J* [BF4]~, подученный из фтористого нит$ нила и BF3 или из N2O6, HF и BF3, оказался пригодным для нитрования аромати* ских соединений с' высокими выходами, иногда даже при охлаждении смесью, сне с поваренной солью {126—128].
Нитрование алифатических соединений [128а]
Замещение водорода нитрогруппой в алифатических углеводородах имс второстепенное значение в лабораторной практике. То что эта реакция вообще мо» протекать с удовлетворительными выходами, было впервые показано Коновалов!
[110][110][111][111][112][112]|ИЗ]|ИЗ][114][114][И5][И5][И6][И6][Н7] [118] [119] [120][Н7] [118] [119] [120][121][121][122][122][123[123Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1529 (1920).Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1537 (1920).Е. Schmidt, R. Schumacher et al., Вег., 55, 1751 (1922).W. D. Emmons, J. P. Freeman, J. Am. Chem. Soc., 77, 4391 (195.G. B. Bachman, J. L. Dever, J. Am. Chem. Soc., 80 , 5871 (1958).V. G о 1 d, E. D. Hughes, К, С. Г n g о I d, G. II. Williams,/. Che Soc., 1950, 2452.L. B. Haines, H. Adkins, J. Am, Chem. Soc., 47, 1419 (1925).P. 8 chorigin, A. T о p tschie w, Ber., 69, 1874 (1936).L. A, Pin-ck, J, Am. Chem. Soc., 49, 2536 (1927).A. Schaarschmidt, Ber., 57, 2065 (1924).A. Schaarschmidt, H. Balzerkiewicz, J. Gante, Ber., 5 499 (1925).G. B. Bachman, С. M. V о g t, J. Am. Chem. Soc., 80, 2987 (1958).P. G i n t z, D. R. Goddard, M. J. С о 11 i s, J. Chem. Soc., 195 445.M. J. Collis, D. R. Goddard, J. Chem. Soc., 1958, 1952.С. С. P r i с e, C. A. S о a r s, J. Am. Chem. Soc., 75, 3276 (1953).G. Hetherington, P. L. Robinson, J. Chem. Soc., 1954, 3512.G. Olah, S. Kuhn, Chem. a. Ind., 1956 98.Olah, S. Kuhn, A. M 1 i n k 6, J. Chem. Soc., 1956, 4257.G. A. OI a h, S. J. К u h n, J. Am. Chem. Soc., 80 , 6541 (1958).Резюме в статье: N. К о ?n bl u m, Org. Reactions, 12, 101 (1962),Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1529 (1920).Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1537 (1920).Е. Schmidt, R. Schumacher et al., Вег., 55, 1751 (1922).W. D. Emmons, J. P. Freeman, J. Am. Chem. Soc., 77, 4391 (195.G. B. Bachman, J. L. Dever, J. Am. Chem. Soc., 80 , 5871 (1958).V. G о 1 d, E. D. Hughes, К, С. Г n g о I d, G. II. Williams,/. Che Soc., 1950, 2452.L. B. Haines, H. Adkins, J. Am, Chem. Soc., 47, 1419 (1925).P. 8 chorigin, A. T о p tschie w, Ber., 69, 1874 (1936).L. A, Pin-ck, J, Am. Chem. Soc., 49, 2536 (1927).A. Schaarschmidt, Ber., 57, 2065 (1924).A. Schaarschmidt, H. Balzerkiewicz, J. Gante, Ber., 5 499 (1925).G. B. Bachman, С. M. V о g t, J. Am. Chem. Soc., 80, 2987 (1958).P. G i n t z, D. R. Goddard, M. J. С о 11 i s, J. Chem. Soc., 195 445.M. J. Collis, D. R. Goddard, J. Chem. Soc., 1958, 1952.С. С. P r i с e, C. A. S о a r s, J. Am. Chem. Soc., 75, 3276 (1953).G. Hetherington, P. L. Robinson, J. Chem. Soc., 1954, 3512.G. Olah, S. Kuhn, Chem. a. Ind., 1956 98.Olah, S. Kuhn, A. M 1 i n k 6, J. Chem. Soc., 1956, 4257.G. A. OI a h, S. J. К u h n, J. Am. Chem. Soc., 80 , 6541 (1958).Резюме в статье: N. К о ?n bl u m, Org. Reactions, 12, 101 (1962),
[110]
[110]
[111]
[111]
[112]
[112]
|ИЗ]
|ИЗ]
[114]
[114]
[И5]
[И5]
[И6]
[И6]
[Н7] [118] [119] [120]
[Н7] [118] [119] [120]
[121]
[121]
[122]
[122]
[123
[123
Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1529 (1920).
Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1537 (1920).
Е. Schmidt, R. Schumacher et al., Вег., 55, 1751 (1922).
W. D. Emmons, J. P. Freeman, J. Am. Chem. Soc., 77, 4391 (195.
G. B. Bachman, J. L. Dever, J. Am. Chem. Soc., 80 , 5871 (1958).
V. G о 1 d, E. D. Hughes, К, С. Г n g о I d, G. II. Williams,/. Che Soc., 1950, 2452.
L. B. Haines, H. Adkins, J. Am, Chem. Soc., 47, 1419 (1925).
P. 8 chorigin, A. T о p tschie w, Ber., 69, 1874 (1936).
L. A, Pin-ck, J, Am. Chem. Soc., 49, 2536 (1927).
A. Schaarschmidt, Ber., 57, 2065 (1924).
A. Schaarschmidt, H. Balzerkiewicz, J. Gante, Ber., 5 499 (1925).
G. B. Bachman, С. M. V о g t, J. Am. Chem. Soc., 80, 2987 (1958).
P. G i n t z, D. R. Goddard, M. J. С о 11 i s, J. Chem. Soc., 195 445.
M. J. Collis, D. R. Goddard, J. Chem. Soc., 1958, 1952.
С. С. P r i с e, C. A. S о a r s, J. Am. Chem. Soc., 75, 3276 (1953).
G. Hetherington, P. L. Robinson, J. Chem. Soc., 1954, 3512.
G. Olah, S. Kuhn, Chem. a. Ind., 1956 98.
Olah, S. Kuhn, A. M 1 i n k 6, J. Chem. Soc., 1956, 4257.
G. A. OI a h, S. J. К u h n, J. Am. Chem. Soc., 80 , 6541 (1958).
Резюме в статье: N. К о ?n bl u m, Org. Reactions, 12, 101 (1962),
Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1529 (1920).
Е. Schmidt, Н. Fischer, Вег., 53, 1537 (1920).
Е. Schmidt, R. Schumacher et al., Вег., 55, 1751 (1922).
W. D. Emmons, J. P. Freeman, J. Am. Chem. Soc., 77, 4391 (195.
G. B. Bachman, J. L. Dever, J. Am. Chem. Soc., 80 , 5871 (1958).
V. G о 1 d, E. D. Hughes, К, С. Г n g о I d, G. II. Williams,/. Che Soc., 1950, 2452.
L. B. Haines, H. Adkins, J. Am, Chem. Soc., 47, 1419 (1925).
P. 8 chorigin, A. T о p tschie w, Ber., 69, 1874 (1936).
L. A, Pin-ck, J, Am. Chem. Soc., 49, 2536 (1927).
A. Schaarschmidt, Ber., 57, 2065 (1924).
A. Schaarschmidt, H. Balzerkiewicz, J. Gante, Ber., 5 499 (1925).
G. B. Bachman, С. M. V о g t, J. Am. Chem. Soc., 80, 2987 (1958).
P. G i n t z, D. R. Goddard, M. J. С о 11 i s, J. Chem. Soc., 195 445.
M. J. Collis, D. R. Goddard, J. Chem. Soc., 1958, 1952.
С. С. P r i с e, C. A. S о a r s, J. Am. Chem. Soc., 75, 3276 (1953).
G. Hetherington, P. L. Robinson, J. Chem. Soc., 1954, 3512.
G. Olah, S. Kuhn, Chem. a. Ind., 1956 98.
Olah, S. Kuhn, A. M 1 i n k 6, J. Chem. Soc., 1956, 4257.
G. A. OI a h, S. J. К u h n, J. Am. Chem. Soc., 80 , 6541 (1958).
Резюме в статье: N. К о ?n bl u m, Org. Reactions, 12, 101 (1962),
]. проводившим эту реакцию с 13%-ной НХОЯ в запаянной трубке при 130—^ 150е С.
Однако методы прямого нитрования парафиновых углеводородов, представил? ющис практический интерес, появились лишь в течение трех последних десятилетий. " Так, Хасс [130] разработал применяемый в промышленности метод мононитрования ) низших алифатических углеводородов в газовой фазе с -~7О%-ной Hi\O3 при темпе--,'1 ратуре выше 400° С. Но этот метод мало пригоден для лабораторных целей, так как 4 наряду с прямым нитрованием всегда протекает расщепление С—С-связей и в резуль-.Я тате реакции обычно получается смесь изомерных нитропроизводных нитруемого^ углеводорода и продуктов его расщепления. Попытки распространить область примене^^! ния метода Хасса на алифатические простые эфиры, спирты, кетоны и карбоновые^ кислоты привели к весьма неудовлетворительным результатам [131].-/Ц
Высшие парафиновые углеводороды (с температурой кипения около 200’ (О и выше) можно подвергать мононитрованнго по методу Грундмана [132] в достаточно^ простой лабораторной аппаратуре при нормальном давлении в жидкой фазе. Для этого® в нагретый до 140—200° С углеводород через трубку с пористой стеклянной пластин-гЗ кой пропускают перегретую HNO3 (й — 1,4). В этом случае всегда получается стати-у стически вероятная смесь изомеров [133—135].
Мононитро-к-додекан. В нагретый до 180 — 190° С н-додекан пропускают^ в течение 3 ч азотную кислоту. Выход мононптрододекана 40% от теоретического.^ Из реакционной массы выделяют также 43% непрорсагириваишего исходного додекана и незначительные количества ди- и полипитроироизводных. Примри пение избытка IINOs и увеличение продолжительности взаимодействия приводит1 к увеличению доли дипитроироизводпых [132].j
Для парафиновых углеводородов с числом углеродных атомов от 7 до 12, кото» рые не нитруются ни по методу Хасса, пи по методу Грундмана, Гейзелер [136] раз^ работал способ нитрования двуокисью азота под давлением. Реакция протекает ШЙ- общему уравнению:Д
2RH-b3NO2 —> 2RNO2 + NO + H2O§
Нитрование проводят в толстостенной стальпой трубке при 150—200° С и давле»^ нии около 40 ат. Этот метод может представлять практический интерес лишь для. непрерывного процесса нитрования в полупромышленном масштабе*.^
Нитрогруппы можно вводить в соединения с активными метиленовыми группам^ при помощи упоминавшейся выше щелочной конденсации с алкилнитратами. -4
Так, например, прибавляя смесь бензилцианида с метил- или этилнитратОф к охлаждаемому раствору алкоголята, получают с 80%-ным выходом фенил-а^и^ питроацетопитрил, который омылением и декарбоксилированием превращают в фенил*; нитрометан [137, 138]. Другие примеры см. [139]. С таким же выходом по аналогично^ реакции получают фенилнитрометан из эфира фенилуксуспой кислоты [140]. По эт01<£' методу Виланд [141] превратил циклогексанон в калиевую соль 2-ачи-нитроциклогек^
[129][129]ИЗО]ИЗО]132132133133134135134135137138137138139139140141140141Нитрование окислами азота подробно изучено П. П. Шорыгипым и А. В. Топ-% чиевым, см., папример, ЖОХ, 5, 549 (1935). — Прим. ред.>М. Konowalow, Вег., 26, Ref. 878 (1893)./ЧФ. А з и п г е р, Химия и технология парафиновых углеводов, Гостоптехиздат,'®II. В. II ass, D. Е. Hudgin, J. Am. Chem. Soc., 76, 2692 (1954).SCh. Grundmann, Die Chemie [Angcw. Chem,], 56, 159 (1943).JF. A s i n g e r, Ber., 77, 73 (1944).Ch. Grundmann, Ber., 77, 82 (1944).,MF. A s i n g e г, К. H a 1 с 0 u r, Chem. Ber., 94, 83 (1961)., 5G. G e i s e 1 e r, Angew. Chem., 67, 270 (1955).;W. W islicenu s, A. Endres, Ber., 35, 1755 (1902).A. P. Black, F. H. В a h e r s,Org. Synth., Coll. v. 2, 1943,p.512.4W. Wi si icon us, H. Wren,Ber.,38, 502 (1905).•;W. W i s 1 i с c n u s, R. G ru t zn e r,Ber., 42, 1930 (1909).jIL W i о 1 a n d, P. G а г b s c h,J. J.Cha van, Ann., 461,295 (1928), rсм. также [142].JНитрование окислами азота подробно изучено П. П. Шорыгипым и А. В. Топ-% чиевым, см., папример, ЖОХ, 5, 549 (1935). — Прим. ред.>М. Konowalow, Вег., 26, Ref. 878 (1893)./ЧФ. А з и п г е р, Химия и технология парафиновых углеводов, Гостоптехиздат,'®II. В. II ass, D. Е. Hudgin, J. Am. Chem. Soc., 76, 2692 (1954).SCh. Grundmann, Die Chemie [Angcw. Chem,], 56, 159 (1943).JF. A s i n g e r, Ber., 77, 73 (1944).Ch. Grundmann, Ber., 77, 82 (1944).,MF. A s i n g e г, К. H a 1 с 0 u r, Chem. Ber., 94, 83 (1961)., 5G. G e i s e 1 e r, Angew. Chem., 67, 270 (1955).;W. W islicenu s, A. Endres, Ber., 35, 1755 (1902).A. P. Black, F. H. В a h e r s,Org. Synth., Coll. v. 2, 1943,p.512.4W. Wi si icon us, H. Wren,Ber.,38, 502 (1905).•;W. W i s 1 i с c n u s, R. G ru t zn e r,Ber., 42, 1930 (1909).jIL W i о 1 a n d, P. G а г b s c h,J. J.Cha van, Ann., 461,295 (1928), rсм. также [142].J
[129]
[129]
ИЗО]
ИЗО]
132
132
133
133
134
135
134
135
137
138
137
138
139
139
140
141
140
141
Нитрование окислами азота подробно изучено П. П. Шорыгипым и А. В. Топ-% чиевым, см., папример, ЖОХ, 5, 549 (1935). — Прим. ред.>
М. Konowalow, Вег., 26, Ref. 878 (1893)./Ч
Ф. А з и п г е р, Химия и технология парафиновых углеводов, Гостоптехиздат,'®
II. В. II ass, D. Е. Hudgin, J. Am. Chem. Soc., 76, 2692 (1954).S
Ch. Grundmann, Die Chemie [Angcw. Chem,], 56, 159 (1943).J
F. A s i n g e r, Ber., 77, 73 (1944).
Ch. Grundmann, Ber., 77, 82 (1944).,M
F. A s i n g e г, К. H a 1 с 0 u r, Chem. Ber., 94, 83 (1961)., 5
G. G e i s e 1 e r, Angew. Chem., 67, 270 (1955).;
W. W islicenu s, A. Endres, Ber., 35, 1755 (1902).
A. P. Black, F. H. В a h e r s,Org. Synth., Coll. v. 2, 1943,p.512.4
W. Wi si icon us, H. Wren,Ber.,38, 502 (1905).•;
W. W i s 1 i с c n u s, R. G ru t zn e r,Ber., 42, 1930 (1909).j
IL W i о 1 a n d, P. G а г b s c h,J. J.Cha van, Ann., 461,295 (1928), r
см. также [142].J
Нитрование окислами азота подробно изучено П. П. Шорыгипым и А. В. Топ-% чиевым, см., папример, ЖОХ, 5, 549 (1935). — Прим. ред.>
М. Konowalow, Вег., 26, Ref. 878 (1893)./Ч
Ф. А з и п г е р, Химия и технология парафиновых углеводов, Гостоптехиздат,'®
II. В. II ass, D. Е. Hudgin, J. Am. Chem. Soc., 76, 2692 (1954).S
Ch. Grundmann, Die Chemie [Angcw. Chem,], 56, 159 (1943).J
F. A s i n g e r, Ber., 77, 73 (1944).
Ch. Grundmann, Ber., 77, 82 (1944).,M
F. A s i n g e г, К. H a 1 с 0 u r, Chem. Ber., 94, 83 (1961)., 5
G. G e i s e 1 e r, Angew. Chem., 67, 270 (1955).;
W. W islicenu s, A. Endres, Ber., 35, 1755 (1902).
A. P. Black, F. H. В a h e r s,Org. Synth., Coll. v. 2, 1943,p.512.4
W. Wi si icon us, H. Wren,Ber.,38, 502 (1905).•;
W. W i s 1 i с c n u s, R. G ru t zn e r,Ber., 42, 1930 (1909).j
IL W i о 1 a n d, P. G а г b s c h,J. J.Cha van, Ann., 461,295 (1928), r
см. также [142].J
санопа с выходом около 40%, а циклопептапоп почти с количествеппым выходом • в 2,5-ди-(калий-аци-нитро)-циклопентанон.
Особенно оправдало себя применение амилнитрата в сухом тетрагидрофура! в присутствии трет-бутилата калия в качестве катализатора конденсации [t42, 143 например, по такому способу из динитрила адипиновой кислоты при —50° С получех а,а'-динитропроизводное с 93%-пым выходом, которое омылением и декарбоксилир, ванпем можно перевести в 1,4-дпнитробутан [1431.
Соединения с активными метиленовыми t руппами, например эфиры малонов< в ацетоуксусной кислоты или арилацетонитрилы, можно нитровать при помол цитрата ацетонциангидрина [ИЗ].
Для этого раствор такого метиленового соединения в тетрагндрофуране снача^ переводят действием гидрида натрия в ^натриевую соль и затем после добавлен! 1—2-кратного количества нитрата ацетонциангидрина нагревают 2 ч в колбе с обра ным холодильником. Из замещенных эфиров ацетоуксусной или малоновой кисл» по этому методу с хорошими выходами получают эфиры а-нитрокарбоновых кисло При аккуратной работе можно проводить и прямое нитрование малоново] эфира; так. Висблат и Литтл [144], действуя концентрированной HNO3 (d = 1,, при 15—20° С, получали нитромалоповый эфир с выходом выше 90%; ср. также [9‘
Нитрование ароматическихи гетероциклических соединений
Как известно, легкость введения нитрогруппы в ароматическое ядро в знач] тельной мере зависит от имеющихся заместителей. При переходе ог бензола к ej метильным гомологам легкость замещения заметно возрастает. В то время как дл нитрования бензола необходимо применять нитрующую смесь и работать при пове шенной температуре (около 50° С), ксилолы нитруются уже концентрированной HN( при комнатной температуре. Мононитрование дурола азотной кислотой неосуществим» так как реакция чаще всего идет дальше с образованием динитропроизводког< При нитровании полиалкилбепзолов часто наблюдалась миграция алкильных труп или их обмен на нитрогруппу [146]. Высшие гомологи, такие, как этилбензол и кумо^ тоже нитруются с хорошими выходами нитрующей смесью в ядро. При мононитровани алкилбензолов обычно получают смесь всех трех возможных изомеров, причем в смес всегда содержится меньше всего мета-изомера. С возрастанием длины боковой цеп за счет уменьшения количества орто-изомера увеличивается доля пара-изомер и в меньшей мере доля мета-изомера [147].
Нитрование боковой цепи, причем исключительно в «-положение, происходи при нагревании углеводорода с разбавленной HNO3 в запаянной трубке. При нитр< вании ненасыщенных или более длинных разветвленных боковых цепей проявляете также окислительное действие HNO$.
Для введения нескольких питрогрупп требуются гораздо более жесткие усл< вия, чем для мопопитрования, т. е. более концентрированная кислота и более высока температура. И в этом случае алкильные заместители облегчают замещение. Tai например, тринитротолуол можно сравнительно просто получить прямым тринитря ванием углеводорода, тогда как для синтеза тринитробензола по этому методу потр» бовались бы исключительно жесткие условия; его проще получать косвенным путе\ например окислением тринитротолуола хромовой кислотой с последующим декаре оксидированием [148].
Прямым нитрованием в бензольное ядро нельзя ввести более трех нитрогруп! в образующемся при этом соединении должно содержаться не менее двух нитрогруге
] II, F е u е г J. W. S h е р h е г d, Ch. S a v i d e s, J. Am. Chern. Soc., 7< r 4364 (1956).
] H. Feuer, Ch. S a v i d e s, J. Am. Chem. Soc., 81, 5826 (1959).
D. I. Woishlat, D. A. Lyttle, J. Am. Chem. Soc., 71, 3079 (1949).
N. К о r n b I u m, J. H. Eicher, J. Am. Chem. Soc., 78, 1494 (1956).
D. V. Nightingale, Chem. Rev., 40, 117 (1947).
K. L e R о i Nelson, H. C. Brown, J. Am. Chem. Soc., 73, 5605 (1951 1
II. T. Clarke, W. W. Hartman, Org. Synth., 2, 93 (1922).
25 Заказ 1835.
в орто-положении друг к другу, а такие соединения обладают очень большой реакО ционной способностью. Оба изомерных тетранптробензола получают окислевишеЯ тринптрозамещенных азотсодержащих производных бензола [149]. Обычно при ди-зга тринитрованиях, согласно известному правилу замещения, нитрогруппы вступпи^и в мета-положение друг к другу. В то же время прв достаточной активации другими заместителями, оказывающими более сильное влияние, чем нитрогруппы, иног; возможно образование и орто-динитропроизводных. Так, л-нитротолуол, обраа; ющийся при мононитровании толуола с выходом около 4%, при дальнейнш нитровании дает смесь 2,3-, 3,4- и 3,6-динитротолуолов. '/
В таких же условиях, как бензол, нитруются и конденсированные аромат ческие системы; однако общего правила о месте вступления нитрогруппы в эти соад нения вывести не удается. В присутствии концентрированной H2SO4 при комната или несколько повышенной температуре нафталин нитруется азотной кислотой [15 151] или двуокисью азота [118], давая 1-нитронафталин с выходом около 90%. 2-Н1 ронафталин, образующийся в очень незначительных количествах [151] (около 4,55 при прямом нитровании нафталина, получают из диазотированного р-нафтиламд по модифицированной реакции Зандмейера [152]. Дальнейшее нитрование 1-нит$ производного нитрующей смесью приводит к образованию смеси 1,5- и 1,8-динитр нафталинов, причем содержание 1,8-изомера повышается с понижением температу- реакции [153]. Более высокоплавкое 1,5-производное плохо растворяется в пириди! и, следовательно, может быть отделено от 1,8-изомера.
В то же время при нитровании тетралина нитрующей смесью при 0° С, п котором замещение происходит исключительно в бензоидном кольце, образуют приблизительно равные количества 5- и 6-нитротетралина с общим выходом 80—9Q от теоретического [154]. При разделении, смеси нитротетралинов перегонкой возмояу взрывы [ 154а] 1 В более жестких условиях наряду с 5,7-динитротетралином неожида^ получается также 5,6-динитротетралин [154].
Отношение антрацена к нитрующим агентам в значительной мере определяем повышенной реакционной способностью 9,10-положений. В зависимости от услощ проведения реакции образуются продукты окисления, как, например, антрахидя я соответственно продукты его нитрования или же через первичные продукты при* единения — 9-интро- или 9,10-динитроантрацен. Метод получения 9-нитроантрац« см. [155].и
Флуорен легко нитруется [156] в положение 2 концентрированной Н№ в ледяной уксусной кислоте при 50—65° С, тогда как под действием этилиитра в присутствии этилата калия реагирует метиленовая группа и в результате экзотер^ ческой реакции калиевая соль аци-формы 9-нитрофлуорена образуется с пример 70%-ным выходом [157].<5
Хлорбензол нитруется нитрующей смесью в течение 4 ч при температуре комнаткой, образуя с почти количественным выходом смесь, состоящую на 8/э из д^ на Vg из о-нитрохлорбензола. Дальнейшее нитрование приводит к смеси, преиму^ ственно из 2,4-динитрохлорбензола наряду с. небольшим количеством 2,6-динитр хлорбензола. Фторбензол нитруется почти исключительно в пара-положение
Динитрофторбензол. К охлаждаемой нитрующей смеси, состоят из 120 г HNO3 (d = 1,52) и 280 г H2SO4 (d — 1,84), прибавляют по кашя 40 г фторбензола и нагревают 2 ч на водяной бане. Выход 87% от теоретически [158]. . ;
] W. В о г s с h е, Вег., 56, 1939 (1923); W. В о г s с h е, Е. F е s к е, Вег.< 51 815 (1926).
] J. М. Ветке bile, А. Н. Fries, J. Chern. Educat., 25, 617 (1948). }
Н. Е. Fierz-David, R. SponageL Helv. chim. acta, 26, 98
H. H. Hodgson, E. Marsden, J. Chern. Soc., 1944, 22.
Ch. Gassmann, Ber., 29, 1243, 1521 (1896).
G. Schroeter, Ann., 426, 17 (1922).si
154a) E. Hecker, R. Lattrell, E. Meyer, Chern, Ber., 95, 985 (1962). ^
Ch. E. В г a u n, C. D. Cook, Ch. Merrit jr., J. E. Rousseau, ОЦ Synth., 31, 77 (1951).
W. E. Kuhn, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 447.
W. Wiglicbnus, M. Waldmiiller, Ber., 41, 3334 (1908).
H. Z a h n, A. Wurz, Angew. Chern., 63, 147 (1951).
Это важное для химии пептидов соединение может быть также получено обменом галогенов в более доступном 2,4-динитрохлорбепзоле [159, 160]. Обмен галогена является также наиболее удобным методом для получения 2,4- длпптроиодбензола [161].
Как уже упоминалось, фенолы легко нитруются [162]. Ввиду высокой чувствительности фенолов к действию окислителей нитрование HNO3 приходится вести в подходящих -растворителях (ледяная уксусная кислота или хлороформ) п при охлаждении. Лучшие выходы получаются под действием N2O4 в смеси петролейного эфира л бензола [163, 164]. В результате реакции всегда образуется смесь переменных количество о- и n-питрофепола, из которой летучее о-производное легко вьщеляется перегонкой с водяным паром. Однако доля тг-нитрофенола повышается с увеличением диэлектрической проницаемости применяемого растворителя [163]. Один п-нитрсфенол можно получить нитрованием фепола, этерифицировапного взаимодействием сбензол- или толуолсульфохлоридом, с последующим омылением продукта нитрования.
Наиболее целесообразно, особенно для введения нескольких нитрогрупп, исходить из фенолсульфоновых кислот и обменивать в них сульфогруппы на нитрогруппы (стр. 512). Можно также обменивать хлор в хлорнитробензолах на оксигруппу кипячением с водной щелочью.
Ароматические амины так же легко нитруются, нак и фенолы, ио первичные и вторичные амины очень склонны вступать в нежелательные побочные реакЦиа окисления. Поэтому рекомендуется защищать аминогруппы ацилированием илщ взаимодействием с альдегидами с образованием оснований Шиффа.
Прибавление большого избытка концентрированной серной кислоты уже обеспечивает достаточную защиту аминогруппы вследствие образования аммонийной соли; правда, при этом вводимая нйтрогруппа направляется главным образом в мета-поло— жепие. В качестве N-ацилпроизводных чаще всего используют ацетильные производные, по применялись и бензоильные, n-толуолсульфопильные, оксалильные, карбэтоксиль- ные (из эфира хлоругольной кислоты) и фталильные производные. '
Нитрование анилина в виде ацетильного производного нитрующей смесью приводит главным образом к образованию n-нитроацетаиилида наряду с небольшим количеством орто-изомера. Соотношение изомеров сильно сдвигается в сторону ортопроизводного при нитровании в отсутствие серной кислоты в смеси уксусного ангидрида и ледяной уксусной кислоты.
Нитроанилины [93]. К раствору 45 г ацетанилида в 34 г уксусного ангидрида и 22 г ледяной уксусной кислоты прибавляют приготовленную пр^ нагревании и охлажденную смесь 23 г HNO3 (cZ = 1,5), 1 г мочевины и 23 г ледяной уксусной кислоты. Смесь оставляют на 24 ч, осаждепие продукта затем завершают добавлением 360 г льда и отделяют осадок на воронке Бюхнера. Выхоц неочищенного вещества 52 г (87% от теоретического). Неочищенный продукт растирают при 0° С со смесью 50%-ного раствора КОН (1 объемн. ч.), воды (4 объемн. ч.) и спирта (1 объемн. ч.), при этом растворяется только орто-производное. После отделения на воронке Бюхнера-и промывки водож получают пара-производное в чистом виде, которое при нагревании с разбавленным раствором NaOH омыляется до n-нитроанилина. При стоянии фильтрата при комнатной температуре в течение суток заканчивается омыление о-производпого и о-нитроапилии осаждается в виде больших кристаллов. Соотношение орто- и пара-производного составляет примерно 3 : 1.
Чистый о-нитроанилин можно также получать, прибегая к блокированию пара-положения. В качестве исходного соединения берут сульфаниловую кислоту, которую ацетилируют, обрабатывают на холоду нитрующей смесью а нагреванием с концентрированной НС1 отщепляют сульфогруппу.
Н. Н. Ворожцов, Г. Г. Якобсон, ЖОХ, 27 (89), 1672 (1957).
G. С. Finger, С. W. Kruse, J. Am. Chern. Зое., 78, 6034 (1956).
I. F. Bunnett, R. М. Connie г, J. Org. Chern., 23, 305 (1958); Org. Synth., 40, 34 (I960).
C. A. Bunton, E. D. Hughes, С. K. Ingold et al., J. Chern. Soc,, 1950, 2628.
J. Podkowa, A. Tarnawski, Mh. Chern., 90, 179 (1959).
H. Wieland, Ber., 54, 1776 (1921).
.
По другому методу в качестве исходного продукта используют окса пгт, лпд, получаемый из анилина и щавелевой кислоты при 200° С. Его сульфируют концентрированной H2SO4 при нагревании па водяной бане, после охлаждения до 50° С сульфопродукт нитруют нитрующей смесью, состоящей из равны* частей IINO» (d = 1,44) и концентрированной H2SO4 и последовательно отщепляют оксалильную и сульфогрупны длительным нагреванием реакционной массы, предварительно разбавленной водой.
При нитровании бензальанилина [165] или фталанила образуется почти исклв> чительно n-нитроанилип. Последний метод [166] особенно удобен и рекомендуется для всех ароматических амилов, которые вступают в реакции конденсации с фталевым ангидридом. <
п-Нитрпянилин. При умеренном нагревании растворяют 2,23 ч. ГС-фенид^ фталимида (фталанила) в 14 ч. концентрированной H2SO4 и охлаждают дц 0° С, причем фталанил опять частично выпадает из раствора; затем прибавляют; по каплям 2,55 ч. смеси HNOa и моногидрата серной кислоты, содержащей 25%1 HNOs, поддерживая температуру ниже 3° С, после чего смесь выливают на лед^ отделяют выпадающий нитрофталанил и промывают его водой. Для переамийи^ ровапия высушенный продукт нагревают в сосуде, выдерживающем повышенно^ давление, в течение 1 ч при 170—180° С с 1,1 ч. анилина. Из образующейся peaRri ционной массы, содержащей фталанил, n-нитроанилин и анилин, последний отдв^ ляют перегонкой с водяным паром, и n-нитроанилин извлекают из остатка горячей водой. Остающиися фталапил может быть использован для следующего пирования [166]. -^
Примером мета-иитрования в сильпокислом растворе в условиях образования мй мониевой соли служит получение лс-нитродиметилапилина [167]..^
м-Нитродиметиланилип. К приготовленному при охлаждении раствор® 363 г диметиланилипа в 1270 мл концентрированной H2SO4 при 5° С и псремеппм вании медленно приливают по каплям смесь 200 мл концентрированной H8SOe и 200 мл IINO3 (d = 1,42). Продолжают перемешивание при 5—10° С в течений 1 ч, выливают смесь в 6 л воды и нейтрализуют ее концентрированным водном раствором аммиака до полного осаждения пара-производного, что замечает™ по изменению цвета осадка от желтого (пара-изомер) до оранжевого (меПЙ изомер). После отделения пара-производного продолжают добавление аммиаке до pH 3; выход перекристаллизованного из 400 мл спирта л1-питродиметилая|й лина составляет 280—316 г (56—63% от теоретического); т. пл. 59—60°чС. '^
Если нитрование ведут в менее кислом растворе, то образуются главным обр& зом пара- и орто-производные, из которых первое особенно легко нитруется далее до 2,4-динитродиметиланилина [168].|
Введение более двух нитрогрупп в диметиланилин протекает уже неоднозиачм и в результате деметилирования и N-нитрования приводит в конце концов к N-метй^ 2,4,о-тринитрофенилнитрамину, который известей как взрывчатое вещество ПОе названием «тетрил».
Необычно протекает и реакция некоторых пара-замещенных третичных аромад тических аминов с азотистой кислотой. Так, при обработке 1Ч^-диметил-п-толуидим [169, 170], Т^М-ддметпл-п-анизидпна [171] и л-диметиламиноацетанилида [17^Т
[165][166][167][168][169][170][171][172][165][166][167][168][169][170][171][172]Герм. пат. 72173; FrdL, 3, 48 (1890—1894).
[165]
[166]
[167]
[168]
[169]
[170]
[171]
[172]
[165]
[166]
[167]
[168]
[169]
[170]
[171]
[172]
Герм. пат. 141893; FrdL, 7, 64 (1902—1904); ср. герм. пат. 148874; FrdL, 7, 61 (1902-1904).
Н. М. Fitch, Org. Synth,, Goll, v. 3, 1955, p. 658.d
J. Glazer, E. D Hushes, С. K. Ingold, et al., J. Chern. Soc., 19504 2657.1
G.P.Crowley, G. J. G. M iltonet al.,J. Chern. Soc., 1940, 1286. '|
II.II.II о d g s о n,Л.Kershaw,!.Chern. Soc., 1930, 277.'?
H.H.И о d*g s о nJ.H. Crook, J.Chern.Soc., 1932, 1812.’i
H.H.Hodgson^J.И. Crook, J.Chern.,Soc., 1932, 2976.j
нитритом щелочного металла и соляной или серной кислотой на холоду с высоким] иногда количественными, выходами получаются соответствующие З-нитро-4-димети. аминопроизводные; в то время как при действии азотной кислоты образуются 2-нитр производные:
(СН^гК/^^КОг(СНз),^^(CH3)2l/Y
no8
Следует указать, что ароматические аминонитропроизводные обыч$ удобнее получать пагревапием галогеннитропроизводных с аммиаком или ам; нами, например с о- или п-нитродиметиланилином [173], или частичным восстаН' влением полинитропроизводных (ср. стр. 429 и сл., а также стр. 522).
Альдегиды нитруются при охлаждении концентрированной IINO3 или нитр) ющей смесью с образованием преимущественно я-нитропроизводных. Так, напримв] при действии на бензальдегид нитрующей смесью при 5—10° С получается я-нитр. бензальдегид с выходом около 80% наряду с небольшим количеством орто-изомер [174]. Практически свободный от изомеров .w-нитробензальдегид получают действие нитрующей смеси на гидробепзамид [175].
.м-Питробензальдегид. При 10—12° С впосят небольшими порциям 350 г размолотого в порошок гидробензамида в 1650 г моногидрата серной ки: лоты. После полпого растворения раствор охлаждают до 0° С п в течепие 15 прибавляют к нему 930 г нитрующей смеси (30% HNOs и 70% моногидрата се] пой кислоты) так, чтобы температура реакционной смеси была ниже 15° < Затем в течение 10 —12 ч повышают температуру до 15—18° С и смесь вылив; ют в такое количество льда (около 1500 ч), чтобы установилась температур 45° С. Через несколько часов остывший раствор фильтруют на воропке Ею; нера и отмывают .ч-питробензальдегид от кислот. Выход л-пптробензальдегих 450 з; т. пл. 58° С. В виде примеси препарат содержит 0,5% орто-изомера.
Действуя азотной кислотой на ароматические альдегиды при низких темпер; турах, удалось получить продукты присоединения, так называемые нитраты альдеп дов. которые, будучи внесены в серную кислоту, Переходят в нитрозамещеиные в яд^ альдегиды [176].
Если исходят из диацетата бензальдегида, то количество орто- и пара-изомерс увеличивается [177]; однако для приготовления о- и п-ни^робепзальдегидов следу« отдать предпочтение косвенным путям синтеза, например окислению соответствующе нитротолуолов [178, 179] или нитрокорпчных кислот [177]. О получении о-нитря коричного альдегида см. [180].
Введение нескольких нитрогрупп в ароматические альдегиды прямым нитров; пнем удается лишь в редких случаях, например при нитровании аписового альдегид [181]. Обычно и тут приходится прибегать к косвенным методам.
Т. W. Campbell, J. Am. Chem. Soc., 71, 740 (1949).
R. N. I с ke, С. E. Redemann, В. B. Wisegarver, G. A. A 11 e Org. Synth., 29, 72 (1949).
О. В а у e г, в книге Houben-Wevl, Methoden der organischen Chemi. Bd. 7/1, 4 AufL, Stuttgart, 1954, S. 407.
G. R eddelien, J. prakt. Chem. [2], 91, 213 (1915); Angew. Chem., 85, 55 (1922)
W. Davey, J. R. Gwilt, J. Chem. Soc., 1950, 204, 3348.
S. M. Tsang, E. H. Wood, J. R. J о h n s о n, Org. Synth., 24, 75 (1944
S. V. Lieberman, R. Connor, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 44
R. E. Buckles, M. P. Bellis, Org. Synth., 33, 60 (1953).
E. Worn er, Bor., 29, 157 (1896).
При этом чаще всего используют в качестве исходных продуктов нитротолуол# и переводят их в авилы питробензальдегидов, которые затем легко -разлагаются кон- центрированной НС1 на альдегид и амин. Толуолы взаимодействием с анилином н окислением КМпО, переводят в анилы через бензил галогениды [182) или используют впервые описанную Заксом [183) конденсацию нитротолуолов с п-нитрозодиметнл- анилином [184—186а]. Продукт конденсации 2,4,6ттринитротолуола и п-нитрозодимв- тиланилина взрывоопасен [185) (см. также стр. 412). 1
При нитровании ацетофенона препаративное значение имеет только мета-нитро^ вапие. Как и при нитровании бензальдегида, этой реакции способствует большой избыток концентрированной или, лучше, дымящей H2SO4 и как можно более нияк*^ температура реакции 1187]. Таким путем получают л-нитроацетофенон с 90%-иВДн выходом [188, 189]. Нитрование одной HNO8 и повышение температуры, напроткй увеличивает выход орто-изомера [190], но синтезировать его таким путем неудобней
О получении оксимов о- и и-нитроацетофенона прямым оксимирование™ о-или га-нитроэтилбензола [191] см. стр. 395, а их получение из о- и п-нмгробей зоилхлордда и малонового эфира см. [192].
В качестве примера нитрования нитрила приводится синтез З-нитробензоД нитрила [96]. '
З-Нитробензонитрил. В 25 мл дымящей HNO3 растворяют 5 г бенэм нитрила п нагревают 30 мин до 60° С, затем выливают в воду п продукт реакция иерекрпсталлизовывают пз кипящей воды; бесцветные иглы; выход 6 г: т. пж 116= С. ' ’
При нитровании карбоновых кислот нитрогруппа становится почти исключай тельно в мета-положение, но иногда бывает довольно трудно выделить свободные # примеси других изомеров продукты. Поэтому для получения чистой л-нитробензойвд кислоты более целесообразно исходить из метилового эфира бензойной кислоты; nq действием нитрующей смеси при хорошем охлаждении он переходит с выходом окоя 80% в чистое л-нитропропзводное [193], из которого после омыления образует^ с 90%-ным выходом чистая л-нитробензойная кислота [194]. Понятно, что введен® второй нитрогруппы связано с значительно большими трудностями. Так, из бензоина кислоты при действии нитрующей смеси, для приготовления которой применяла^ дымящая HNOg, получают в довольно жестких условиях 3,5-динитробензониу1 кислоту с 55%-ным выходом [195]. Нитробензойные кислоты с нитрогруппой в ортб или пара-положении готовйт иосвенным способом, например окислением соответств^ ющих нптротолуолов хромовой кислотой. й
[182][183)[184]1185][182][183)[184]1185]К. V. A u w е г з, Е. F е n s е, Вег., 58, 1369 (1925).К. V. A u w е г з, Е. F е n s е, Вег., 58, 1369 (1925).F.Sachs,R.Kempf,Вег., 35, 1224 (1902).A.Lowy,В.В. Wescott, J. Am. Chem.Soc.,42, 849 (1920).St. Secareanu, Ber., 64, 834, 837 (1931).noujA.Lowy,E.H. Balz,J. Am. Chem. Soc.,43, 341 (1921).[186a]G. M. В e n ne 11, E. V.В e 11, Org. Synth.,Coll.v. 2, 1943,p.223; Пряведенную методику для 2,4-динитробензальдегида ср. с критическими замет чаниями I. Tana^sescu, V. F а г с a s a n. С., 1958, 9477.Л;W. Baker, W. G. Moffitt, J. Chem. Soc., 1931, 314.$Rupe, A. Braun, K. v. Zembruski, Ber., 34, 3522 (1901).' *G. Morgan, H. B. Watson, J. Soc. Chem. Ind., 55, 29T (1936). C. Engler, Ber., 18, 2238 (1885).ДA. П. Ford-Moore, H. N. Ry don, J. Chem. Soc., 1946, 679.G. A. Reynolds, Ch. R. Hauser, Org. Synth., 30, 70 (1950) II. G. Walker, Ch. R. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 68, 1386 (1946).O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 71(1923).%O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 73(1923).<R.Q. Brewster, B. Williams, R.Phillips,Org.Synth.Coll. v. 3, 337 (1955).. ЯF.Sachs,R.Kempf,Вег., 35, 1224 (1902).A.Lowy,В.В. Wescott, J. Am. Chem.Soc.,42, 849 (1920).St. Secareanu, Ber., 64, 834, 837 (1931).noujA.Lowy,E.H. Balz,J. Am. Chem. Soc.,43, 341 (1921).[186a]G. M. В e n ne 11, E. V.В e 11, Org. Synth.,Coll.v. 2, 1943,p.223; Пряведенную методику для 2,4-динитробензальдегида ср. с критическими замет чаниями I. Tana^sescu, V. F а г с a s a n. С., 1958, 9477.Л;W. Baker, W. G. Moffitt, J. Chem. Soc., 1931, 314.$Rupe, A. Braun, K. v. Zembruski, Ber., 34, 3522 (1901).' *G. Morgan, H. B. Watson, J. Soc. Chem. Ind., 55, 29T (1936). C. Engler, Ber., 18, 2238 (1885).ДA. П. Ford-Moore, H. N. Ry don, J. Chem. Soc., 1946, 679.G. A. Reynolds, Ch. R. Hauser, Org. Synth., 30, 70 (1950) II. G. Walker, Ch. R. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 68, 1386 (1946).O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 71(1923).%O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 73(1923).<R.Q. Brewster, B. Williams, R.Phillips,Org.Synth.Coll. v. 3, 337 (1955).. Я[186][186]II[187] [188 [189 [190 [191 [192[193] [194][195][187] [188 [189 [190 [191 [192[193] [194][195]
[182]
[183)
[184]
1185]
[182]
[183)
[184]
1185]
К. V. A u w е г з, Е. F е n s е, Вег., 58, 1369 (1925).
К. V. A u w е г з, Е. F е n s е, Вег., 58, 1369 (1925).
F.Sachs,R.Kempf,Вег., 35, 1224 (1902).
A.Lowy,В.В. Wescott, J. Am. Chem.Soc.,42, 849 (1920).
St. Secareanu, Ber., 64, 834, 837 (1931).
noujA.Lowy,E.H. Balz,J. Am. Chem. Soc.,43, 341 (1921).
[186a]G. M. В e n ne 11, E. V.В e 11, Org. Synth.,Coll.v. 2, 1943,p.223; Пря
веденную методику для 2,4-динитробензальдегида ср. с критическими замет чаниями I. Tana^sescu, V. F а г с a s a n. С., 1958, 9477.Л;
W. Baker, W. G. Moffitt, J. Chem. Soc., 1931, 314.$
Rupe, A. Braun, K. v. Zembruski, Ber., 34, 3522 (1901).' *
G. Morgan, H. B. Watson, J. Soc. Chem. Ind., 55, 29T (1936). C. Engler, Ber., 18, 2238 (1885).Д
A. П. Ford-Moore, H. N. Ry don, J. Chem. Soc., 1946, 679.
G. A. Reynolds, Ch. R. Hauser, Org. Synth., 30, 70 (1950) II. G. Walker, Ch. R. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 68, 1386 (1946).
O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 71(1923).%
O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 73(1923).<
R.Q. Brewster, B. Williams, R.Phillips,Org.Synth.
Coll. v. 3, 337 (1955).. Я
F.Sachs,R.Kempf,Вег., 35, 1224 (1902).
A.Lowy,В.В. Wescott, J. Am. Chem.Soc.,42, 849 (1920).
St. Secareanu, Ber., 64, 834, 837 (1931).
noujA.Lowy,E.H. Balz,J. Am. Chem. Soc.,43, 341 (1921).
[186a]G. M. В e n ne 11, E. V.В e 11, Org. Synth.,Coll.v. 2, 1943,p.223; Пря
веденную методику для 2,4-динитробензальдегида ср. с критическими замет чаниями I. Tana^sescu, V. F а г с a s a n. С., 1958, 9477.Л;
W. Baker, W. G. Moffitt, J. Chem. Soc., 1931, 314.$
Rupe, A. Braun, K. v. Zembruski, Ber., 34, 3522 (1901).' *
G. Morgan, H. B. Watson, J. Soc. Chem. Ind., 55, 29T (1936). C. Engler, Ber., 18, 2238 (1885).Д
A. П. Ford-Moore, H. N. Ry don, J. Chem. Soc., 1946, 679.
G. A. Reynolds, Ch. R. Hauser, Org. Synth., 30, 70 (1950) II. G. Walker, Ch. R. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 68, 1386 (1946).
O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 71(1923).%
O.Kamm, J. B. Segur, Org. Synth.,3, 73(1923).<
R.Q. Brewster, B. Williams, R.Phillips,Org.Synth.
Coll. v. 3, 337 (1955).. Я
[186]
[186]
I
I
[187] [188 [189 [190 [191 [192
[193] [194]
[195]
[187] [188 [189 [190 [191 [192
[193] [194]
[195]
Нитросалициловая кислота [196]. В минимальном количестве ледян< уксусной кислоты растворяют 1 люль салициловой кислоты (или ее эфира при комнатной температуре быстро добавляют 1 моль HNOs (d = 1,42), раств репный в девятикратном объеме ледяной уксусной кислоты, и нагревают до и явления темной окраски. После охлаждения продукт реакции осаждают водо Выход питросалициловой кислоты (или ес эфира) около 50% от теоретическот Образуются исключительно 5-нитронроизводные.
Из 1-оксинафтойной-2 кислоты и ее эфиров получаются 4-нптропроизво ные; в этом случае выходы выше.
При нитровании фталевой кислоты и ее ангидрида образуется смесь 3- и 4-иитр фталевых кислот [197]. Плохо растворимая в воде 3-нитрофталевая кислота мож быть легко выделена из смеси изомеров; выход около 30%. 4-Нитрофталевую кисло- удобнее получать нитрованием фталимида [198) смесью дымящих азотной и серн< кислот при охлаждении с последующим омылением [199]; общий выход около 50% теоретического.
Совершенно различно относятся к действию нитрующих агентов гетероцикл ческпе соединения [200]. В то время как пиридин исключительно устойчив к действе HNOa, пиррол претерпевает при нитровании далеко идущие изменения, для предотвр щения которых реакцию приходится проводить при возможно более низких темпер турах. Все же интровапие пиррола удалось провести при помощи HNO3 и уксуса» ангидриде при температуре от —10 до —15° С; при этом был выделен 2-нитропирр« с выходом 21%, при дальнейшем нитровании которого с достаточно высоким выход» получилась смесь, состоящая на 80% из 2,4- и на 20% из 2,5-динитропиррола [201 Наличие заместителей, особенно метильных групп, значительно облегчает нитрон ние [202]. О нитровании замещенных пирролов см. [202—204].
З-Нитропиррол. Получают декарбоксилированием 4-нитропиррол-2-ка боновой кислоты. Этиловый эфир этой кислоты легко синтезировать пут» конденсации натриевой соли нитромалонового диальдегица с эфиром глицге [205], выход 75%.
Труднодоступны также нитрофураны. 2-Нитрофуран удалось получить фурана [206] или фуран-2,5-дикарбоновой кислоты [2O7f в уксусном ангидриде и- действии HN03 ^d = 1,51); причем из дикарбоновой кислоты выход составил лих около 5%. Наличие метильных заместителей в фуране тоже значительно облегча реакцию нитрования. В аналогичных условиях из 10 г 2-мстилфурана получе: 3—3,5 г 2-метил-5-нитрофурана [208]. Имеющий большое значение в промышленной 5-нитрофурфурол получают прямым нитрованием альдегида или его диацетата с 40 45%-ным выходом [209].
Н.С.В а г а п у, М. Рi a n k a, J. Chern. Soc., 1946, 965.
Р.J. С u I h a n е. G. Е. Woodward, Org. Synth., 7, 70(1927); С. М.М
зет. Th. Gompf, J. Org. Chern., 15, 583 (1950).
Е.Н.Huntress, R.L. Shriner, Org. Synth., Coll/' v. 2,1943, p.45
E.H.Huntress, E.L. S h 1 0 s s jr., P. Ehrlich, Org.Synth.,Co
v. 2, 1943, p. 457.
K. Schofield, Quart. Rev. (Chern. Soc., London), 4, 382 (1950).
L J. Rinkes, Rec. trav. chim,, 53, 1167 (1934).
2Q2] H. Fischer, W. Z e r w e c k, Ber., 55, 1949 (1922).
I. J. Rinkes, Rec. trav. chim., 56, 1142 (1937).
H. J. Anderson, Canad.J. Chern., 35, 21(1957);1958,4776.
2051W. J. Hale, W. V.И о уt, J. Am. Chern.Soc., 37 ,2538(1915).
В, T. F г e u r e, J. R. Johnson, J. Am. Chern. Soc., 53, 1142 (1931).
I. J. Rinkes, Rec.trav.chim., 49, 1169(1930).
I. J. Rinkes, Rec.trav.chim., 49, 1118(1930).
H. G i 1 m a n d, G. F. Wright, J. Am. Chern. Soc., 52, 2550, 4165 (193 R. Behnisch, в энциклопедии «Ullmans Encyklopadie der Technisctj Chemie», Bd. V, 3 Aufl., 1954, S. 239.
Диацетат 5-нитрофурфурола [209]. При 0° С смешивают 143 г уксусногс ангидрида и 4.3,7 а дымящей H1NO3 (j -— 1,5). Приливают по каплям к этой смета п точение 30—40 мин раствор 49,5 г днацстата фурфурола в .51 г уксусного ангид- рпда с такой скоростью, чтобы температура не превышала —5е С, п оеремеши- вают 3 ч. Выливают смесь на 1 кг льда и к ней при перемещнианпи прибавляют 40%-ный раствор NaOII до полного выделения маслянистого продукта. После отделения водного слоя осторожно, небольшими порциями добавляют равные объем пиридина. При этом происходит замыкание кольца, так как промежуток пый продукт реакции не имеет циклического строения. Реакционную массу затем некоторое время нагревают, разбавляют двух-трехкратным объемом леда- ной воды и через 30 мин отделяют образовавшийся осадок диацетата 5-нитрофур- фурола, который промывают разбавленной уксусной кислотой и водой до пол» лого удаления пиридина; выход 24,5 г (40% от теоретического); т. пл. 859 С^ после перекристаллизации из спирта 92,5° С. .^
Тиофен нитруется относительно легко. В уксусном ангидриде под действием нитрующей смеси из дымящей HNO3 (с/1,51) и ледяной уксусной кислоты, обрй
зуется 2-питротиофен с 70—80%-пым выходом [210, 211]. З-Нитротиофеп получав с общим выходом около 20% из тиофена через тиофен-2-сульфонилхлорид, нитровАЧ пием его до 4-нитропроизводного и последующим отщеплением сульфонильной rpynmi| [211]; о синтезе динитропроизводных тиофена см. [211].^
Пиридин нитруется только в очень жестких условиях и образуется сметав 2- и З-нПтрониридина с плохими выходами [99]. Все три мононитропиридипа легч» получать окислением соответствующих аминопиридинов кислотой Каро [212—214]й Гораздо болео гладко, хотя большей частью тоже в очень жестких условиях, протекаем нитрование, если п пиридиновом ядре имеются заместители, как, например, гидроксил [215], аминогруппа [216] или метильная группа [217]. Так, действием KNO3 и дымящей H2SO4 на 2,4,6-триметилпиридин было получено с 90%-ным выходом 3-иитро производное, а из 2,6-диметллпиридина аналогичным способом с 66%-ным выходом--* 3-нитро-2,б-диметнлпиридин [217]. 4-Питрониридин удобно получать через N-OKHq пиридина [218—219а].4
4-Нитропиридин. Па кипящей водяной бане в течение 24 ч нагреваии 26 г пиридина, 50 мл пергидрола и 100 .мл ледяной уксусной кислоты. Отгоняю! в вакууме уксусную кислоту, остаток при охлаждении льдом растворяют в 70 ль концентрированной H2SOd, добавляют смесь 110 мл концентрированной HNO (г/ -= 1,52) и 70 .ил концентрированной H2SO4 и 2,5 ч нагревают на масляной бан< нрп температуре 130° С (в реакционной массе). После этого пропускают ток NO; постепенно повышая температуру до 200е С. Когда выделение коричневых napoi NO2 ослабевает, реакционно)! массе дают остыть в токе NO, выливают ее в л® и, добавляя Na2CO3, устанавливают pH 6. Отфильтрованный осадок растворяю в хлороформе и из слегка щелочного фильтрата трижды экстрагируют проду№ реакции хлороформом. Хлороформные растворы объединяют, промывают водой» обесцвечивают активным углем и сушат над Na2SO4. После отгонки хлороформа в вакууме остаток растворяют в иетролейном эфире, раствор нагревают до кипепия и оставляют для кристаллизации при охлаждении льдом.' Выход 4-питрониридина, кристаллизующегося в виде белых чешуек, 26,4 fj (71% от теоретического); т. ял. 50° С.
zi-IIuniponupudun раздражает кожу ^вызывает образование пузырей) 1
[210]211][210]211]212212213214215216213214215216217218219219а]217218219219а]V. S. Babasinian, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 466.' '
[210]
211]
[210]
211]
212
212
213
214
215
216
213
214
215
216
217
218
219
219а]
217
218
219
219а]
А. H. Blatt, S. Bach, L. W. К г e s c h, J. Org. Chern., 22, 1693 (1957)^ Л. К i r p a 1, W. Bohm, Ber., 64, 767 (1931).5
O. v. S c h i c k h A. Binz, A. Schulz, Ber., 69, 2593 (1936)..1
A. К i г p a 1, W. Bohm, Ber., 65, 680 (1932).
Koenigs, K.F r e t c r, Ber., 57, 1187(1924).,
M. A. Phillips,J. Chern. Soc., 1941, 9.•?
E. P 1 a z e k, Ber.,72, 577 (1939).;
E. Ochiai, J. Org. Chern., 18, 534 (1953).
K. Thoma sr D. Jerchel, Angew. Chcm., 70, 719 (1958).Д
К г d h ц k e, H. Schafer, Chem. Ber., 95, 1098 (1962).ч
Нитрозпропание
Обилие положения
Из-за относительпо низкой электрофильности катиона пптрозония Электр фгтльпое замещение водорода нптрозильнон группой возможно только в соединение с достаточно подвижными атомами водорода (соединения с активными метиленовых группами, фенолы и третичные ароматическисаиины). С-Питрозопропзводные вообп малоустойчивые соединения. Более устойчивы соединения, нитрозогруппа которь связана с третичным атомом углерода или с вторичным атомом, связанным одновр мепно с стабилизующими группами, например с NOa, COOK или галогеном. Мнощ нитрозосоединения в виде яркоокрашенных мопомеров существуют только в раствор^ или в газообразном состоянии. В твердом состоянии они переходят в бесцветна димеры, для которых предложена структура азодиокисей и из которых иногда мон<1 выделить цис-трдн-с-изомеры [220].
Первичные и вторичные нптрозопроизводные необратимо стабилизуются сбыте уже в процессе нолучення, превращаясь в изомерные оксимы. Такое превращен! третичных алифатических нптрозосоединсний сопровождается одновременным ра. щсплением соседних С—С-связей в результате гидролиза или декарбоксилирован^ Более устойчивы ароматические нитрозосоедипепия; если они и превращают! в оксимы, то обычно реакция обратима в рамках истинного таутомерного равновеси. Так, например, пара таутомеров п-иитрозофснол— монооксим n-бензохинона мож, быть подучена как нитрозировапием фенола, так и оксимиропапием п-бензохиноц
В качестве нитрозирующих средств обычно применяют азотистую кисло* (NaNO2 и НС1) или ее эфиры, в первую очередь этил- и амилнитрит. При работе с эф> рами можно применять как кислые (ПС1), так и основные (алкоголяты) катализатор!
Преимуществом сочетания этилпитрита с хлористым водородом является во мощность удаления всех побочных продуктов в вакууме при комнатной температур В особых случаях в качестве нитрозирующих средств, большей частью с таким л успехом, применялись нитрозилсерная кислота, нитрозилхлорид и окислы азот Растворителями служат чаще всего вода, спирт, ледяная уксусная кислота или эфи- Реакция протекает обйчно достаточно гладко уже при 0° С; менее реакционноспосо" ньте соединения нитрозируются при умеренном нагревании до 50—60° С.
Нитрозирование алифатических соединений
Получение оксимов. В алифатическом ряду реакция нитрозировании служх главным образом для получения оксимов [221], которые всегда образуются вместо истиз пых нитрозосоединений, если только выбором особых условий не противодействуй перегруппировке. Как правило, эта реакция протекает тем легче, чем сильнее актива ровап замещаемый водород соседними электропоакцепторпыми группами.
При нитрозировании кетонов непосредственно образуются а-оксиминокетоа [222]; из а-хлоркетопов — хлораигидриды гидроксамовых кислот [223]. Моноокси диацетпла [224] получают примерно с 60%-ным выходим при пропускании этилнитри- в метилэтилкетон при 40—55° С в присутствии небольшого количества концентрир ванной НС1. При нитрозировании гомологичных несимметричных кетонов возможе замещение как в длинной, так и в короткой части углеводородной цепи. При избыта нитроаирующего реагента в катализируемой кислотами реакции возможно замещен* обоих «-положений, как, например, в тропиноне [225] или циклогексаноне 1226, 22Z
] В. G. Gо wen lock, W. L n t t k с, Quart. Rev. (Chern. Soc., London 12, 321 (1958).
Резюме в статье: О. lousier, Org. Reactions, 7, 327 (1953).
“22] E. Karg, Arch. d. Pharm., 282/54, 49 (1944).
223 G. Hesse, G. К г e h b i e 1, Chern. Ber., 88, 130 (1955).
onri ^' L- S e ш о n, V. R. Damerell, Org. Synth., Coll. v. 2, f943, p. 20.
R. W i I 1 s t a 11 e r, Ber., 30, 2698 (1897).
A. T r e i b s, A. Kuhn, Chern. Ber., 90, 1691 (1957).
A. F. F e г г i s, G. S. Johnson et al., J. Org. Chern., 25, 492 (196Q D. С. В a t o s k y, N. S. Moon, J. Org. Chern., 24, 1694 (1959).
Если вместо кетонов исходят из соответствующих р-кетокислот, нитрозировм! ние протекает, конечно, легче, так как в этом случае метиленовая группа активир'пм вана сильнее; проведение реакции с NaNO2 и разбавленной кислотой в водной сраме приводит к одновременному декарбоксилированию и образованию тех же а-оксиминЗаЯ кетонов, но с лучшими выходами. Из а-этилацетоуксусной кислоты Дильс [228М получил таким путем З-оксиминопентанон-2 с 94%-пым выходом. Ацетондикарбоно^м кислота может реагировать как по одной метиленовой группе с образованием у-омЯ иминоацетоуксусной кислоты [229], так и но двум метиленовым группам с образований (ис-изонитрозоацетона [230. 231].'"
Бис-изоянтрозоацетон [230]. Раствор 150 г неочищенной апетондшну боновой кислоты в 275 лм воды хорошо охлаждают в смеси льда с повареий^ солью и прибавляют к нему при перемешивании раствор 100 г NaN02B20fh поды с такой скоростью, чтобы температура не поднималась выше 0° С. За» охлаждают до —5°С и немедленно отсасывают выпадающий осадок, промый его малыми порциями ледяной воды. Еще некоторое количество продукта под чают добавлением к фильтрату 200 мл холодной 6 н. HNOs. После четырехкр( ной промывки небольшими количествами ледяной воды бесцветный проду сушат в вакуум-эксикаторе над H2SO4; выход 59 г (51% от теоретического т. разл. 133® С. 1
Эфиры и амиды р-кетокислот с незамещенной метиленовой группой могут бы нитрозированы до эфиров или амидов а-оксимино-р-иетокислот. Например, a-dj иминоацетоуксусный эфир [232] образуется с почти количественным выходом приливании по каплям водного раствора NaNO2 к охлаждаемой смеси ацетоуксусй< эфира и 18%-ной H2SO4 (ср. также [233]). Ацилгомологи ацетоуксусного эфира ре» руют также обычно гладко.
Изопитрозобензоилуксусный эфир [234]. К раствору 50 г бензоидук^ пого эфира в 125 г ледяной уксусной кислоты, охлажденному до 5—8° С, м ленно приливают по каплям раствор 18,5 г NaNOs в небольшом количестве вад причем выкристаллизовывается часть образовавшегося оксима. Остаток 9 ждают ледяной водой из раствора, постоявшего 2—3 ч при комнатной температ^ После перекристаллизации соединения из горячего спирта оно выпадает в W больших пластинок. Выход чистого оксима 52 г; т. ил. 121® С.
Диэтиловый эфир ацетондикарбоновой кислоты нитрозируется тольне I одной метиленовой группе; при попытке провести динитроэирование под действ# амилнитрита Пехман [235] получил 3,5-дикарбэтоисн-4-оксниэоксазол'•
ОН
ROOC—С—С—С—COOR
II I
• N——О
О. Diels, G. Plant, Вег., 38, 1917 (1905).
J. В. N е i 1 a n d s, A. Neuberger, J. J. Scott, J. Am. Chern. S«
214 (I960).1
T. A. Geissman, M. J. S c h 1 a t t e r, J. D. w e b b, J. Org. Che# 11, 736 (1946).
O. Achmatowicz, M. L e p 1 a w y, Roczniki Chem. [Ann. Soc. chU Polonorum], 32, 1375 (1958); C., 1960, 10545.
M.Z.J о v i t s ch i t s c h, Ber., 28, 2683 (1895);35,151(1502).1
H,Adkins, E.W. Reeve, J. Am. Chem. Soc;, 60, 1328(1938); N.F.4
b e г t s о n, B. F. T u 11 a r et al., J. Am. Chem. Soc., 70, 1150 (1948). A
L.Wо If f, A. A. H a 11, Ber., 36, 3612 (1903).,
H.v.P e ch m an n, Ber., 24, 857 (1891).
Нптрозирование «-замещенных эфиров (3-кетокислот протекает с одновремев ным отщеплением ацильной группы;
4RRR
II
СНзСО— CH— COOR —*- СНзСО—С—COOR —> С—COOR
III
NONOH
Таким путем из а-алкилацетоуксусных эфиров получают эфиры а-оксимино алкилуксусных кислоту имеющие препаративное значение для синтеза а-аминокисло [236) и а-кетокислот [237]. Особенно хорошие выходы s оксиминовых соединена) достигаются при проведении нптрозирования алкилвитритами в присутствии алкого лята [238) или, лучше, в 85%-пой серной кислоте (236, 239).
а-Оксиминокапроновая кислота [239]. В химическом стакане емкосты 400 лл к 30 а 30%-ной HaSO4, охлаждаемой смесью льда с поваренной солью при перемешивании медленно прибавляют 18,6 г (0,1 лолъ) этилового эфир; н-бутилацетоуксусной кислоты, следя за тем, чтобы температура не поднималас. выше —5° С. Затем при температуре около 0° С туда же прибавляют по каплям 11 а (0,1 моль -[■ 5%-ный избыток) бутилпитрпта с такой скоростью, чтобы на. блюдаемое легкое вскипание не переходило в заметное выделение окислов азота При прибавлении к реакцонной смеси маленьких кусочков льда начинается вы деление оксиминоэфпра в виде творожистого белого осадка. Затем приливаю1 холодную воду и продукт экстрагируют эфиром. Эфирный раствор встряхиваю' с охлажденным 10%-ным раствором NaOH, в котором оксймипопроизводно! растворяется с красным окрашиванием. Щелочной раствор нагревают 15 ми, на водяной бане, охлаждают и подкисляют. Выделившуюся а-оксимипокапрона вую кислоту отфильтровывают и дополнительно экстрагируют ее эфиром и фильтрата. После перекристаллизации из бензина выход кислоты 86% от теоре тического; т. пл. 136“ С (разл.).
Образование эфиров а-оксиминокислот из эфиров циклических р-кетокисло неминуемо связано с раскрытием цикла. При действии этилнитрита и этилата натри, на эфир циклопентан-2-карбоновой кислоты получают эфир а-оксиминоадипиново; кислоты [240]. Но если в условиях реакции омыляется эфирная группа, то нитрозе соединение стабилизуется с декарбоксилированием и раскрытия кольца не прите ходит. Например, из эфира циклогексанон-2-карбоновой кислоты получен моноокент циклогексапдиона-1,2 [241], который с трудом можно синтезировать из циклогекса нона [227].
В качестве исходных веществ для синтеза а-оксиминоэфпров особенно удобн: использовать алкилмалоновые эфиры. Хорошие выходы оксимипоэфиров достигают^ при нитрозировании эфиров этилнитритом и эквимолекулярным количеством этилат натрия [238] или эфирным раствором NaNO2 и хлористым водородом [239).
Циануксусные эфиры нитрозируются с образованием оксиминоциануксусни. эфиров [242]. Замещенные циануксусиые эфиры одновременно омыляются и декарбс ксилируются, превращаясь в а-оксиминонитрилы, в то время как свободные нислотз в эту реакцию не вступают [243].
Алкильные группы, находящиеся в орто- и пара-положениях н ннтрогруппа.: ароматических соединений, также нитрозируются в «-положение. Так, нитрозирове нием соответствующих нитроэтилбенэолов тпрет-бутилнитритом в присутствн: тр^п-бутилата натрия удалось получить о- и п-питроацетофеионоксим с выходам
[236]237238239240241242 [243[236]237238239240241242 [243К. Е. Hamlin jr., W. Н. Hartung, J. Biol. Chern., 145, 349 (1942
[236]
237
238
239
240
241
242 [243
[236]
237
238
239
240
241
242 [243
R. Fischer, Th. Wieland, Chern. Ber., 93, 1387 (1960).
J. C. Shivers, Ch. R. Hauser, J. Am. Chern. Soc., 69, 1264 (1947).
R. H. В a r r y, W. H. Hartung, J. Org. Chern., 12, 460 (1947).
W. Dieckmann, Ber., 33, 579 (1900).
T. A. Ge issman, M. J. Schlatter, J. Org. Chern.; 11, 771 (1946).
M. Conrad, A. Schulze, Ber., 42, 735 (1909).
Th. K. Walker, J. Chern. Soc., 125, 1622 (1924).
соответственно 73,5 и 67% от теоретического [191] (о приготовлении трет-бутил-’1 нитрита см. [244]).^
Нитрозпровать углеводороды (за исключением циклопентациена [245] и флуо- ■ рена [246]) описанными выше методами нс удается, но этого можно достигнуть фото-' химическим путем — действием питрозилхлорида или окислов азота в присутствии- хлора. Так, при освещении солнечным светом раствора питрозилхлорида в толуол»^ в течение 2 ч при комнатной или несколько пониженной температуре был получену Р-бепзалъдоксим с практически количественным выходом (из расчета на пптрозил- , хлорид) [247]. Подобным же образом синтезировали оксим циклогексанона с выходом^ до 71% (но нитрозилхлориду), пропуская в циклогексан нитрозилхлорид на свету’л прп низких температурах (от 0 до —30° С) [248]. Недостатком этого метода является^ то, что работу надо проводить при сильном разбавлении.J
Для фотонитрозировапия насыщенных углеводородов можно вместо нитрозилм хлорида с успехом использовать смесь окиси азота и хлора. Из циклогексана в зависнЗ мости от условий и соотношения NO : С12 в качестве основного продукта получается] 1-хлор-d -нитрозоциклогексан, димер нитрозоциклогсксана илп циклогексанопоксии^ Подробности об этой интересной реакции см. [249].Д
Получение истинных нитрозососднненнй. До настоящего времени активные* метиленовые соединения редко переводились в истинные цитрозосоединепия или ЖХ димеры. Во избежание немедленной перегруппировки в оксимы необходимо уян в процессе получения нптрозосоединений удалять даже следы щелочи и, ио возмояр ности, отказаться от применения растворителей, особенно содержащих гидроксильны# группы.г
Бейер синтезировал некоторые димерные нитрозосоединеикя терпенового ряд# действием этил- и амилнитрита на терпенкетоны в присутствии небольших количеств ацетплхлорида или в лигроиновом растворе действием амилнитрита и нескольких капель концентрированной соляной кислоты [250]. Аналогичный метод был исполь* зован [251] при получении димерного 2-нитрозо-2-карбэто'ксициклопснтанопа и его гомологов.■ ■•:
Димерный 2-митрозо-2-карбэтоксициклопентанон [251]. тROOC О О COOR
5
При охлаждении льдом смешивают Юг этилового эфира циклопентаион-2г карбоновой кислоты и 6—7 г (рассчитанное количество 5 .?) этилнптрита и добавляют несколько капель ацетилхлорнда. Через 10—15 ч осадок отделяют' Нв воронке Бюхнера и промывают- эфиром. Выход бесцветного бис-нитрозопроизвод^ ного 60—80% от теоретического. ,.^
Виланд и Блох- [252] получали бис-нитрозосоедипепия, пропуская нитрОЗВЩ газы [из As2O3 и НЬЮ3 (й =г 1,38)1 в охлаждаемые эфирные растворы 1,3-дикетонож Таким способом получены димерные нитрозопроизводные дибензоилметана, п-анизоия^ бензоилметана и бензоилацетона. • $
Несколько иначе реагируют с питрозпыми газами tz-замещенные ацетоуксусаЖ эфиры с хотя бы одним атомом водорода в a-положении. При пропускании нитрозны^
[244] [245
246
247
248
249
250
251
[252]
С. S. С о е, Th. F. Doumani, J. Am. Chern. Soc., 70, 1516 (1948).
J. Thiele, Ber., 33, 666 (1900).
C. F. К о e 1 s c h, J. Org. Chern., 26, 1291 (1961).
E. V. L у n n, H. L. А г k 1 e y, J. Am. Cnem., Soc., 45, 1045 (1923).
M. A, Naylor, A. W. Anderson, J. Org. Chern., 18, 115 (1953).
E. Muller, H. Metzger et al., Angew. Chem., 71, 229 (1959).
А. В a e у e r, Ber., 28, 639, 1586 (1895); 29, 1078 (1896).
W. Djeckmann, Ber., 33, 590, 594 (1900); W. D ie с k ma n n, A. GrW eneveld, Ber., 33, 604 (1900).£
H. Wieland, S. Bloch, Ber., 37, 1524 (1904).(
1
газов в такие эфиры без растворителей одновременно с введением нитрозогрупт рпдро.итпсскн отщепляется ацетильный остаток [253]. Из а-мстил-, а-этил- и а-бутц ацетоуксусного эфира этим способом получены синие мономерные а-нитрозопроизво пые пропионовой, масляной и капроновой кислот:
СДЬСО—CR—COORСН3СО—CR—COOR —*- HCR—COOR
III'
нNONO
где R^-CHoj —C2II5; —CIbCOOR; —CaII9; — CH(COCH3)COOR.
Примеры такой реакции см. [254, 255].
В аналогичных условиях эфиры а-нитрокислот жирного ряда не образуй inn ризосоедипепий, подобных псевдонитролам; происходит отщепление питрогрупс с образованием эфиров нитрозокислот жирного ряда [255] (ср. [145, 256]). При нитр зировантт а-метилбензоилуксусного эфира можно избежать гидролиза и подучи? а-нптрозо-сс-метилбензоплуксусный эфир [257].
Кроме упоминавшегося выше метода фотонитрозирования [247 — 249], друп способы получения нитрозоуглеводородов прямым нитрозпрованием нензвестн] Такие соединения получают окислением других азотсодержащих производнь (стр. 535), фотохимическим или термическим разложением алкилцитритов .[258 пли окислительным расщеплением оксазиранов [259].
Питрозирование ароматических соединений
Нитрозирование фенолов и третичных аминов. Самые стабильные иитрозосоед,: нения относятся к ароматическому ряду. Легче всего протекает С-питрозировап» фенолов и третичных аминов, не имеющих заместителей в пара-положении. Произво, ные бензола питрозируются почти исключительно [260] в пара-положение к окси- на: аминогруппе. В ряду нафталина реакция протекает иногда неоднозначно. В то врек- как из р-нафтола почти количественно получается а-нитрозо-р-пафтол [261], 1 а-иафтола образуется смесь примерно равных количеств 2- и 4-нитрозонафтола-1 [262 В качестве нитрозирующего агента чаще всего применяют азотистую нислот; Нитрозируемые фенолы обычно растворяют в щелочи, приливают водный растве NaNO2 и выделяют азотистую кислоту, приливая по каплям разбавленную минерал: ную кислоту. Третичные амины растворяют в избытке минеральной кислоты и npj бавляют по каплям рассчитанное но реакции количество раствора NaNOa. Температур реакции при этом не должна превышать 10° С.
Нитрозофенол (классический способ) [263]. Растворяют в 1500 мл вод 60 г фенола, 27 г NaOH и 54 г NaNOB и при охлаждении до 7—8° С к этому ра.< твору прибавляют постепенно смесь 150 г концентрированной Н2804и400лл водх Через 2 ч выделившийся нитрозофенол отфильтровывают, промывают холодне водой и растворяют его в эфире. Раствор встряхивают при комнатной температур с активным углем, который отделяют из фильтрата после испарения эфир< Получают п питрозофенол в виде желтоватых игл; выход 80% От теоретического
J. Schmidt, К. Th. Widmann, Вег., 42, 497, 1886 (1909).
J. Schmidt, Л. Н a i d, Ann., 377, 23 (1910).
J. Schmidt, H. D i e t e г 1 e, Ann., 377, 30 (1910).
N. К о r n Ыu m, R. K. Black wood, D. D. M о о b e г г у, J. Am. Chem. Soc., 78, 1501 (1956).
J. S c h m i d t, E. A e с k e г 1 e, Ann., 398, 251 (1913).
B. G. G 0 w en 1 о c k et al., J. Chem. Soc., 1955, 4190; 1956, 1670; 196l 2222.
W. D. E m m 0 n s, J. Am, Chem. Soc., 79, 6522 (1957).
St. Veibel, Ber., 63, 1577 (1930).
C. S. Marvel, P. K. Porter, Org. Synth., 2, 61 (1922).
] R. H e n г i q u e s, M. I 1 i n s k i, Ber., 18, 704 (1885). .'
J. L. Bridge, Ann., 277, 85 (1893).
т. пл. 125° С (разл.). Для очистки можно провести перекристаллизацию из беям зола или толуола.,О|
Иногда удобнее проводить реакцию в спиртовом растворе, например ллй| получения нптрозотичола.^
СН34
/WNOя
СН(СН8)2Д
Нитрозотимол [264]. К раствору 100 г тимола в смеси 500 мл 95%-дод| спирта и 500 мл концентрированной соляной кислоты при 0° С медленно при вляют небольшими порциями 72 г NaNO2, осаждают неочищенный прод большим количеством воды и перекристаллизовывают из бензола; выход 87 т. пл. 160—164° С.■ ?
Из многоатомных фенолов можно получать динитрозосоединения. 4-Нитрс резорцин был получен в виде калиевой соли приливанием по каплям амилнитр к охлажденному раствору резорцина и КОН в абсолютном спирте; в то же врй резорцин в кислом растворе легко динитрозируется азотистой кислотой в 2,4-пола ния [265, 266]. Следует отметить, что при синтезе тринитрозофлороглюцина произое взрыв |266а|. • J
Заместители в орто- или мета-положении не мешают реакции нитрозирован Так, из о- и ле-крезола получают 5- или 6-нитрозопроизводные [267]. Фенолы-, а* щенные в пара-положение, пе реагируют в этих условиях или вступают в иные реакЦ Например, n-крезол нитруется азотистой кислотой в орто-положение к гидроксилу группе [267]. .
Нитрозофенолы часто синтезируют также из п-нитрозодиалкиланилинов гид литическим отщеплением аминогруппы. Для проведения этой реакции, используй главным образом в синтезе вторичных аминов, n-нитрозодиалкиланилины кише с водными растворами щелочей [268] или действуют на них растворами бисулы та [269]. .
Нитрозо- и оксигрунпы можно одновременно вводить в орто-положение Д] к другу по реакции Баудиша [270]. При этом в результате окисления гидроксилаьА или восстановления азотистой кислоты образуются радикалы NOH, которые в Н сутствии окислителя и солей меди в качестве катализатора атакуют ароматичен ядро. Выходы целевых продуктов по этой реакции обычно не очень высоки, но nui чение о-нитрозофеполов другими способами чаще всего также сопряжено с значите ними трудностями. Кронхейм J271], используя реакцию Баудиша, синтезирЫ более 50 моно- и дизамещеиных о-нятрозофенолов. ''^
] Е. Kremers, N. Wakeman, R. М. Hixon, Org. Synth., : 92 (1926).
F. H о nr i ch, Ber., 35, 4191 (f902).'j
W. R. Orndorff, M. L. Nichols, J. Am. Chern. Soc., 45, 1536 (192 266a] H.-E. Freund, Angew. Chem., 73, 433 (1961).J
II. H. Hodgson, E. А. С. С г о u c h, J. Chem. Soc., 1943, 221.;;$
А. В a e у e r, H. Caro, Ber., 7, 963 (1874).J
Герм- пат. 74628- Frdl.. 3, 957 (1890—1894); J. v. Braun, K. Heid«
E. Muller, Ber., 51, 737 (1918); R. M u n c h, G. T. T h a n n h a usd D. L. С о 111 e, J Am Chem. Soc., 68, 1297 (1946); W. R. Boon, J.
1947, 307.Ji
О. В a и d i s ch, Naturwiss., 27, 768 (1939); Science [New York], 92, 336 (194 C., 1941, I 2100; О. В a и d i з c h, Sch. H. Smith, Naturwiss., 27, * (1939); О. В a и d i sc h, J. Am. Chem. Soc., 63, 622 (1941); O. Bandied Arch. Biocherd., 5, 401 (1944); C. A., 40, 5323 (1946).
G. Cronheim, J. Org. Chem., 12, 1, 7, 20 (1947). •Я
Ил третичных ароматических аминов удается нитрозировать диметиланиле диатил- и дипропиланилин; дибутил- и диизоамиланилин иитрозированию не п< даются [272].
Хороший метод нитрозирования диметиланилина см. [273, 274].
Значительное влияние на выход нитрозопроизводных третичных ами^ оказывает количество нитрита, которое должно быть равно теоретическому д лишь незначительно превышать его. Кроме того, выбирают такую концентращ минеральной кислоты, чтобы растворимость образующегося нитрозопроизводна в реакционной массе была минимальной, в противном случае могут протека нежелательные побочные реакции, например отщепление N-алкильных гру с последующим N-питрозировапием или нитрованием в ядро [274, 275]. Hhtj ванне в ядро происходит также при попытке нитрозировать п-замещенн амины [169—172, 276] (ср. также стр. 388). Иногда п-нитрозирование затрз нпется заместителями в орто-положении к атому азота. Известны также mhoi численные другие исключения [277, 278].
Нитрозирование вторичных аминов. С-Нитрозопроизводные вторичных ароая тических аминов могут быть получены при помощи так называемой перегруттирод) Фишера — ^еппа [279] действием галогеноводорода на соответствующие N-интрс амины. В этом случае происходит отщепление N-нитрозогрупны в виде нитроаилгал генида, который затем нитрозирует вторичный амин в ядро (280]. Обычно превращев: достигается при стоянии вещества в спиртовом растворе хлористого [279] или бром стого [281] водорода при комнатной температуре; при этом из раствора через иекох рое время выделяются желтые или оранжевые кристаллы гидрогалогенидов С-нитр зопроизводных. В качестве катализаторов перегруппировки иногда применяет, также концентрированная водная соляная кислота [277, 282] или раствор хлористо водорода в ледяной уксусной кислоте [283].•
Эта реакция протекает не только с простыми Н-нитрозо-Жалкиланилниа» (279, 284], но и с замещенными производными анилина со свободным пара-полож лшем,. такими, как Х-нитрозо-Х-этил-о-толуидин[279|, N-нитрозо-ж-хлор- и N-нитроз z -ч-бром-Х-метиланилин [286] или Х-нитрозо-Х-Метилавтраниловая кислота [277,^87 С-Нитрозопроиэводное этой кислоты может быть омылено до нитрозосалицилов< кислоты [288]. О перегруппировке производных а- и В-нафтиламина см. [281, 28 285, 289].•
4-Нитроао-Х-этил-а-нафтиламин с выходом 73% от теоретического получ« также прямым нитрозированием вторичного амина [290] (см. ниже).'
[272[ [273] [274] [275] [2761 [277][278][279] [280281 282 283 284 285 286[287][288][289] [290][272[ [273] [274] [275] [2761 [277][278][279] [280281 282 283 284 285 286[287][288][289] [290]Р. К а г г е г, Вег., 48, 1398 (1915).
[272[ [273] [274] [275] [2761 [277]
[278]
[279] [280
281 282 283 284 285 286
[287]
[288]
[289] [290]
[272[ [273] [274] [275] [2761 [277]
[278]
[279] [280
281 282 283 284 285 286
[287]
[288]
[289] [290]
G. М. В е n n е t t, Е. V. Bel], Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 223.
II. H. H о d g a о n, D. E. N i c h о I s о n, J. Chern. Soc., 1941, 470.
W. G. Macmillan, Th. H. Reade, J. Chern. Soc., 1929, 2863.
H. H. Hodgson,!. H. Crook, J. Chern. Soc., 1936, 1500.
J. Houben, Ber., 42, 3188 (1909).
J. v. Braun, Z. Arkuszewski, Z. Kohler, Ber., 51, 2? (1918).
O. Fischer, E. Hepp, Ber., 19, 2991 (1886).•
P. W. Neber, H^ Rauscher, Ann., 550, 18 2 (1942).
O. Fischer, E. Hepp, Ber., 20, 1247 (1887).'
J. Houben, Ber., 46, 3984 (1913).
J. II о u h e n, W. Brassert, Ber., 40, 4740 (1907).
L. Wacker, Ann., 243, 290 (1888).
E. Kock, Ann., 243, 307 (1888).'-
M. Ikuta, Ann., 243, 272 (1888).
J. Honben,E.Kellner,Ber., 42, 2757 (1909);J.Hou he»
G. Schreiber, Ber., 53, 2352 (1920).
J. Houben,E.Kellner, Ber., 42, 2757 (1909);J.H о u b e t
G. Schreiber, Ber., 53, 2352 (1920).
O. F i s c h e r, E. H e p p, Ber., 20, 2471 (1887)..•
L. Blangey, Helv. chim.^acta, 211 1579 (1938).
Нптрозпровапис первичных аминов. Вланги [290] удалось осуществить прямое С-нитрозирование первичных аминов добавлением амина к охлаждаемому льдом раствору Na.NOo в концентрированной H2SO4 без доступа влаги. В качестве продуктов реакции, осаждаемых ледяной водой поило израсходования всей азотистой кислоты, всегда образовывались п-нитрозамины. Так были получены 4-иптрозопроизводные а-нафтилампна и его 2-,6-,7-и 8-моносульфокислот, а в бензольном ряду — нитрозо* производные .н-анизидина, л-толуидина и аналогичных соединений. От нафтионовой.: кислоты отщепляется сульфогруппа и получается тот же продукт, что п из а-пафтил- ампна. О синтезе С-нитрозопроизводпых первичных аминов из нитрозофенолов су.' стр. 494. -
Азосочетаниед
Общие положения
Под азосочетанием [291] понимают все реакции катионов диазония с апионей идпыми реагентами, при которых происходит разряд ионов и получаются нейтральным молекулы:^
[Аг—N=N] + X- —► Ar—N—N—Xg
Строго говоря, к этому типу реакций относятся также перегруппировки солш диазопия с образованием диазотатов, наирнмер образование диазоциапидов из циавм дов диазония [2д2]. В зависимости от элемента, с которым сочетается терминальная (концевой) атом азота, образуя новую ковалентную связь, речь может идти и С-, 0^ N- или S-азонроизводных. Здесь рассматривается только получение С-азопроизводныО
В качестве диазокомпонепты применяются почти исключительно соли диазоним Поскольку из-за неустойчивости этих соединений проведение реакции в жесткий условиях (например, при повышенных температурах) большей частью исключается С-азосочетапие из-за относительно низкой электрофильности диазониевой групп удается осуществить лишь с особенно реакционноспособными компонентами, наирше используя соединения с активными метиленовыми группами, фенолы или аромат ческие амины.
Значительное влияние на протекание реакции сочетания оказывает таил природа диазокомпонепты. Диазонпевые соли с элекгроноакденторпыми заместцй лями легче вступают в реакцию сочетания и при более низких значениях pH, ^ соли с электронодонорными заместителями. Поданным Рааба [293], способность диад тированных анилинов к азосочетанию снижается в ряду: полипитроанилины, натр хлорапилины, хлорапилины, апилинсульфокислоты, анилин, апизидипы, амия фенолы. Чем сильнее активирована диазокомпопента электроноакцепторпыми.замест телями, тем меньше могут быть активированы азокомпононты в реакции сочетай» Так, например, диазотированный 2.4,6-трипптроапилин может вступать в реакци сочетания даже с мезитиленом, образуя ярко-краспый 2,4,6-тринпгробензолазОй зитилен [294, 295]. В тетразотиропанных диаминах диазогруппы чаще всего облада} разной реакционной способностью, чго позволяет проводить ступенчатое сочетание,} с различными аэокомпонентамп. ,у
-Монографии: К. Н о 1 z а с h, Die aromatischen Diazovcrbindungen, Ferdinai Enke, Stuttgart, 1947; К. H. Saunders, The Aromatic Diazo-CompOUO and their Technical Applications, 2 ed., Edward Arnold a. Co., London, 194 II. Zollinger, Chemie der Azofarhstoffe, Birkhauser Verlag, Basel — Stuf gart, 1958 (имеется русский перевод).
D. Anderson, R. J. W. L e Fevre, J. S a v a g e, J. Chem. S6< 1947, 445; N. Sheppard, G. В. В. M. Sutherland, J. Chem.
453; D. Anderson, M. E. В e d w e 1 1, R. J. W. Le Fevr* J. Chem. Roc., 1947, 457.
H. R a a b, в энциклопедии «Ullmanns Encyklopadie dec Tochniachen Chemw Bd. 4, 3 AufL, Munchen — Berlin, 1953, S. 76ff.■
К. H. Me y*e r, H. Tocbtermann, Ber., 54, 2283 (1921)...
L. F. F i c s e r. W. P, Campbell, J. Am. Chem. Soc., 60, 1142 (1938
К соединениям, которые могут служить компонентами при азосочетании, отн сятся главным образом те же соединения, которые вступают в реакцию прямого нитр зирования. Эта аналогия проходит еще дальше: подобно тому как алифатичесю нитрозопроизводные легко перегруппировываются в оксимы, продукты сочетавд с алифатическими компонентами легко претерпевают аналогичную перегруппиров! в гидразоны [296, 297]. Поэтому при сочетании с алифатическими азокомпоиентаь редко получаются истинные азопроизводные. Даже чисто ароматические азопроиаво вые иногда перегруппировываются в гидразоны; однако в атом случае, вероятц имеет место истинное таутомерное равновесие. Так, давно известно [298], что пр дукт сочетания диазобензола с а-нафтолом идентичен монофенилгидразону 1,4-нафт хинона. Изучая спектры поглощения, Кун и Бэр [299] показали, что преимуществе ное содержание в соединении азо- или гидразонной формы зависит от растворител Но такая таутомерия наблюдается нё во всех случаях: для о-, м- и п-оксиазобенаол< даже в растворах обнаружена только азо-форма [299].
Если принять для истинных азосоединений формулу производных диимид R—N=N—R, то можно ожидать наличия стереоизомерных форм; денствительн часто описывается превращение образующихся обычно трамс-изомеров в уис-форм- например под действием УФ-облучения [300—304].
Сочетание с соединениями, содержащими активные метиленовые * групп.
Сочетание соединений с активными метиленовыми группами (I) -с молярныь количествами солей арилдиазония обычно протекает гладко [296, 297], причем обр зуются соответствующие арилгидразояы (II); иногда в качестве побочного продукт получаются формазаны (III):
ХхХхХх',N=N-R
>СН2—> /СН—N=N—R —► >C=N-NH-R —> Х—сС
VVV^N—NH-R
Реакционная способность активной метиленовой группы в значительной степр^ определяется природой активирующих соседних групп X и Y, оказывающих сумма, • ное влияние. По данным Хюнига [305], встречающиеся обычно активирующие замеси тели располагаются в следующий ряд по убывающему активирующему действие
NO3>CnO>COCH3>CN>COOC2H6>CONH2>COOII>SO2CH3>CeH6
Из этого можно, например, сделать вывод, что ацетоуксусный зфир сочетаете легче, чем малоновый, а малоновый, в свою очередь, легче, чем малоновая кисло» или фснилуксусная кислота. Чем сильнее активирована метиленовая группа, т< ниже может быть значение pH реакционной среды. Обычно реакцию сочетания пр водят в водном или водно-спиртовом растворе при 0—10° С. Для понижения кисло ности в большинстве случаев достаточно прибавить большое количество ацетата натрид Слишком высокое значение pH, а также избыток диазосоединения способствует двоа ному сочетанию с образованием формазанов (стр. 403).
[296[297[298[299[300 [301[302[303][304][305][296[297[298[299[300 [301[302[303][304][305]См. также <<Оргапическпо реакции», сб. 10, Издативлит, 1963. — Прим. ред.
[296
[297
[298
[299
[300 [301
[302
[303]
[304]
[305]
[296
[297
[298
[299
[300 [301
[302
[303]
[304]
[305]
S. М. Parmenter, Org. Reactions, 10, 1 (1959).
R. R. Phillips, Org. Reactions, 10, 143 (1959).
Th. Z i n c k e, H. Bindewaid, Ber., 17, 3026 (1884).
R. Kuhn, F. В а г, Ann.., 516, 143,(1935).
G. S. Hartley, Nature (London), 140, 281 (1937); J. Chern. Soc., 1938, 63
A. H. Cook, J. Chem. Soc., 1938, 876.
Фенилгпдразон диметилового эфира мезоксалевой кислоты [306]. Прилипают раствор соли диазония, приготовленный из 12 г анилина, 36 г 30%-ной HCI, 150 г льда и воды и 10 г 98%-ного NaNO2, к охлажденному раствору 20 а дпметилового эфира малоновой кислоты в 100 г этилового спирта. После этого медленно до помутпепия добавляют концентрированный водный раствор ацетата натрия и оставляют раствор па 24 ч в холодильнике. Гидразон выделяется в кри^ сталлпческом виде; т. пл. 62° С (перекристаллизация из спирта). . ‘^
Соединения с активными метиленовыми группами, претерпевающие при нитро^ зировании из-за превращения в Оксимы далеко идущие структурные изменения^! например декарбоксилирование или отщепление ацила, подвергаются тем же превра^ щениям при азосочетаниях. Так, а-монозамещенные эфиры р-кетокислот, как и пш нитрозировании, отщепляют ацильную группу и превращаются в производные а-кеКН кислот* (реакция Джэппа — Клингемана [297, 307]):-у
R—СО—CR*—COOR’ —> R—СО—CR'—COOR' —> CR'—COOR'Ч
н•N=N-RN-NH-RJ
Например, сочетанием эфира циклопентанон-2-карбоновой-1 кислоты (I) с хлМ ридом бензолдиазопия и последующей обработкой щелочью получают фенилгидраащЙ а-кетоадипиновой кислоты (III) с выходом 73% от теоретического [308, 309]. Из этого же эфира при сочетании с солями диазония, полученными из н-питроанилинао 3,4,5-трииодапилина и 2,6-дииод-4-аминоапизола, удалось получить в виде промер жуточных неустойчивых кристаллических продуктов азопроизводные (II), которой все же переходили в гидразоны при нагревании или обработке разбавленными! щелочами [310]: .:^
COORCOORСООПД
Н2С—СИНаС—C-N=NK'Н,С—C-N-NHH'I
Н,С С-0 Н2С С=ОICC СООН• V
СН2СН2■ СИ,
Свободные Р-кетокислоты при сочетании большей частью декарбоксилируются **3
Например, при гочетАттни циклопентанон-2-карбоновой-1 кислоты с хлориде^ бензолдиазония получают [311] монофеинлгидразон циклопентандиона-1,2, а ИЖ ацетоуксусной кислоты — 1-фепилгидразои метилглиоксаля с выходом 80% от теорЙ тпческого [312]. Ч
В отдельных случаях удалось также провести сочетание алифатических угле?, водородов с диазопиевыми солями. Так, Мейер [313] получил кристаллические ааЙ производные из бутадиена и его гомологов. j
дующей ипдолизацией по реакции Э. Фишера позволило Абрамовичу и Шапиро^ разработать общий синтез триптаминов (J. Chern. Soc., 1956, 4589). — Прим. Р8^.дующей ипдолизацией по реакции Э. Фишера позволило Абрамовичу и Шапиро^ разработать общий синтез триптаминов (J. Chern. Soc., 1956, 4589). — Прим. Р8^.Эта реакция с успехом была использована В. В. Феофилактопым для синтез»! разнообразных а-аминокислот восстановлением указанных гидразонов цинком! в соляной кислоте [(ДАН, 24, 755 (1939); ЖОХ, 17, 993 (1947)]. — Прим. реЦ Сочетание солей арилдиазония с 2-кетопиперидин-З-карбоновой кислотой с цосле-т
дующей ипдолизацией по реакции Э. Фишера позволило Абрамовичу и Шапиро^ разработать общий синтез триптаминов (J. Chern. Soc., 1956, 4589). — Прим. Р8^.
дующей ипдолизацией по реакции Э. Фишера позволило Абрамовичу и Шапиро^ разработать общий синтез триптаминов (J. Chern. Soc., 1956, 4589). — Прим. Р8^.
[306] [307 [308 [309 [310 [311 [312 [313[306] [307 [308 [309 [310 [311 [312 [313С. Bulow, A. Ganghoder, Вег., 37, 4169 (1904).
[306] [307 [308 [309 [310 [311 [312 [313
[306] [307 [308 [309 [310 [311 [312 [313
R. Japp, F. Kllngemann, Вег., 20, 2942 (1887).
L. Kalb, F. Schweizer, G. S c h i m p f, Ber., 59, 18x58 (1926), R. P. L i n s t e a d, A. B.-L. Wang, J. Chern. Soc., 1937, 807.
L. Kalb, D. F. Schweizer, II. Zellner, Ber., 59, 1860 (1926), W. Dieckmann, Ann., 317, 63 (1901).
A. R с у nolds, J. A. Van Allan, Org. Synth., 32, 84 (1952).
К. H. M e у о r, Ber., 52. 1468 (1919).
Ф о рма j аны, Особое место среди продуктов сочетания солей диазо с соединениями, содержащими активные метиленовые группы, занимают формаа [296, 314], которые обычно готовят из гидразонов альдегидов. Соответственно эт способу получения их обычно рассматривают как соединения с одной азо- и од гидразонной группой у одного и того же атома углерода (соединение I или И), скольку все же все попытки получить пары изомеров, аналогичные (I) и (II), с раза ными арильными радикалами на концевых атомах азота закончились неудачей [3 их теперь болео справедливо оценивают [316] как резонансные гибриды (III):
Аг'—N =N.Ar'-NH-N.
>CR^CR
Ar—NH—N'Ат—N=NZ
III
~Ar'—N=N,Ar'—N—N>^
H ^CR <> H ^CR
_ Ar-N-N^Аг-^^n/
Поэтому независимо от порядка сочетания двух различных групп ArN2 с i тральным атомом углерода получаются идентичные продукты. Уже Пехман [Э в качестве продукта сочетания фенилгидразопа бензальдегида с хлоридом п-тод диазония получил тот же формазан, какой получается из n-толилгидразона бензе дегида и хлорида бензолдиазония (ср. [317]).
Со старой номенклатурой формазанов можно ознакомиться в работах [< 315. 318, 319], вопросы стереохимии см. [320, 321].
Сочетание гидразонов с солями диазония проводится чаще всего в слабощезс ной среде при температурах от 0 до 10° С. Лучше всего добавлять уже часта нейтрализованный ацетатомнатрияраствор солидиазония к спиртовому раствору г$ азопа, который также содержит ацетат натрия. Вместо ацетата натрия можно пре пять пиридин [322].
3-Этил-1,5-дифенилформазан [320]. Растворяют в 25 лм метилов спирта 3,2 г фепидгидразона пропионового альдегида и добавляют 7 г крист ЛЕгческого ацетата натрия в 35 .ил метилового спирта. После охлаждения до < проводят сочетание с раствором соли диазония, полученной из анилина (2 га липа -}-9 лл концентрированной НС1 + 2 лм воды и 2 а 80%-ного раств NaNOg + 3 .чл воды). Формазан, выделяющийся Сначала в виде красного мае Кристаллизуется через 14 ч.
Реакция сочетания обычно проходит с хорошими выходами, но иногда выхя неожиданно низки. Выходы снижаются, если в фенилгидразонах альдегидов имею электроноакцепторные заместители в мета- или пара-положении или если использую ароматические альдегиды с заместителями в тех же положениях ядра [3 • В случае применения фенилгидразопов с окси- или амидогруппами в ядре, а тад нафтилгидразонов [323] вместо взаимодействия диазокомпоненты с центральным 5 мом углерода может произойти ее сочетание с ароматическим ядром. По дане Псхмана [315], гидразоны типа R2N — N=CHR, т. е. не имеющие водор У атома азота в гидразонной группе, не способны Jk образованию формазаиов. Исх; из этого, Буш и Пфейффер [324] предположили, что па первой стадии синтеза форма»
314]315]316317318319320321322323132426*314]315]316317318319320321322323132426*Обзорная статья: A. W. Nincham, Chern. Rev., 55, 355 (1955).
314]
315]
316
317
318
319
320
321
322
323
1324
26*
314]
315]
316
317
318
319
320
321
322
323
1324
26*
Н. V. Pechmann, Вог., 27, 1679 (1894).
L. Н u n t е г, С. В. Roberts, J. Chern. Soc., 1941, 820, 823.
R. Kuhn, D. Jerchel, Ber., 74, 941 (1941).
v. Pechmann. Ber., 25, 3175 (1892).
E. Bamberger, E. Wheelright, Ber., 25, 3201 (1892).
H a u s s e r, D. Jerchel, R. Kuhn, Chern. Ber., 82, 515 (1949).
R. К n h n, H. M. Weitz. Chern. Ber., 86, 1199 (1953).
N. Ashley, В. M. D a v i s et al., J. Chern. Soc., 1953, 3881.
I. H a u s s e r, D. Jerchel, R. Kuhn, Chern. Ber., 84, 651 (1951).
M. Busch, H. Pfeifer, Ber., 59, 1162 (1926).
в результате замещения водорода в гидразонной группе происходит образована тетразена. Установлено, что значение pH влияет иа направление реакции. Так, и фенилгидразона бензальдегида и хлорида бензолдиазония при pH > 9 получаете формазан, при pH 4—8 — тетразен, а при pH 3 — n-бензолазофенилгидразон бен! альдегида [325].
Иногда нет необходимости предварительно специально получать гидразона 'так как последние сами могут образоваться в результате реакции сочетания. Многс численные соединения с активными метиленовыми группами могут реагироват о 2 моль соли диазония, давая сразу формазаны. Например, этим путем при обработа пировиноградной кислоты раствором КОН и хлорида бензолдиазония может быт получен 3-оксалил-1,5-дифенилформазан (формазилглиоксалевая кислота) с выхе дом до 94% от теоретического [326]. Часто при таких реакциях происходит отще нление ацильных групп (СН3С0— или —СООН) [318, 319, 327]. Так, ацетоуксуенм эфир почти количественно переходит в 3-карбэтокси-1,5-дифевилформазан [319, 327] а этилмалоновая кислота — в З-этил-f ,5-дифенилформааан [328].
В некоторых случаях, например при получении формазае CeH5—NH—N=CH—N=N— CeHs из малоновой кислоты [328], удобнее вводит 1 моль диазосоединения, так как иначе легко протекает тройное сочетание с об разованием бензолазоформазанов.■
В сильнощелочных растворах формазаны с подвижными заместителями, кая например, — СООН, —СОСН9, —C0C00H, могут сочетаться еще с третьей диазоком понентой в положение 3, .отщепляя эти заместители и образуя так называемы 3-бензолазоформазаны. З-Бензолазо-1,5-дифенилформазан
N—NH-Ar
Ar-N=N-C<
\N=N-Ar
в частности, получают в качестве конечного продукта при исчерпывающем соча танин с диазосоединением ацетона [3191, ацетальдегида [319, 326, 329}, пировинб градной кислоты [319, 326], ацетоуксусной кислоты [319, 327], малоновой кислой [318], ацетондикарбоновой кислоты [318] и др. ;■
Азосочетание с ароматическими компонентами
Гораздо большее значение имеет азосочетание с ароматическими, а такяй с гетероциклическими компонентами, прежде всего для получения красителей [330]. Кроме того, талое сочетание имеет препаративное значение для синтеза первичны), аминов, которые могут быть получены из азосоединений восстановительным расщепи® нием (стр. 529).
Реакция азосочетания сильно зависит от pH среды. Легко протекающие азос» четания проводят при более низких pH, чем сочетания." протеиающие с трудоад Для фенолов область сочетания лежит в пределах pH 5—9, для аминов—приблизителый 3,5—7; на область оптимальных значений pH оказывают влияние и заместителе диазо- и азокомпоиентов. О том, что диазосоединения с электроноакцепторныЕв! заместителями, к которым следует отнести и тетразосоединеиия, сочетаются легче при более низких значениях pH, упоминалось уже ранее.. В азокомпоненте (амиг^ фенол) электроноакцепторные заместители (—NOa,—СООН,—С1,—SOaH) понижаем способность к сочетанию, электронодонорные заместители (СН3, —ОН, —NH2) повей тают ее. Чем менее активна азокомпонента, тем обычно уже область pH, в кя торой реакция протекает успешно. '^
Н. Hauptmann A. Cid de Mello Perisse, Chem. Вег., 89j 1081 (1956).’<
E. В a m b er ger, J. M u 1 1 e r, J. prakt. Chem. [2], 64, 199 (1901).
E. Bamberger E. W. W h e e 1 w г i g h t, J. prakt. Chem. [2], 65j 123 (1902).
Th. K. Walker J. Chem. Soc„ 124, 2775 (1923).
E. Bamberger, J. Mii 11 e r, Ber., 27, 147 (1894).
Г. Э. Фнрц-Давид, Л. Б л а н ж e й, Основные процессы производств» органических красок, пер. с нем., Издатинлпт, 1957.
Фенолы. В ряду бензола азогруппа вступает почти исключительно в пат положение к оксигруппе. Незначительное количество образующегося орто-прое водного иногда удаетси отделить перегонкой с водяным паром [331]. Если в пара-1 ложении есть заместитель, то сочетание проходит в орто-положение, как, наприме в случае п-хлорфенола [332] или п-крезола [333]; но если и в орто-положениях им ются заместители, то сочетание ие происходит или оно протенает с Отщеплена блокирующего заместителя, как, например, при сочетании с л-окенбензойной нисдо^. [33-4]; в таком случае может произойти также и О-азосочетание, например с 2,4 триметилфенолом [335]. Достаточно активные азокомпоненты могут сочетать с избытком диазопроизводного дважды (в 2,4-положения) или даже трижды (в 2,4 положения). Трехкратное сочетание в одно ядро, например образование 2,4,6-mpi (бензолазо)-фенола [336] или 2,4,6-трис-(бензолазо)-резорцина [337], идет обыч с плохими выходами.
«-Нафтол сочетается легче, чем 0-изомер и преимущественно в положений иногда менее активные диазониевые соли вступают сначала в положение 2. Для разд ления 2-и 4-азоизомеров смесь обрабатывают разбавленными щелочами, растворяющая преимущественно 4-азопроизводиое. 0-Нафтол и его производные сочетают исключительно в «-положение, в неиоторых случаях даже с вытеснением заместид лей, таких, как —СООН [338], ио не —СН8 [339]. Сульфокислоты а-нафТола в зав симости от местонахождения сульфогруппы сочетаются в обложения 2 или 4. Орто- пара-днфенолы, аминофенолы.-и диамины легко окисляются дназономпонентой до х нонов. Простые эфиры фенолов сочетаются с бблыпим трудом и обычно толы с особенно реакционноспособными диазокомполентами; в качестве растворителя дл этого с успехом применяют ледяную уксусную кислоту [340].
Для проведения сочетания растворимые в воде фенолы и фенолсульф кислоты растворяют в растворе NaaCOs, труднорастворнмые — в эквивалентне количестве раствора NaOH с добавкой Na8OOg. Соду добавляют в таком колид стве, чтобы ее было достаточно для связывания всей кислоты в растворе дияд пневого соединения и превращения в бинарбонат. Затем медленно и при хорош< перемешивании пркливают кислый раствор диазониевого соединения к щело ному раствору азокомпоиенты. Если сочетание протекает быстро, то реакца можно вести без особых предосторожностей при комнатной температуре. П$ работе с медленно сочетающимися реагентами лучше, во избежание разложен® диаэосоединения, охлаждать смесь льдом и защищать реакционную массу < прямого воздействия яркого света. Реакция считается закоиченной, кргх нанесенная на фильтровальную бумагу проба не образует нового краситеаз с водным раствором особо активной азокомпоненты, например R-соли или | нафтолята натрия. При проведении реакции с диазосоединенинми, которые уж в содовом растворе легко перегруппировываются в дназотаты (например, , и п-нитродиазобанзол), вместо соды лучше употреблять ацетат натрия, СаСС или пирндни.
Амины. При взаимодействии первичных или вторичных ароматических амх нов с солями дназовия наряду с сочетанием в ароматическое ядро или даже вмесд
[331[331[332[332[333[33313341334[335[335[336][336][337][338][339][337][338][339][340][340]Е. Bamberger, Вег., 33, 3188 (1900).М. Krause, Вег., 32, 124 (1899).Е. Nolting, О. Kohn, Вег., 17, 351 (1884).St. V. Kostanecki, J. D, Zibell, Ber., 24, 1695 (1891).0. Dimroth, H. Leichtlin, O. Friedemann, Ber., 50, 153 (1917).Ё. Grandmongin, H. Freimann, Ber., 40, 2662 (1907); J. praki Chem. [2], 78, 384 (1908).W. R. Orndorff, B. J. Ray, Ber., 40, 3211 (1907).R. Nietzki, A. L. Guiterman, Ber., 20, 1274 (1887).K. Fries, E, Huhner, Ber., 39, 435 (1906).К. H. M e у e r, S. Lennard t, Ann., 398, 74 (1913); К. H. M e_y e в A. I rsc h i ck, H. Schlosser, Ber., 47, f741 (1914); K. v. Auwer 5 F. Michaelis, Ber., 47, 1275 (1914); K. v. Auwe г s, E. В о rsche Ber., 48, 1716 (1915); J. F. Bunnet, d. В. H 0 e y, J. Am. Chem. Soc., 8C 3142 (1958).Е. Bamberger, Вег., 33, 3188 (1900).М. Krause, Вег., 32, 124 (1899).Е. Nolting, О. Kohn, Вег., 17, 351 (1884).St. V. Kostanecki, J. D, Zibell, Ber., 24, 1695 (1891).0. Dimroth, H. Leichtlin, O. Friedemann, Ber., 50, 153 (1917).Ё. Grandmongin, H. Freimann, Ber., 40, 2662 (1907); J. praki Chem. [2], 78, 384 (1908).W. R. Orndorff, B. J. Ray, Ber., 40, 3211 (1907).R. Nietzki, A. L. Guiterman, Ber., 20, 1274 (1887).K. Fries, E, Huhner, Ber., 39, 435 (1906).К. H. M e у e r, S. Lennard t, Ann., 398, 74 (1913); К. H. M e_y e в A. I rsc h i ck, H. Schlosser, Ber., 47, f741 (1914); K. v. Auwer 5 F. Michaelis, Ber., 47, 1275 (1914); K. v. Auwe г s, E. В о rsche Ber., 48, 1716 (1915); J. F. Bunnet, d. В. H 0 e y, J. Am. Chem. Soc., 8C 3142 (1958).
[331
[331
[332
[332
[333
[333
1334
1334
[335
[335
[336]
[336]
[337]
[338]
[339]
[337]
[338]
[339]
[340]
[340]
Е. Bamberger, Вег., 33, 3188 (1900).
М. Krause, Вег., 32, 124 (1899).
Е. Nolting, О. Kohn, Вег., 17, 351 (1884).
St. V. Kostanecki, J. D, Zibell, Ber., 24, 1695 (1891).
0. Dimroth, H. Leichtlin, O. Friedemann, Ber., 50, 153 (1917).
Ё. Grandmongin, H. Freimann, Ber., 40, 2662 (1907); J. praki Chem. [2], 78, 384 (1908).
W. R. Orndorff, B. J. Ray, Ber., 40, 3211 (1907).
R. Nietzki, A. L. Guiterman, Ber., 20, 1274 (1887).
K. Fries, E, Huhner, Ber., 39, 435 (1906).
К. H. M e у e r, S. Lennard t, Ann., 398, 74 (1913); К. H. M e_y e в A. I rsc h i ck, H. Schlosser, Ber., 47, f741 (1914); K. v. Auwer 5 F. Michaelis, Ber., 47, 1275 (1914); K. v. Auwe г s, E. В о rsche Ber., 48, 1716 (1915); J. F. Bunnet, d. В. H 0 e y, J. Am. Chem. Soc., 8C 3142 (1958).
Е. Bamberger, Вег., 33, 3188 (1900).
М. Krause, Вег., 32, 124 (1899).
Е. Nolting, О. Kohn, Вег., 17, 351 (1884).
St. V. Kostanecki, J. D, Zibell, Ber., 24, 1695 (1891).
0. Dimroth, H. Leichtlin, O. Friedemann, Ber., 50, 153 (1917).
Ё. Grandmongin, H. Freimann, Ber., 40, 2662 (1907); J. praki Chem. [2], 78, 384 (1908).
W. R. Orndorff, B. J. Ray, Ber., 40, 3211 (1907).
R. Nietzki, A. L. Guiterman, Ber., 20, 1274 (1887).
K. Fries, E, Huhner, Ber., 39, 435 (1906).
К. H. M e у e r, S. Lennard t, Ann., 398, 74 (1913); К. H. M e_y e в A. I rsc h i ck, H. Schlosser, Ber., 47, f741 (1914); K. v. Auwer 5 F. Michaelis, Ber., 47, 1275 (1914); K. v. Auwe г s, E. В о rsche Ber., 48, 1716 (1915); J. F. Bunnet, d. В. H 0 e y, J. Am. Chem. Soc., 8C 3142 (1958).
такого сочетания может протекать N-азосочетание с образованием триазенов [341]. Но с повышением кислотности среды эта реакция затрудняется. Соответственно этому из активных диазокомпонент, и особенно реакционноспособных аминов, сочетающихся уже в кислой среде, получаются сразу й-аминоазопроизводные [342]. Тенденции к образованию триазепов снижается в 'следующей последовательности; янил™,' o-толуидии, лс-толуидин, крезидин, 2,5-диметоксианилин [293]. В обычных условиях и-ксилидин, крезидин, 2,5-диметоксианилин, а также а- и р-нафтиламин сочетаются почти всегда с образованием аминоазосоединений. Даже при проведении реакции с анилином можно в соответствующих условиях, например в растворе муравьиной кислоты, почти полностью подавить образование триазена [342].
Уже образовавшийся триазен в большинстве случаев превращается в аминоазопроизводное при умеренном нагревании с разбавленными кислотами/ Более гладко протекает превращение при нагревании триазена с применявшимся для сочетания амином и небольшим количеством гидрохлорида этого амина [343]. Катализируемое кислотами превращение триазенов протекает с промежуточным повторным образованием соли диазония и амина [344, 345]. Если пере^ группировку триазена ведут в присутствии другого амина, легче вступающего в реакцию сочетания, образующаяся диазокомпонента предпочтительно взаимодействует с последним: например, из азоаминобензола и диметилаинлина подучается п-диметиламиноазобензол [343]. :■<
Образование триазена можно полностью предотвратить, есни вместо свободных, аминов применять их N-метил-ш-сульфокислоты, которые легко получаются из амина и бисульфитного соединении формальдегида [346] ;
ArNH2 + HCHO+NaHSO3 —>ArNH-CH2—SO3Na + H2O ‘\
и после сочетания омылять сульфометильный остаток [347].
В то же время ацилирование амина в большинстве случаев препятствует сочег танию; правда, некоторые амины являются исключением, например ??-ацета№ и N-бензоил-а-нафтиламин [348], N-товил-а- и К-тозил-^-нафтиламин [349].
Первичные амины сочетаются медленнее, чем соответствующие фенолы. N-3a- местители значительно увеличивают способпость амина к сочетанию. Так, напрнмю, скорость сочетания ’диметиланилина и дифениламина заметно больше скорост# сочетания анилина. Описан ряд примеров сочетании с N-диалкиланилинами [350, 351]* Пара-замещенные производные анилина могут сочетаться также в орто-положенив к аминогруппе, хотя склонность к такого рода реакции не очень велика. Например димстил-п-толуидин и л-бромдиметиланилин не реагируют с диазотИровДннОТ сульфаниловой кислотой, тогда как n-диметиламинобензойная кислота вступав® в реакцию с отщеплением СО2, образуя п-дпметиламиноазобензол-п'-сульфокислрта (гелиаитин) [352]. сс-Нафгиламин [353] сочетается обычно в положение 4, но реакций может проходить и в положение 2, р-Нафтиламин сочетается исключительЯЙ в «-положение, причем, как и в р-нафтоле, заместители в a-положении могут вытеснять^
О структуре и таутомерии ароматических триазенов см.: Т. W. Campbell®
В. F. D а у, Chern. Rev., 48, 299 (1951).,й
К. Н. Меуег, Вег., 54, 2265 (1921).«
Е. Rosenhauer, Н. Unger, Вег., 61, 392 (1928). [344] Н. V. Kidd, J. Org. Chern., 2, 198 (1938).Й
О. Wallach, Ann., 235, 233 (1886).J
А. Е i Ь п ег, Ann., 316, 89 (1901); Н. Bucherer, A. Schwalbe,
2796 (1906).1
Герм. пат. 131860; FrdL, 6, 872 (1900—1902).3
W. Konig, Е. Kohler, Вег., 54, 981 (1921).!Л
О. N. Witt, G. Schmitt, Вег., 27, 2370 (1894); W. Konig, Е. КоУ
1 е г, Вег., 55, 2139 (1922).
К. II о 1 z а с h, A. Simon, Вег., 75, 166 (1942).
Е. Philippi G. Ulmer-Plenk Вег., 74, 1529 (1941).д
W. S с h а г * i n, К а 1j а п о v, Вег., 41, 2056 (1908).1
Н. S. Turner, J. Chern. Soc., 1949, 2282.‘Я
ся азогруппой. О месте вступления азогруппы в ариламипосульфокислоты, име щие важное техническое значение, см. [293].
Нерастворимые в воде амины растворяют в разбавленных кислотах ц необходимости также в метиловом или этиловом спирте, ацетоне или даже в щ ридине. В реакцию вводят не амипосульфокислоты, а их натриевые соли. Ес имеется опасность нежелательного многократного сочетания амина, мож в виде исключения прибавлять диазониевый раствор к раствору амина; в обц пых случаях применяется обратный порядок. Если реакция протекает слитк, медленпо, минеральную кислоту нейтрализуют ацетатом патрия или пострпянт прибавлением соды, причем нейтральная среда должна достигаться лишь к ко цу реакции. При сочетании тетразосоединений (например, из бензидина) с обр зованием смешанных бис-азосоединений следует избегать проведения реакц] в условиях, благоприятствующих образованию симметричного бис-азосоедиу ния. Для этого реакцию всегда проводят сначала с менее реакционноспособа< азокомпонентой, затем с более реакционноспособной и ведут сначала проце. при возможно минимальных значениях pH, Если в соединении одновремен] имеются амино-и оксигруппа, то место сочетания с диазокомпонентой в кислс растворе определяется аминогруппой, а в щелочном растворе — оксигруппо. Поэтому, например, при сочетании с имеющими промышленное значение амин: нафтолсульфокислотами требуется тщательный контроль значений pH. В такс случаях сначала проводят сочетание в кислых по индикатору конго раствора: а после вступления.в реакцию первого моля раствора соли диазония прибавили . соду для установления щелочной среды, а затем — вторую половину раствор соли диазония или другую диазокомпоненту.
Способ выделения продукта азосочетания в значительной мере завись от природы азосоединеиия. Кислые красители (сульфокислоты) часто высалх вают из растворов в виде натриевых солей добавлением большого количеств поваренной соли. Основные красители можно высаживать в виде гидрохлориде добавлением соляной кислоты и поваренной соли. Оксиазокрасители, обычв малорастворимы и выпадают непосредственно в процессе реакции.
Подробные прописи синтезов азокрасителей, имеющих промышление значение, см. [330].
Окислительное азосочетание
Азосоединеиия можно получать также окислительным азосочетанием. Это метод применяется главным образом для получения азосоединений гетероциклической' ряда, ибо вследствие неустойчивости соответствующих диазониевых соединений ом: не могут быть получены прямым сочетанием [354, 355]. Под так называемым окис лительным азосочетанием понимают окислительное взаимодействие гидразона сфенолами, ароматическими амилами или соединениями, содержащими активные мета леновые группы, с образованием продуктов, которые могут рассматриваться формальм как азосоединеиия и как азины. Ниже приведен пример такой реакции:
Обзорная статья: S. Н u n i g et al Angew. Chern., 70, 215 (1958); 74, 818 „(1962).
S, H и n i g, H. В a 11 it H. N 6 t h e г, II. Geiger, Ann., 628, 75 (1959)_
Применяемый для реакции гидразон должен иметь строение амидразона *j I<
(>>N—C=N—NH2) или его винильного аналога
(>N-(CH=CH)„-C=N-NH,)1
В качестве растворителя можно применять воду в смеси с метиловмм спим том, монометиловый эфир гликоля или диметилформамид, окислителем служ™ чаще всего KaFe(CN)e, но можно употреблять и Na8CrO„ У8О8, соли Си (И), Ее (Ии или Ag. Точно так же, как и при прямом азосочетании, и в этом случае решани^Д влияние оказывает значение pH. Сочетание с фенолами проводят в слабощелочцЗ| среде, амины сочетаются в разбавленных минеральных кислотах или с ацетатам! буфером.
Примером такого способа проведения синтеза является сочетание гщ азона М-метилбензтиазолона-2 с фенолами или с соединениями, содержащш активные метиленовые группы [356]. В смеси 50 лл воды, 50 лм метилового спил и 10 ла 25%-ного водного раствора NH4OH растворяют 22 ммоль KsFe(CN Одновременно готовят раствор 5 ммоль гидразона N-метилбенатиазолош и 5 ммоль азокомпоненты в 70 хл метилового спирта и 30 мл воды. К этому у твору в течение 2—5 мин при температуре 25—30° С, поддерживаемой охлащд нием, и перемешивании приливают раствор KsFe(CN)e. Сразу образуется крае тель. Через 15 мин добавляют 250 мл воды, отфильтровывают выпавший крас тель, промывают водой и сушат в вакууме над силикагелем. -, ■
Из 0-нафтола, например, получают таким образом 1,4 г (88% от теорб» веского) неочищенного (3-метилбензтиазолил)-£азиио-1-(2-кето-1,2-дигидр нафталина); т. пл. 237° С (после перекристаллизации из хлорбензола — тоню красные иглы; т. пл. 243—244° С).7
4. Прочие реакции
Введение аминогруппы
Прямое замещение водорода аминогруппой удается только в отдельных ос бых случаях, но тем не менее представляет значительный препаративный интвр< В качестве аминирующих агентов применяются амиды щелочных металл» гидроксиламин и N-галогевамины.д
Уже Закс [357] кашел, что определенные производные нафталина (нафтилам^ или нафтолы) при плавлении с амидом натрия аминируются в незамещенное кодЦ п редпочтительво в положение 5. Эта реакция имеет большее значение для пол чения аминосоедниений некоторых азотсодержащих гетероциклов [358, 359]. -
Наиболее известным примером является получение 2-аминопириднва ■! способу Чичибабина [360]. Пиридин нагревают с амидом натрия в толуоле Я ксилоле при температуре от 120 до 150° С. Особенно удобен в качестве реакдЮ иой среды диметиланилин [361]. При более высоких температурах (150—180® удается вводить еще одну аминогруппу и получать 2,6-диаминопиридин (вы^ 82—90% от теоретического). и даже 2,4,6-триамияопиридин [361]. С хороши выходами аминируются также гомологи пиридина, например а-пиколин [3® 362], и производные хн-иолияя [358]. Но выходы резко снижаются, если в^бС амида натрия применяют натриевые производные первичных или вторично аминов [363]. Обязательным условием гладкого протекания реакции являете
S. Hu nig, К. Н. Fritsch, Ann., 609, 143 (1957).
F. Sachs, Вег., 39, 3006 (1906).
Резюме в статье: М. Т. Leffler, Org. Reactions, 1, 91 (1942).
С. L. В е a s у, J. Org. Chern., 10, 141 (1945).
[360} А. Чич нб а б и н, О. Зейде, ЖРФХО, 46, 1216(1914): С„ 191 I, 1064.
[361[ Герм. пат. 663891; Frdh, 25, 357 (1942); С., 1938, И, 2843.4
Е. В. Р а г к е г, W. S h i v е, J. Аш. Chern. Soc., 69, 63 (1947).L
К. KovScs, T. V a j d a, Chern, a. Ind., 1959, 2591
использование чистого амида натрия. Наиболее удобные способы получек амида натрия см. [358, 364, 365]. О мерах предосторожности при работе с амид натрия см. [364, 366]. Для аминирования производных хинолина и изохинолд при комнатной температуре употребляли с большим успехом амид бария и калия в жидком аммиаке [367[.
Вместо амида натрия можно применять натриевые соли гидразина или неси метричного диметилгидразина; пиридин нагревают с такой солью в течение 8 ч в & водном гидразине. Кауфман и Шенек [368] получили сс-гидразинпиридины с выхода; около 40% от теоретического.
Ароматические нитропроизводные, которые можно сравнить по реакционв способности с производными пиридина, тоже могут иногда подвергаться прямо; аминированию. Из 1-нитронафталина и пиперидида натрия (амид натрия и пипериде удалось получить 4-пиперидил-1-нитронафталин [369]. Нитробензол образует с nj взводными щелочных металлов и карбазола [37О[ или дифениламина [371] соответ! вующие п-аминосоединения: М-(л-интрофенил)-карбазол (выход 70% от теоретическоз и n-нитротрифениламин (выход 45% от теоретического). Реакцию нитробензола с них ридидом лития см. [372].
Прямое аминирование ароматических нитросоединений часто удается такэ путем достаточно гладко протекающей конденсации с гидроксиламином в щелочи, растворе, причем обычно аминогруппа вступает в орто-или пара-положение к нитр группе. Наличие даже одной нитрогруппы в производных нафталина способству достаточной их активации; в бензольном ряду эта реакция протекает только с динитр производными. Из 2-нитронафталина получен 2-иитроиафтипамин-1 с выходом 80 от теоретического [373], из 1-иитронафталина — соответственно 4-иитроиафтиламив с выходом 60% от теоретического [374]. При аминировании производных хинола; аминогруппа также вступает в ядро, замещенное нитрогруппой.
5-Амино-6-нвггрохинолин [375]. Растворяют при нагревании 5 а 6-ннтр хииолииа и 6 г гидрохлорида гидроксиламина в 90 ял 96%-ного спирта. Для пол чения как можно более мелкого осадка труднорастворимого нитрохинолина ра твор охлаждают при интенсивном встряхивании. Затем при комнатной теме ратуре добавляют сразу 30 мл 20%-ного раствора КОН в метиловом спирп Выделяется КС1, а 6-нитрохинолии после непродолжительного встряхиванз переходит в раствор, окрашивая его в желтый цвет; температура при этом несколько минут повышается на 20° С. В скором времени начинается выделевс
Н. П е n е с к а, в книге Houhen-Weyl, Methoden dec organiscki Chemie, Bd. 8, 4 AufL, Stuttgart, 1952, S. 571—572; cp.: G. S p i в berg er, там же, Bd. 11/1, 1957. S. 74.
F. W. Bergstrom, Org. Syntn., Coll. v. 3, 1955, p. 778.
F. w. Bergstrom, W. C. Fern el ius, Cnem. Rev., 12, * (1933); 20, 413;(1937).
F. W. Bergstrom, J. Am. Chern. Soc., 56, 1748 (1934); Ann., 5t 34 (1935); J. Org.iChem., 2, 411 (1938); 3, 233, 424 (1939).
Th. К aufimann, W. Schoeneck, Angew. Chern., 71,- 285 (1955 Th. Kauffmann, 3. Hansen, Ch. К о seI, W. Schoeneck, Ant: 656, 103 (1962).
W. Bradley, R. Robinson, J. Chem. Soc., 1932, 1254»
G. d e Montmollin, M. de Montmoll in, Helv. chim. acta, 94 (1923).
F. W. Bergstrom, I. M. Grana г a, V. Erickson, 3. Org. Chem 7, 89 (1942).
R. Huisgen, H. R 1 s t, Ann., 594, 159 (1955).
I. Meisenheimer, E. Patzig Ber., o9, 2o33 (1906).
Ch. C. Price, S.-T. Voong, Org. Synth., Coll. v. 3. 1955,. p. 664.
R. Huisgen, Ann., 559, 142 (1948).
аминонитрохинолипа, причем раствор превращается в кашицу. Пчеле истряхи- вапия с 250 лы теплой воды, фильтрования и сушки получают 5,2 г (94% от теоретического) шелковистых желтых игл; т. нл. 272° С (из большого количества спирта). Желтый гидрохлорид плохо растворим в воде.
Проведено [376] прямое аминирование ароматических соединений, не содержащих нитрогрупп, гидроксиламин-о-сульфокислотой в присутствии A1CIS. Однако вследствие неоднозначного протекания этой реакции такой метод может представлять интерес лишь в особых случаях. Так, из толуола с выходом около 50% от теоретического получают смесь, состоящую главным образом из о- и п-толуидинов [377].
Методом внутримолекулярного аминирования является циклизация N-галоген- производвых вторичных алифатических аминов (реакция Гофмана — Леффлера) [377а]
СН8-СН2СП2-СН8
R-CH СН8 —R—с!н(!н2
\вг
I|
СНзСНз
Действуя концентрированной H3SO4 на N-бромметилбутиламик с последующей обработкой реакционной массы раствором щелоча, Леффлер [378] получил N-метил- пирролидии, а из N-бромпроизводиого 4-метиламиногептана по аналогичной реакции— Х-метил-2-пропилпирролидин [379].
N-Хлорзамещенные амины более пригодны для синтеза пирролидинов, чем соответствующие N-бромпроизводные. Таким путем замещенные пирролидины были получены с выходом до 75% от теоретического. Метод нашел применение также для получения бициклических третичных аминов [381—383] и N-дибромпроизводиых первичных аминов [384]. В результате двойного замыкания кольца из М-днбром-4- аминогентана синтезирован пирролизидии с выходом 35% от теоретического [3851. И в этом, как и в других случаях [363. 386, 387], лучшие выходы достигались ПРИ УФ-облучении реакционной массы.
В последнее время удалось также синтезировать циклические амипы из N-мопо- хлорпроизводных первичных аминов [387а]. Из бутиламина с выходом 70% от теоретического получен пирролидин, из к-амиламина с выходом 80% от теоретического — 2-метилпирролидин, а из 1-амино-н-гептана или 4-амино-н-гептана с выходами соответственно 50 и 70% от теоретического -- 2-к-пропилпирролидии [387а]. Механизм этой реакции см. [387].
[376][377][376][377][377а] [378][379 [380[381 [382[383[377а] [378][379 [380[381 [382[3831384]1384][385][385][386[[387][386[[387][387а][387а]R. N. Keller, Р. A. S. Smith, J. Am. Chem. Soc., 66, 1122 (1944); 68ь 899 (1946),'P. К ov a c i c, R. P. В eu net, J. Am. Chem. Soc., 83, 221 (1961); P. К о-; v a c i c, J. L- Foote, J. Am. Chem. Soc., 83, 743 (1961).?Обзорная статья: M. E. Wolff, Chem. Rev., 63, 55 (1963).K. Loffler, C. F г e у t a g, Ber., 42, 3427 (1909).K. Loffler, Ber., 43, 2035 (1910).G. H. Coleman, G. E. Goheen, J. Am. Chem. Soc., 60, 730 (1938). ' ;G. Menschikoff, Ber., 69, 1802 (1936).St. W a w z о n e k, P. J. T h e I e n, J. Am. Chem. Soc., 72, 2118 (1950). ' St. W a w z о n e k, M. F. Nelson jr., P. J. T h e I e n, J. Am. Chem.; Soc., 73, 2606 (1951).E. Schmitz, Angew. Chem., 73, 23 (1961).*E. Schmitz, D. Murawski, Chem. Ber., 93 , 754 (1960).6W. R. II с г t I e г, E. J. Corey, J. Org. Chem., 24, 572 (1959).'^St. W a w z о n c k, T. P. Culbertson, J. Am. Chem. Soc., 81, 3367 (1959).E. S c h m i t z, D. Murawski, Z. Naturforschung, 17b, 127 (1962).R. N. Keller, Р. A. S. Smith, J. Am. Chem. Soc., 66, 1122 (1944); 68ь 899 (1946),'P. К ov a c i c, R. P. В eu net, J. Am. Chem. Soc., 83, 221 (1961); P. К о-; v a c i c, J. L- Foote, J. Am. Chem. Soc., 83, 743 (1961).?Обзорная статья: M. E. Wolff, Chem. Rev., 63, 55 (1963).K. Loffler, C. F г e у t a g, Ber., 42, 3427 (1909).K. Loffler, Ber., 43, 2035 (1910).G. H. Coleman, G. E. Goheen, J. Am. Chem. Soc., 60, 730 (1938). ' ;G. Menschikoff, Ber., 69, 1802 (1936).St. W a w z о n e k, P. J. T h e I e n, J. Am. Chem. Soc., 72, 2118 (1950). ' St. W a w z о n e k, M. F. Nelson jr., P. J. T h e I e n, J. Am. Chem.; Soc., 73, 2606 (1951).E. Schmitz, Angew. Chem., 73, 23 (1961).*E. Schmitz, D. Murawski, Chem. Ber., 93 , 754 (1960).6W. R. II с г t I e г, E. J. Corey, J. Org. Chem., 24, 572 (1959).'^St. W a w z о n c k, T. P. Culbertson, J. Am. Chem. Soc., 81, 3367 (1959).E. S c h m i t z, D. Murawski, Z. Naturforschung, 17b, 127 (1962).
[376]
[377]
[376]
[377]
[377а] [378]
[379 [380
[381 [382
[383
[377а] [378]
[379 [380
[381 [382
[383
1384]
1384]
[385]
[385]
[386[[387]
[386[[387]
[387а]
[387а]
R. N. Keller, Р. A. S. Smith, J. Am. Chem. Soc., 66, 1122 (1944); 68ь 899 (1946),'
P. К ov a c i c, R. P. В eu net, J. Am. Chem. Soc., 83, 221 (1961); P. К о-; v a c i c, J. L- Foote, J. Am. Chem. Soc., 83, 743 (1961).?
Обзорная статья: M. E. Wolff, Chem. Rev., 63, 55 (1963).
K. Loffler, C. F г e у t a g, Ber., 42, 3427 (1909).
K. Loffler, Ber., 43, 2035 (1910).
G. H. Coleman, G. E. Goheen, J. Am. Chem. Soc., 60, 730 (1938). ' ;
G. Menschikoff, Ber., 69, 1802 (1936).
St. W a w z о n e k, P. J. T h e I e n, J. Am. Chem. Soc., 72, 2118 (1950). ' St. W a w z о n e k, M. F. Nelson jr., P. J. T h e I e n, J. Am. Chem.; Soc., 73, 2606 (1951).
E. Schmitz, Angew. Chem., 73, 23 (1961).*
E. Schmitz, D. Murawski, Chem. Ber., 93 , 754 (1960).6
W. R. II с г t I e г, E. J. Corey, J. Org. Chem., 24, 572 (1959).'^
St. W a w z о n c k, T. P. Culbertson, J. Am. Chem. Soc., 81, 3367 (1959).
E. S c h m i t z, D. Murawski, Z. Naturforschung, 17b, 127 (1962).
R. N. Keller, Р. A. S. Smith, J. Am. Chem. Soc., 66, 1122 (1944); 68ь 899 (1946),'
P. К ov a c i c, R. P. В eu net, J. Am. Chem. Soc., 83, 221 (1961); P. К о-; v a c i c, J. L- Foote, J. Am. Chem. Soc., 83, 743 (1961).?
Обзорная статья: M. E. Wolff, Chem. Rev., 63, 55 (1963).
K. Loffler, C. F г e у t a g, Ber., 42, 3427 (1909).
K. Loffler, Ber., 43, 2035 (1910).
G. H. Coleman, G. E. Goheen, J. Am. Chem. Soc., 60, 730 (1938). ' ;
G. Menschikoff, Ber., 69, 1802 (1936).
St. W a w z о n e k, P. J. T h e I e n, J. Am. Chem. Soc., 72, 2118 (1950). ' St. W a w z о n e k, M. F. Nelson jr., P. J. T h e I e n, J. Am. Chem.; Soc., 73, 2606 (1951).
E. Schmitz, Angew. Chem., 73, 23 (1961).*
E. Schmitz, D. Murawski, Chem. Ber., 93 , 754 (1960).6
W. R. II с г t I e г, E. J. Corey, J. Org. Chem., 24, 572 (1959).'^
St. W a w z о n c k, T. P. Culbertson, J. Am. Chem. Soc., 81, 3367 (1959).
E. S c h m i t z, D. Murawski, Z. Naturforschung, 17b, 127 (1962).
Следует упомянуть также о методе образования С—N-связей, сопровождающе ся циклизацией. Так, при действии на оксимы реактивами Гриньяра получают про® водные этпленимина (388, 389]:
С6Н6-С-СН(СНз)2 —(С6н6)2сС(СНа)зII\ /
NOHNH
Введение аммониевой группы
Примером реакции, при которой происходит замещение атома водорода аммои® вой группой, является образование пиридип-4-пиридиниевых солей из пириднз и тиоиилхлорида. Поскольку эти соли часто служат исходными продуктами для пол чсния других труднодоступных 4-замещенных производных пиридина [219], зде приводится получение гидрохлорида М-пиридил-4-пиридинийхлорида [219].
К-Пиридил-4-ниридинийхлорид. В трехгорлой колбе емкостью 1 л, снабже ной капельной воронкой, мешалкой с вращающимся шлифом и обрати® холодильником с хлоркальциевой трубкой, к 300 мл сухого пиридина nj интенсивном перемешивании прибавляют по каплям 900 г SOC12 (техническг продукт!). Охлаждая реакционный сосуд снаружи проточной водой и регулир} скорость приливания SOCla, легко удается поддерживать температуру реакц! около 20° С. После добавления всего SOC18 смесь оставляют на три дня nj комнатной температуре. Избыточный SOC18 удаляется при вакуумной перегони при которой температуру водяной бани постепенно повышают до 100° С И подце живают на этом уровне еще 2 ч после полной отгонки всего SOC18. Остающий< в колбе твердый продукт превращается после кипячения с 200 мл абсолютна: метилового спирта в однородную кристаллическую кашицу, которую пос. охлаждения до 0е С отфильтровывают на воронке Бюхнера. Промывают кро сталлы небольшим количеством спирта и сушат при 110° С; выход 260 з (60% < теоретического); т. пл. 145—148е С. Для дальнейшей очистки продукт раств ряют при нагревании в небольшом количестве 2 н. НС1, фильтруют и многокраи обрабатывают фильтрат животным углем. После упаривания в вакууме и доб вления спирта выделяются почти белые кристаллы, которые после охлажден® отделяют, промывают спиртом и сушат. После перекристаллизации из метилово] спирта т. пл. продукта 151° С. (Механизм этой реакции см. [219].)
Прямое введение диазониевой группы
Ароматические соединения во многих случаях могут быть сразу переведеа в диазониевые соли действием азотистой кислоты или ее производных [390—395
ArH-|-2HNO2-|-HX •—> [Ar-N+]X- + 2H2O + 2O
Реакция протекает с промежуточным образованием нитрозопроизводиыд Сульфо- и карбоновые кислоты, нитропроивводные и аналогичные соединения с труда вступают в такую реакцию. Из фенолов (но не из нафтолов, реагирующих с Ьбразов< нием только иитрозопроизводных) и из третичных аминов чаете получают соли ди азоиия с хорошими выходами; например, H3'N .И-диэтиляпилпля [390] п-диазопроизвод ные получаются с выходом 70% от теоретического, из фенола [393] с выходом 96% из о- и л-крезола [393] — с выходом 98%, из хлорфенола — с выходом 95% и и фенол-о-сульфокислоты [395] с выходом 75—85%.
] К. N. Campbell, В. К. Campbell, J. F. McKenna, Е. Р. Ch® put, J. Org. Chern., 8, 103 (1943); К. N. Campbell, L. G. Hess ,I. J. Schaffner, J. Org. Chem., 9, 184 (1944).
] H. M. К i s s m a n, D. S. T a r b e 11, J. Williams, J. Am. Chert Soc., 75, 2959 (1953).
J. M. Tedder, J. Chem. Soc., 1957, 4003,
J. M. Tedder, G. T h e a k e r, J, Chem. Soc., 1957, 4008.
J. M. Tedder, J. Am. Chem. Soc., 79, 6090 (1957).
J. M. Tedder, G. Theaker, J. Chem. Soc., 1958, 2573..
^94] J. M. Tedder, B. Webster, J. Chem. Soc., 1960. 3270...
W. R od ionow, W. M a t w e e w, Ber., 57, 1711 (1934).
Прямое диазотирование фенолов имеет препаративное значение. Для получения растворов фенолдиазониевых солей по методу Теддера [393] реакцию про^ водят в сильно разбавленных водных растворах в присутствии ацетона при 0е С (с менее реакционноспособными фенолами, такими, как хлор- и нитрофенол»' реакция идет при 20’С), добавляют 14-кратный избыток NaNO8 и 4-кратный избыток НС], применяемой в виде 2 н. НС1, и оставляют смесь на 20 ч в темнот^
Реакция Эрлиха — Закса ‘|
Ароматические иитрозосоединения реагируют с многочисленными соединениями,; содержащими активные метиленовые группы, с образованием оснований Шифф^ (реакция Эрлиха — Закса [396]), из которых в результате гидролиза получаются соом ветствующие карбонильные и аминопроизводные:-.зЯ
v R\R\_ I
^^Ha+O^-R' —> ^C—N—R’ —> r\C=O + H2N-R' ‘J
В качестве метиленсодержащей компоненты могут служить Р-дикарбонильщай соединения, производные фенил-и циануксусного эфира, нитротолуолы, иопмаФилшяй а- и у-пиколина и другие соединения [396—401] (ср. также стр. 390).^Я
Чаще всего реакцию проводят в присутствии таких щелочных натализаторойЯ как гидроокиси щелочных металлов, сода, пиридин или алкоголят.Я
п-Диэтиламиноанил 2,4-ДИнитробеизалъдегида [183]. Растворяют в 500 ЛИ этилового спирта 91 г 2,4-динитротолуола и 90 г л-нитрозодиэтилаиилина, ирд бавляют 150 а кристаллической соды и кипятят смесь в течение 5 ч в колбе с ратным холодильником. После охлаждения отфильтровывают осадок на ворон» Бюхнера и тщательно промывают его кипящей водой. Выход 188 г (88% от тесу ретического); т. пл. около 173° С (разл.).
Иногда реакция протекает так бурно, что исходные вещества приходит! вводить в реакционную массу постепенно, небольшими порциими или примет® незначительные количества катализатора. В тех случаях, когда реакция в водя спиртовой среде протекает недостаточно быстро, ее удобнее проводить в раствор абсолютного спирта в присутствии алкоголята [287].-j
Получение азометинов протекает с промежуточным'образованием первичны продуктов присоединения. В некоторых случаях эти промежуточные продукты мой дегидрироваться иитрозосоединением до нитрона, причем одновременно получаюта азоксисоедииения [400, 401]:j
R\R\
>CHNR’ + 2R’NO нп*>C=NR" + R''—N=NR"■
R'Z। KR'/|I
OH00J
Образование нитрона при Избытке метиленового соединения в больптинс^ случаев подавляется. Если при антивной метиленовой группе находится атом галоп* то нитрон получается даже в отсутствие избытка нитрозосоединення, поскольку Щ этом возможна стабилизация первичного продукта присоединения вследствие опцеШЦ
] Р. Ehrlich, F. Sachs, Вег., 32, 2341 (1899).
F. Sachs, Вег., 33, 959 (1900); 34, 494 (1901); F. S а с h s, Н. В а г s с h а 11 Вег., 34, 3047 (1901); 35, 1437 (1902); F. S а с h s, Е. В г у, Вег., 34, 118 (190Ы F. Sachs, A. Rohmer Вег,, 35, 3307 (1902); F, Sachs, Р. ВесН rescu, Вег., 36, 1132 (1903).
A. Kaufmann, L. G. V а 1 е 1t е, Вег., 45, 1736 (1912); 46, 49 (1913).
S. S к г а и р„ К. Bohm, Вег., 59, 1007 (1926).
F. Krohnke, Вег., 71, 2583 (1928).
F. Krohnke, Н. Leister, I. Vogt, Вег., 90, 2792 (1957).
пия галогеноводорода, как, например, при реакции n-нитробензилхлорида с нитроа бензолом [400]:
О^-СьТи-СП^ + ОК—В —> O2N-C6[[4-CHC1-N-R —>
I
ОН
—> O2N-CeH4-CH=N-R + H(
О
Обмен галогена на азот
Взаимодействие галогенпронзводных с производными аммиака
Алкилирование
В качестве алкилирующих агентов в первую очередь применяются алкилгалс гониды, из которых, как известно, наибольшей реакционной способностью обладаю иодиды. Первичные алкилгалогениды реагируют легче, чем вторичные; третичны галогениды легко отщепляют галогеноводород под действием аминов и переходя в олефины. Винилгалогениды более склоним к полимеризации, тогда как аллилгалс гениды реагируют обычным образом. Реакция а-алкилированиых аллилгалогенидо с аминами почти всегда сопровождается аллильной перегруппировкой. Полярин растворители повышают скорость реакции алкилирования; чаще всего применяются вода и этиловый спирт; из-за более высокой температуры кипения употребляют такие бензиловый спирт и простые эфиры гликоля. Ацетонитрил и нитрометан применяют ся как растворители при кватеринзации поддетым метилом [402].
Взаимодействие аммиака, первичных и вторичных аминов с алкилгалогенидамв практически всегда приводит к образованию смеси продуктов высших степенен алкилж рования. Поэтому при взаимодействии с избытком галогенида можно иногда за однч операцию получить четвертичную соль в присутствии основания, исключающего воа можность образования пщрогалогенида. Одиако для синтеза четвертичных солей лучше проводить алкилирование третичного амина.
Для получения первичного амина с удовлетворительным выходом кеобходимс вводить достаточно большой избыток аммиака (по крайней мере десятикратный). Такой избыток применяется в предложенном Брауном [403] методе алкилирования в жидком аммиаке. Понятно, что образующаяся при всех условиях смесь изомеров разделяется на компоненты тем легче, чем больше алкильный остаток примененногс галогенида, так как в этом случае различие в температурах кипения свободных оснований больше. Поэтому этот метод неприменим для получения первых членов гомологического ряда моноалкиламинов; он неприменим также для получения аминов с очеи^ длинными цепями, вследствие того, что соответствующие галогениды ие растворяются! в жидком аммиаке [404].
При проведении синтеза в запаянной трубке со спиртовым раствором аммиака получается главным образом вторичный амин [405], м-Вутилямин можно синтезировать по довольно трудоемкому способу из бутилбромида и спиртового раствора аммиака при комнатной температуре и нормальном давлении с выходом 47% от теоретического [406].
Аналогичным способом синтезирован ряд замещенных в ядре первичных 6-феннл- этиламинов с выходом 70—80%. Для этого раствор 15 в соответствующего р-фенил- этилбромида в 500 лм спирта, насыщенный аммиаком, выдерживали при 5° С в течение 5—8 суток [406].
F. G. Mann, 3. Watson, 3. Org. Chern., 13, 502 (1948).
J. v. Braun, Ber., 70, 979 (1937).
J. v. Braun, R. Klar, Ber., 73, 1417 (1940).
O. Westphal, D. Jerchel, Ber., 73, 10б2 (1940).
406]жР. C. Whitmore, D. P. 'Langlois, J. Am. Chem. Soc., 54, 3441 (1932' _
Аналогично замещенные в ядре 2-ампно-1-фенилпропаны могут быть получены взаимодействием соответствующих хлоридов со спиртовым раствором аммиака под. давлением (408]. В качестве примера синтеза с аммиаком выбран синтез фенамин» (бензедрина).
Фенамин [408]. В 450 ли насыщенного спиртового раствора аммиаиа (125 з/л) растворяют 25 г 2-хлор-1-фепилпронана и раствор нагревают при 160° С' в качающемся автоклаве в течение 9 ч. После охлаждения и фильтрования спирт отгоняют, остаток подщелачивают 6 а. раствором NaOH и амин экстрагируют бензолом 4 —5 раз порциями по 20 мл. Бензольный раствор 3—4 раза встряхивают- с 6 н. раствором НС1, извлекая гидрохлорид бензедрина. Раствор гидрохлорида подщелачивают NaOH и многократно экстрагируют фенамин бензолом. После», сушки над К 2СО3 и перегонки получают 11,1 г (51% от теоретического) фенамина; > т. кип. 80—82° С (11 мм pm. ст.).
В основном те же трудности встречаются и при взаимодействии дигалогензаме-1- щенных с аммиаком. При использовании а,со-дигалогензамещенных углеводородов; с числом углеродных атомов С4—Св появляется новое осложнение, заключающееся в том, что эти соединения легко реагируют с аммиаком, давая циклические соединения; чаще всего образующийся при этом азотсодержащие гетероциклы быстро реаги-' руют далее с образованием четвертичных спиранов [403].'
Наибольшее значение имеет получение первичных алифатических аминов nov методу Габриэля [409], при котором образование вторичных и третичных аминов" исключено. Исходным спедпирнием является фталимид калия, который подвергают, взаимодействию с алкилгалогенидом; при этом образуется N-алкилфталимид, который.; подвергают гидролизу .-,
Метод Габриэля применяется в самых различных вариантах, в эту реакцию-; вступают также дигалоидзамещенные соединения, которые могут реагировать с 1 иди" 2 модъ фталимида калия; реакция протекает гладко почти со всеми алифатическими галогенидами, даже с галогенидами очень сложной структуры. В случае малой реай-м циоииой способности галоидного алкила лучшие результаты получаются при испольЬ] зовании таких растворителей, как ацетон или, еще лучше, формамид, диметилфорМ^ амид или ацетамид [410].>$
Для расщепления замещенных фталимидов их кипятят с 20%-ным растворой’ НС1 или нагревают в запаянной трубке при более высокой температуре; применяется^ также омыление по методу Познера [411] сначала раствором КОН, причем образу-d ютея фталаминовые кислоты, окончательный гидролиз которых протекает в присутстй вии соляной кислоты. Более удобным методом расщепления является непродолжнтель^] ное нагревание замещенного фталимида со стехиометрическим количеством гидразия^З гидрата в спирте и последующее омыление образующегося на этой стадии фталазонн! соляной кислотой [412]. Карбонильные группы, содержащиеся в N-алиильномр остатке фталимида, ацетализируют перед расщеплением гидразином [413]. Для рас-!; щеплеиия фталимидокарбоновых кислот можйо применять также фенилгидразин [414^ Ввиду устойчивости фталимидных производных их можно использовать во мио^ гих реакциях. В частности, реакционноспособные группы в N-алкильном остатке могу^ г-—-—', ,^
подвергаться многочисленным превращениям до омыления имидной группировк) Например, при взаимодействии фталимида калия с хлорангпдридами галогеизамещв] вых кислот в реакцию вступает не хлор карбоксильной группы, а галоген в алифат; ческой цепи и получаются хлорангидриды фталимидокарбоновых кислот, из которь под действием натриймалонового эфира или других енолятов щелочных металле образуются Р-дпкетоны или p-котокарбоновые кислоты и в копенном итоге аминокет ни. Взаимодействием хлорангидридов фталимидокарбоновых кислот с ароматичес^^ соединениями по реакции Фриделя — Крафтса получают жирно-ароматические я 1*141 кетоны. Аминоспирты можно синтезировать также по методу Габриэля. И, наиокв] взаимодействием бромалкилфталпмидов с гидросульфидом калия можно заменят бром на сульфгидрильную группу; в этом случае при омылении получаются аминомб] каптаны [415, 416].
Фталимид калия [417]. К раствору 20 г фталимида в 400 лм абсолюз него этилового спирта приливают раствор 7,6 г КОН в 30 мл 75%-ного спирте быстро охлаждают и отфильтровывают выделившийся фталимид калия. Фильтра нагревают, добавляют еще 20 г фталимида и 7,6 г КОН в 30 мл 75%-ного спирта снова охлаждают и фильтруют. Фталимид калия размешивают с ацетонои фильтруют и при умеренном нагревании сушат на воздухе; выход 40—45 в Для препаративных целей удобно также применять в качейве растворителе пиридин [418].
Р-Вромэтилфталимид [415, 419]. Смесь 100 г фталимида калия н 300 (3 моль) этиленбромида кипятят в колбе с обратным холодильником около 7 1 до превращения реакционной массы в сироп. Перегонкой с водяным паром отде ляют непрореагировавший этиленбромид; оставшаяся вязкая масса кристалла зуется при охлаждении под слоем воды. Воду сливают, остаток растворяю* в 150 мл кипящего 96%-ного спирта, фильтруют, охлаждают, после завершенна кристаллизации осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Получается около 120 в неочищенного продукта, который извлекают примерно 240 мл кипящего CSs; при этом в остатке получают около 8 г этнлендифталимида. Из профиль, трованиого сероуглеродного раствора выкристаллизовывается бромэтилфтал имид. Маточные растворы упаривают и получают 100 г (73% от теоретического Р-бромэтилфталимида [415]; т. пл. 79—80° С (после перекристаллизации ие разбавленного спирта т. пл. 82—83° С [419].
р-Бромэтиламин [420]. Нагревают 20 а р-бромэтилфталимида с 50— 60 мл концентрированной НВт (d = 1,49) до 180—200° С в запаянной трубку в течение 2 ч. После охлаждения добавляют холодную воду, отфильтровывают нерастворившуюся фталевую ,кислоту и упаривают фильтрат на водяной бане досуха. Затвердевающий при охлаждении темноокрашеннмй остаток перекристаллизовывают из 15—20 мл абсолютного спирта. При охлаждении образуются крупные кристаллы гидробромида бромэтиламина и наряду с ними выделяется тонкий порошок, который отделяют от маточного раствора декантацией и промывают холодным абсолютным спиртом. Вещество перекристаллизовывают еще раз из абсолютного спирта; т. пл. 155—160® С. Действуя концентрированным раствором КОН на соль бромистоводородной кислоты, получают неустойчивое свободное основание.
Кадаверни (1.5-диаминопентан) [421]. В перегонной колбе нагревают эквимолярные количества бензоилпиперидина и PClg; дистиллят встряхивают с холодной водой для разложения образующейся POCI3. Полученную смесь, бензонитрила и 1,5-дихлорпентаиа сушат падСаС12.добавляют избыток фталимида.
S. Gabriel, Вег., 22, 1137 "(1889).
1416] S. Gabriel, Вег., 24, 1110 (1891).
W. J. Hale, Е. С. В г i t1 о n, J. Am. Chern. Soc., 41, 841 (1919).
J. R e i t m a n n, в книге Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 8, 4 Aufl., Stuttgart, 1952, S. 658.
P. L. Salzberg, J. V. Supniewski, Org. Synth., 7, 8 (1927).
1420] S. Gabriel, Ber., 21, 566 (1888).
j. v. Braun, Ber., 37, 3583 (1904).
калия (2,5 моль на 1 жоль бензоилпиперидина) и быстро нагревают при перемещу вании в открытой колбе до 190—200° С. Масса плавится, окрашиваясь в коричт вый цвет, и превращается в вязкий сироп. Указанную температуру поддерживая в течение 1—2 ч. Реакционную смесь охлаждают, непрореагировавший фталтЗ калия извлекают кипящей водой и с водяным паром отгоняют йрпялиит^ и репрореагировавший 1,5-дихлорпентан, При промывании остатка после <Я гонки сначала 50%-ным, а затем абсолютным спиртом он постепенно прев™ щается в светлый порошок, который в завершение кипятят с достаточным колвОД ством спирта. После охлаждения осадок отфильтровывают, промывают небод! шим количеством спирта, растворяют в горячем хлороформе и осаждают спиртм Неочищенный продукт перекристаллизовывают из смеси спирта с хлороформ* и сушат при 100° С. Получают 1,5-дифталимидпентан, выход 60—70% от теорем ческого, т.пл. 186° С. Этот продукт нагревают при 200°С в течение 2ч в запаямй трубке с трехкратным количеством концентрированной НС], после охлаждеЯВЙ отфильтровывают выделившуюся фталевую кислоту, упаривают фильтрат водяной бане досуха, скова растворяют в воде и снова упаривают, продоллУ эту операцию до полного удаления избытка соляной кислоты. Остаток промыв» спиртом и эфиром и получают с почти количественным выходом чистый дигид^ хлорид 1,5-диаминопентана; т. пл. 255° С.^
В некоторых случаях можно отказаться От предварительного получения фэ имида калия и непосредственно проводить взаимодействие фталимида с алкилгал< видом в присутствии К2СО3. Приведенный ниже пример иллюстрирует этот спо синтеза и расщепление замещенного фталимида гидразином.
Бензиламин [412J. Тщательно приготовленную смесь 300 г фталим и 150 г сухого.КаСО3 нагревают 3 ч с 300 г (20%-иый избыток) бензилхлор иа масляной бане в колбе с обратным холодильником. После этого отгощ избыточный бензилхлорнд с водяным паром, фильтруют и промывают твер| бенаилфталимид водой; выход 360—375 а; т. пл. 116’ С (после перекристалл| цпи из ледяной уксусной кислоты). ;
Для получения бензиламина нагревают суспензию тонкоиамельчеян бензилфталимида с эквимолекулярным количеством гидразиигидрата в сшй Образовавшийся желатинообразный осадок разлагают при нагревании избыч ным количеством соляной иислоты; выделяющийся при этом фталилгидра отфильтровывают и промывают водой. Фильтраты объединяют, отгоняют спб отфильтровывают незначительное количество выпавшего при охлаждении -а лилгидразида, добавляют щелочь и экстрагируют бензиламин эфиром. Эфир! раствор сушат КОН и фракционируют. Выход 90—95% от теоретическс т. кип. 185—187° С.
На методе Габриэля основан разработанный Серенсеном [422] синтез а-амй кислот, промежуточным продуктом в котором является фталимидомалоновый,aq (422, 423].
Фталимидомалоновый эфир. На масляной бане при 100—120° С ндг ваюг до начала реакция 210 а броммалонового эфира с 165 г фталимида Ktife после чего реакции протекает самопроизвольно. Затем реакционную Ш охлаждают, "промывают холодной водой для удаления КВт и непрореагирм шего фталимида калия. Высушенный остаток перекристаллизовывают снаЧ) из бензола, а затем из абсолютного спирта. Выход фталимидомалопового эф! 70—80% от теоретического; т. пл. 74° С.
В молекулу фталимидомалопового эфира через его натриевое производное моя ввести ялифятическии радикал. Последующее омыление приводит черев различу промежуточные продукты к а-аминокарбояовым кислотам. Хорошую пропись для Об
S. Р. L. S б г е n s е n, С. г. Trav. Lab. Carlsberg, 6, 1 (1903); С., 1903, П, [4231 А. Е. Osterberg, Org. Synth., 7, 78 (1927).
чения аспарагиновой кислоты см., например, [424]. В качестве других примеров мо> привести синтезы лантионила и этионина [125], а также кинуренина [426].
Натриевое производное фталимидомалонового эфира. В круглодод колбе емкостью 500 мл, снабженной обратным холодильником с хлоркальцие трубкой, растворяют 4,6 е натрия в 80—100 мл свежеперегианного над натр спирта. К этому раствору при 60—70° С прибавляют 62—63 а (несколько бодз рассчитанного количества) абсолютно сухого фталимидомалонового эфе который при встряхивании реакционной массы растворяется, придавая раств желтую окраску. При точном соблюдении температурного режима вскоре Ht пается выделение кристаллического желтого натриевого производного; непрер ным встряхиванием и соответствующим охлаждением массы достигается пол выделение достаточно мелкокристаллического продукта. После этого, полное исключив возможность увлажнения реакционной массы, отгоняют в ваку спирт, повышая температуру бани к концу отгонки до 140° С. Последние сл спирта удаляют продувкой сухим воздухом, очищенным от углекислоты, и е кукрованием. -
По данным Серенсена [427], в зависимости от условий проведения с теза патриевое производное фталимидомалонового эфира выделяется в виде сту или кристаллов различного размера. Студнеобразный продукт не может 5 отделен от избытка спирта без разложения, а крупнокристаллический прод обладает малой реакционной способностью.
Аналогично получают ю-аминокислоты, для чего на первой стадии провс взаимодействие фталимида калия с а.со-дигалогенидом, а на второй стадии обменив второй атом галогена по реакции с натриевым производным малонового эфира, такому способу Фишер [428] получил ориитип. Исходя из дигалогензамещенз кислот, можно одновременно вводить две аминогруппы; при этом в качестве раствс теля особенно пригоден дн.Уетилформамдд. Шихан и Болхофер [410] получила tz.d-дибромадипииовой кислоты соответствующее а,д-дифталимидиое произвол с выходом до 90%, а на него омылением раствором НВг в ледяной уксусной иислот. а,д-диамииоадипиновую кислоту с выходом 91% от теоретического.
Другой способ синтеза первичных алифатических аминов разработан Деле ном [429]. Алкилируя уротропин, получают соответствующую соль моночетвертичЕ основания, которую расщепляют Спиртовым раствором НС1. Поскольку многие хлс ды’и бромиды реагируют с уротропином очень медленно, можно во время алкилх вания получать соответствующие иодиды, добавляя эквимолекулярные количе< Nai.
Первичные алифатические амины (получение по упрощенному тоду) [430]. Растворяют 1 моль уротропина в 8—10-кратном весовом код: стве горячего 95%-ного спирта, медленно добавляют 1 моль Nai и затем £ л алкилхлорида или алкилбромида. После окончания выделения осадка реакт ную массу насыщают газообразным НС1, затем осадок вновь растворяется и be дает NH4C1, который отфильтровывают на воронке Бюхнера. От проарач» фильтрата отгоняют спирт, к остатку добавляют избыточное количество щед и отгоняют'выделившийся амин. Для полиого выделения четвертичной с
М. S. Dunn, В. W. Smart, Org. Synth., 30, 7 (1950).
R. Kuhn, G. Quadbeck, Ber., 76, 527, 529 (1943).
A. Butenandt, W. Weidel et al., Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Ch., 279, 27 (1943).
S. P. L. Sorensen, Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chern., 44, 454 (1905).
E. Fischer, Ber., 34, 454; cp. 2900 (1901).
M. D e lepine, C. r., 120. 501 (1895); 124, 292 (1897); Bull. Soc. chim. R ce [3], 17, 290 (1897); [41,31, 108 (1922).
A. G a 1 a t, G. Elion, J. Am. Chem. 8oc., 61, 3585 (1939).
27 Заказ 1835.
уротропина по этому методу часто требуется довольно длительное время (от нескольких часов до многих недель); выходы высокие.
По уротропиновому методу легко получаются а-аминокетоны.
со-Аминоацстофснон [431]. Сначала из эквимолекулярных количеств to-хлорацетофепопа и уротропина в хлороформе получают четвертичную соль. При комнатной температуре выделение осадка заканчивается через 12 ч; выход около 60% от теоретического; т. пл. 145’ С.
К 30 г тонкоизмельченной четвертичной соли приливают холодную смесь из 30 лм 38%-ной НС1 и 240 лл метилового спирта. Реакционную массу оставляют на 3 суток, встряхивая .ее время от времени. Затем отфильтровывают выпавший NH4C1 и фильтрат упаривают в вакууме досуха. Остаток растворяют при нагревании в 4 мл воды; при охлаждении выкристаллизовывается 9—10 г гидрохлорида. w-аминоацетофенона; т. пл. 186—187° С. Еще 2—3 г продукта можно получить из маточного раствора.
Этот способ нашел применение также для синтеза аминокислот [432, 4331, п-(аминоалкил)-беНзойных кислот [43 4] и аминов гетероциклического ряда [435, 4361... Так, из р-бромпропионовой кислоты был получен р-аланин [433] с выходом 85^>.
В литературе описано сравнительно мало удовлетворительных методов для • синтеза вторичных и третичных аминов моноалкилированием первичных н соответственно вторичных аминов действием алкилгалогенидов, а также для аналогичных реакций с аммиаком. Основные осложнения при проведении таких синтезов уже упоминались.
N-Алкил- и К.К-диалкил-р-фенетиламины образуются с хорошими и даже отличными выходами [407] при нагревании в течение 6—8 ч (100° С) в запаянной трубке 1 моль Р-фенетилбромида с 5 молъ первичного или 3 моль вторичного амина.
Получение Р-диэтиламиноэтанола из этиленхлоргидрина н диэтиламина с выходом около 70% от теоретического см. 1437].
Диэтилнзопропиламин [438]. Алкилирование диэтиламина изопропнл- бромидом не удается осуществить без растворителей и при нормальном давлении, ' но в глицерине или гликоле эта реакция протекает с удивительно высокими выхо- « дани. Смесь 123 г изопропилбромида, 94,9 г диэтиламина и 50 г глицерина на- гревают до слабого кипения в колбе с обратным холодильником в течение 72 ч. ^ Затем ее подщелачивают, сушат выделившиеся амины над КОН, фракционной г перегонкой кыпаляют диэтилнзопропиламин. Выход 67 г (60% от теоретического); . т. кип. 108° С.
Как правило, несколько более однородно протекает алкилирование первичных . ароматических аминов. Так, из хлористого бензила и анилина (4 моль) в присутствии -.j 1,25 молъ NaHCOg можно получить N-бензиланилин [439] с выходом до 95%; при мень- ^ шем избытке анилина и в этом случае преимущественно образуются третичные.. > основания.
Во многих случаях реакцию.можно проводить без конденсирующих агентов. * Хикииботтом [440] получал моноалкиланилины кипячением в течение многих часов ^
С. Mannich, F. L. Hahn, Вег., 44, 1542 (1911).
А. В ani е 1, М. Frankel, I. Friedrich, rA. Katchalsky, d J. Org. Chern., 13, 791 (1948).- J
N. L. Wendler, I. Am. Chern. Soc., 71, 375 (1949).л
F.FВ 1 i c k e, W. M. L i 1 i e n f e 1 d, J. Am. Chem. Soc.,65,2281(1943),
F.F.В 1 i c k e, J. H. В u r c k h a 11 e r, J. Am. Chem. Soc., 64, 477(1942).
H.Кe s k i n. C. D. Mason, F. F. Nord, J. Org. Chem.,16,1333(1951).j
W.W. Hartman, Org. Synth., Coll. v. 2, 183 (1943).j
S. Gaspe, J. Am. Chem. Soc., 54, 4457 (1932).• ’
F. G. W i 1 1 s o*n, T. S. W h c e 1 e r, Org. Synth., 8, 38 (1928).V
.[440] W. J. H i c k i n b о t t о m, J. Chem. Soc., 1930, 992.
пропил-, изопропил- и бутилбромида с 2,5—4-кратным избытком анилина; вых< 75%. Для отделения избытка анилина из образующейся смеси оснований он примени иодный раствор ZnCl2; в этих условиях только анилин дает нерастворимый устойчив! в воде комплекс, который после продолжительного отстаивания отфильтровываю Выделение вторичных аминов из образующихся смесей аминов возможно пут< перевода их в нитрозамины.
Монозтиланилин [441]. В колбе с обратным холодильником нагревах до слабого кипения 100 г анилина и 130 г этилбромида в течение 1—2 ч. Поч? полностью затвердевающую при охлаждении реакционную массу раствори! в воде и кипячением удаляют небольшое количество избыточного этилбромид После этого добавляют 300 мл 20%-ного раствора NaOH, а выделяющуюся ма лянистую смесь аминов отделяют и из водного слоя экстрагируют эфиром ег некоторое количество оснований. Эфирные вытяжки объединяют с основнь количеством оснований и отгоняют эфир на водяной бане. Остаток растворят в смеси 200 мл концентрированной НС1 и 1000 мл воды, хорошо охлаждах льдом и добавляют 60 г NaN02. Выделяющийся в виде темного масла этилфенис нитрозамин извлекают эфиром. Непрореатировавший анилип остается в раству в виде хлорида фенилдиазония. Для окончательной очистки эфирную вытяну можно промыть разбавленным раствором NaOH. Эфир отгоняют и перенос масляпистый остаток в раствор 350 г SnCl2 в 400 мл концентрированной Н( охлаждая при необходимости водой. Затем раствор подщелачивают NaO] отгоняют продукт реакции с водяным паром и извлекают его эфиром. Эфирнх вытяжки сушат над КОН. При перегонке получают 40—50 г монозтиланилин т. кип. 205° С. Чистый монозтиланилин не дает цветной реакции с раствор < хлорной извести.
Более новый способ моноалкилирования л-толуидина с высоким выходом алки амина основан на том же принципе [442]. О получения чистых аралкиламинов, : содержащих третичных продуктов, см. также стр. 420, 462.
Первичные алифатические [443] или ароматические [444—446] амины мог вступать в реакцию с сс.ы-дигалогензамещеиными углеводородами с замыканием кольп при этом образуются N-алкилированные или N-арилироваиные гетероциклическ. соединения. Для подавления образования а,со-диаминосоединений рекомендует проводить циклизацию с эквимолекулярными количествами амина и дигалогени в присутствии соды [446, 447].
^(о-Толил)-пиперидин [446]. Смесь 10,7 г (0,1 моль) о-толуидие 23 г (0,1 моль) 1,5-дибромпентапа и 10,6 г (0,1 моль) безводной соды в 30 мл ч луола нагревают в колбе с обратным холоднльпиком в течение 24 ч при перемета вании. Толуольный раствор декантируют, остаток растворяют в воде, к раство добавляют NaOH до сильнощелочной реакции и продукт экстрагируют тол^ лом. Объединенные толуольные растворы перегоняют. Повторное фракциоа роваине в вакууме дает 10,3 а (59% от теоретического) Н-(о-толил)-пипериди£ т. кип. 65—66° С (0,6 мм pm. cm.).
Осложнения, вызываемые при алкилировании аминов образованием гидрогаз: гснидов, часто можно легко устранить добавлением к редкн-иопной массе стеричее: затрудненного (т. е. неалкилируемого) амина для связывания кислоты. Особен: удобно применять для этой цели триизопропаноламин.
И. Erdшапп, Anleitung zur Darstellung organischer Praparat Ferdinand Enke, Stuttgart, 1894, S. 428.
J. S. В u c k, C. W.Forty, Org. Synth., Coll. v. '2, 290 (1943).
[4431R.C. Elderfield, H. A. H agem a n, J. Org. Chern., 14605(194*
J. v. Braun, Ber., 37, 3210 (1904).
M.S c h о 1 t z, E.Wasserman n, Ber., 40, 852 (1907).
A.II. Sommers,S. E. Aaland, J. Am. Chern. Soc., 75,5280(195
J. Sauer, R. Huisgen, A. Hauser, Chem. Bor., 91, 1461 (1958).
К.К-Дибутиланилин [448]. В колбе с обратным холодильником, тщательно защищенной от доступа влаги, нагревают при перемешивании 9,3 г (0,1 моль) анилина, 30,14 е (0,22 ноль) н-бутилбромида и 57,3 а (0,3 -ноль) трииао- пропаноламина до начала умеренного кипения бутилбромида (100—110° С). Через 2 ч кипение бутилбромида прекращается даже при постепенном повышении температуры до 180° С. Реакционную массу перемешивают еще 2 ч при этой температуре, затем при интенсивном перемешивании добавляют днукрятт»» объем воды. Суспензию переносят в делительную воронку. Через 2 ч сырой про- дуит выделяется в виде масла. Незначительное дополнительное количество"’ продукта можно извлечь разбавлением водного слоя, перемешиванием с 17 *. (0,3 жоль) КОН и экстрагированием эфиром. Промытый водой и высушенный над КОН и К2СО3 неочищенный дибутиланилин перегоняют, используя колонку’ со спиральной насадкой. Получают 18,5 г дибутилаинлина; т. кип. 151® Q (15 мм рт. ст.). Кубовый остаток содержит еще 0,9 г продукта. Общин выход 95% от теоретического. -
Вторичные амины в чистом виде получают алкилированием и последующим -омылением ацилированных первичных аминов. Этот способ аналогичен синтезу Габ* •риэля, ио он не так универсален. Вследствие более кислого характера амидного вод»-! рода во избежание О-алкилирования и в этом случае приходится применять произвол-" ные щелочных металлов. В более старых методах для получения амидных производный щелочного металла пользовались металлическим натрием. /
N-Метилацетанилид [449]. В колбу емкостью 2 * загружают последа-] вательно 400 в сухого бензола, 11,5 г свежеприготовленной натриевой проволоки, { 67,5 г ацетанилида и нагревают смесь до растворения ацетанилида. В споромd времени при интенсивном выделении водорода начинается образование белой" зернистой натриевой соли, которое заканчивается после 2 ч иипячения с обрат^д ним холодильником. К реакционной массе сразу добавляют 80 в метилиодида 5 и нагревают еще 1 ч; охлажденную смесь встряхивают с 100 мл воды. Охлажден- ь ный бензольный раствор сушат над Na2SO4 и упаривают (не досуха), при этож.^ кристаллизуется N-метилацетанилид (60 а после промывки 20 мл бензола)] 2 из маточного раствора и бензола, применявшегося для промывки, получают? еще 13,3 в продукта. Общий выход N-метилацетанилида 98,3% от^еоретичесиога^'й после перекристаллизации из лигроина т. пл. 100° С (испр.). ,|
Аналогичным методом получают N-метил-п-метоксиацетаиилид с выходом 96 %" гот теоретического.\
Для металлирования р-ацетнафталида требуются более высокие температуры. ,
N-Метил-р-нафтиламин [450]. Ацетнафталид кипятят с. рассчитанным • количеством натрия в толуоле. Не выделяя натриевую соль, добавляют экви- „1 молярное количество метилиодида; при этом происходит выпадение Nai, который i отфильтровывают. Толуольный раствор кипятят с разбавленной НС1, водный Ь слой для удаления толуола встряхивают с эфиром и подщелачивают. Выделив-/ шееся масло перегоняют в ваиууме, выход 55% от теоретического; т. кип. 165— v 170° С (12 мм рт. ст.), Ц
Были сделаны попытии заменить в этой реакции натрий на гидрид натрия [451)# 11 но они не увенчались особым успехом. Впоследствии было установлено [452], что полу- ц)
1448 [449 [450 [451 [4521448 [449 [450 [451 [452S. Hu nig, М. Kiessei, Chern. Вег., 91, 380 (1958).
1448 [449 [450 [451 [452
1448 [449 [450 [451 [452
Е. Thielepape, Вег., 68, 751 (1935).
R. Р з с h о г гь W. К а г о, Вег., 39, 3140 (1906).
W. S. Fones, J. Org. Chern., 14, 1099 (1949).
I. J. P a c h t e г, M. С. К 1 о e t z e 1, J. Аш. Chern. Soc,, 74, 1321 (1952).
чение амидов щелочных металлов совсем ие обязательно в тех случаях, когда в ка' стве растворителя применяют ацетон и реакцию проводят в присутствии избытка КО При этом хорошие выходы достигаются даже с амидами кислот, не реагирующц; с гидридом натрия.
N-Метил-п-ннтроадетанилид. В колбе с обратным холодильником р< творяют 5 з n-интроацетанилида в 100 дм ацетона и прибавляют 6 а тонкоиаме; ченного NaOH. Смесь нагревают до умеренного кипения и прибавляют раств 6 г метилиоднда в 15 лм ацетона. Через 1 мин осадок отфильтровывают, фильтр упаривают, разбавляют водой н охлаждают. Выход продукта 4,36 в (81% теоретического для чистого продукта); т. пл. 153—154° С. Еще 0,67 8 продун получают из маточного раствора.
Еще Пнкте и Крепье [453] алкилировали формаинлид в присутствии спиртово раствора КОН и омылением (непродолжительное нагревание со спиртовым раствор, КОН или концентрированной НС1) получали моиоалкиланилины с радикалами метильного до амильного.,
Легче и более гладко чем амиды карбоновых кислот, реагируют более нисф N-алкилсульфоиамиды [454]. Это различие ясно видно из приведенного ниже пр мера, где метилирование одновременно сульфоинлироваиного и ацетилированно этилеидиамниа происходит исилючительио по сульфонамидному атому азота.
Монометилэтилендиамин [455]. Сначала получают моноацетилэтиле диамин, который образуется при многодневном стоянии 528 а етилацетата с 155( 70%-ного водного раствора этилендиамина. После гомогенизации смеси провод, двукратную франциояную перегонку; выход продукта 365 г (60% от теоретич ского; т. кип. 125—130° С (5 мм рт. ст.)..
К раствору 306 а моноацетилэтилендиамина в равном иоличестве во; при перемешивании медленно прибавляют по каплям одновременно 530 в бензо сульфохлорида и 1200 а 10%-ного водного раствора NaOH. Оставляют смесь i . несколько часов, слегка подкисляют минеральной кислотой и отфильтровывав выпавший амид (N-бeнэoлcyльфo-N,-aaeтилэтилeнднaмин).
Для перекристаллизации сульфамида его растворяют в разбавленном № ловом спирте и фильтруют горячий раствор для отделения незначительна примеси дисульфосоединения. Выделение маслянистого продукта предотвращав применением большого количества растворителя; выход 500 а (70% от теорем ческого); т. пл. 103° С (испр.).
Для метилирования 121 е К-бенэолсульфо-К'-ацетилэтилендиамих растворяют в эквивалентном количестве кипящего спиртового раствО] КОН (35 г 85%-пого КОН в 200 мл спирта) и к полученному раствору в теченв 15 мин приливают по каплям 142 г метилиоднда и нагревают 2 ч. После охлажд ння отфильтровывают выделившийся KI (около 60 г) н отгоняют с паром метили, дид и этиловый спирт. Остающийся метилированный амид омыляют кипячение в течение 12 ч с 500 мл концентрированной HCI в колбе с обратным холодНлью ком, добавляя периодически немного свежей концентрированной НС1. Гидролл эат упаривают в вакууме почти досуха. После добавления твердого NaOH * концентрированного водного раствора отгоняют полученный амин. К ^утилля* прибавляют твердый NaOH и сушат выделившийся амин сначала над свело* NaOH, а затем над металлическим натрием при кипячении с обратным холодищ ником. После перегонки с иолоикой получают 28 г (80% от теоретического моиометилэтилендиамина; т. иип. 115—116° С.
Для расщепления сульфамидов [456] обычно требуются еще более жестка условия, чем для расщепления амидов карбоновых кислот. Такое расщепление дост* гается многочасовым нагреванием их о концентрированной НС1 в колбе с обратнее
A. Pictet, Р. Стёр ie их, Вег., 21, 1106 (1888).
О. Н i п а Ь е г g, Ann., 265, 178 (1891).
S. R. Aspinall, J. Am. Chem. Soc., 63, 852 (1941). '
S. Searles, S. N и k i n a, Chem. Rev., 59, 1077 (1959).
холодильником, лучше в запаянной трубке при 150° С, или продолжительным нагреванием с концентрированной H2SO4. Толуолсульфамиды, по-видимому, довольно гладко расщепляются хлорсульфоновой кислотой ]457] при нагревании в течение 2—3 ч при 130—150° С. В отдельных случаях проводилось также восстановительное расщепление толуолсульфамидов натрием и кипящим бутиловым спиртом или цинком и соляной кислотой [458]. Ниже цриводится пример восстановительного расщепления, очень удобпого в работе.
Метилаллиламин [459]. К 43,2 г мелкоизмельченного КОН в небольшой количестве спирта прибавляют 143 г метиламида n-толуолсульфокислоты и затем 85 г аллилхлорида; смесь при этом разогревается до кипения (обратный холодильник!). После растворения большей части щелочи и замедления реакции' смесь нагревают на паровой бане в течение 6 ч. Затем отгоняют спирт и аллид- хлорид, образовавшееся масло декантируют с выделившейся соли и перегоняют в вакууме. Выход N-мeтил-N-aллил-n-тoлyoлcyльфaмидa 155 г (89% от теоретн-. ческого); т. кип. 190—193° С (12 мм рт. ст.); п^ 1,5340.J
К кипящему раствору 45 г М-метил-К-аллил-п-толуолсульфамида в 500 мл> бутилового спиртя медленно прибавляют 46 8 натрия в виде небольших кусочков и нагревают 1 ч в колбе с обратным холодильником. После охлаждения добавляют' воду и отгоняют амин в приемник с соляной кислотой; перегонку прекращают,' когда начинает перегоняться нейтральный дистиллят. Содержимое приемникам упаривают в вакууме досуха, обрабатывают концентрированным растворов NaOH л отгоняют метилаллиламин; выход 6,7 8 (48% от теоретического); т. кип. 65° С; п^ 1,4065.
Другим препаративным способом перевода первичных аминов во вторичные является кпатерттяяция оснований Шиффа, образующихся в качестве промежуточных-: продуктов. Четвертичные соли, получающиеся почти с количественным выходом при, продолжительном нагревании первичных аминов с низшими алкилгалогенндамИ: в запаянной трубке, легко гидролизуются до вторичных аминов. Для получения осноца-] ний Шиффа обычно применяют бензальдегид. Таким способом с отличными выходам»2 синтезировали ряд р-фенилпрппилялкиламинов [460], Упоминавшийся ранее метилах^ лиламин был получен, исходя из аллиламина [461], через апил с выходом 71%.
Метилнонилямитт, Единственным пригодным методом оказался следу*/; ющий [462]. Нагревают 9 г нониламина (т. кип. 85° С при 13 мм рт. ст.) и 7 ri бензальдегида на водяной бане 1 ч, образующийся апил перегоняют в вакууме! (т. кип. 179° С при 14 мм рт. ст.). Полученный анил (13,6 а) запаивают в трубк^? с 8,4 г йодистого метила, через 1 ч помещают в водяную баню и нагревают в тгС чепие 3 ч. К образовавшейся в виде темно-красного вязкого масла четвертичной] соли приливают 40 мл 90%-ногО этилового спирта и нагревают 1 ч на водяной^ бане. После этого отгоняют спирт, остаток подкисляют и экстрагируют эфиро^а бензальдегид. Основание выделяют и.з кислого раствора щелочью и перегоняют^ выход продукта 6,6 г; т. кип. 95° С (14 -ил. рт. ст.).' J
Вторичные амины были получены алкилированием цианамида с последующим^ омылением. Преимуществом метода является дешевизна и доступность исходного^ цианамида кальция.•<<
W. Marckwald, A. v. Droste-Hulshoff, Вег., 31, 3261 (1898X1 [458] D. К 1 a m a n n, G. Hofbauer, Chern. Ber., 86, 1246 (1953).1
A. W. West on, A. W. "Ruddy, С. M. S u t e r, J. Am. Chern. Soc.^ 65, 674 (1943).
E. H. Woodruff J. P, L a m b о о y, W. E. Bust, J. Am. Ghent я Soc., 62, 922^1940).
A. L. Morrison, H. Rinderknecht, J. Chem. Soc., 1950, 1478. g [462] II. King, T. S. Work, J. Chem. Soc., 1942, 401.
1
Дпбензпламин [463]. В 100 мл 70%-ного спирта суспендируют 14,( топкоизмельченного технического цианамида кальция, содержащего 50% осн с пого вещества, прибавляют 25,3 г бензилхлорида и нагревают 12 ч в колбе с с ратпым холодильником. После этого осадок отфильтровывают, промывают спу том и спиртовой фильтрат насыщают НС1. Полученный раствор нагрева в автоклаве при 140° С в течение 4—5 ч. При этом дибензиламин выделяет в виде гидрохлорида, кристаллизующегося в форме крупных листочков; вых 13 г (55% от теоретического). '
Аналогичным образом был получен [464] диаллилцианамид с выход 51 — 56%. Он гидролизуется разбавленной H2SO4 до диаллиламина; выход око 85% от теоретического.
Кватеринзация третичных аминов под действием алкилгалогенидов в больше стве случаев протекает без осложнений, если реакция не затруднена стерически) факторами и основные свойства амина достаточны. Из эквимолекулярных количес третичного амина и алкил галогенида, лучше всего в метиловом спирте или в ацетов четвертичные соли чаще всего получают уже на холоду или при кипячении с обрати® холодильником; выходы хорошие или даже количественные. Длдих выделения ре твор упаривают и добавляют эфир.
Получение простых четвертичных аммониевых солен с разными эамесг телями описано и в более новых работах [465, 466]. Здесь же следует упомяну о широких возможностях применения в препаративных целях N-алкилированн® пиридинов [467].
Более сильными алкилирующими средствами, чем простые алкилгалогенид) являются галогенкетоны и талогенальдегиды, а также гадогензамещенные прост! эфиры и карбоновые кислоты.
Алкилирование а-галогензамещенными простыми эфирами имеет препарата ное значение лишь в некоторых особых случаях и часто сопровождается побочные реакциями, например отщеплением галогеноводорода (см. обзорные статьи [468] При проведении реакции с галогензамещениыми кетонами и альдегидами ел дует иметь в виду, что эти соединения могут реагировать с аммиаком и первичные аминами и по карбонильной группе. Обычно такие реакции исключают ацетализаци< карбонильной группы,
Диэтилацеталь аминоацетальдегида [469]. Раствор хлорацеталя в мет: ловом спирте и 18 молъ безводного аммиака нагревают в аппарате для рабох под давлением в течение 10 ч при 140° С; выход 74% от теоретического.
[463][464][465][463][464][465][466][467][468][469] '[470][466][467][468][469] '[470]В аналогичных условиях получены также ацетали а-амино- и а-мет. аминопропионового альдегида [470] с выходами соответственно 55 и 40%
[463]
[464]
[465]
[463]
[464]
[465]
[466]
[467]
[468]
[469] '[470]
[466]
[467]
[468]
[469] '[470]
W. Traub е, A. Engelhardt. Вег., 44, 3149 (1911).
Е. В. Vliet, Org. Synth., 5, 43, 45 (1925),•
М. Finkelstein, R. С. Peterson, S. D. R о ss, J. Am. Chen Soc., 81, 2361 (1959).
Grovenstein Jr., E. P. Blanchard jr. et al., J. Am. Chen Soc., 81, 4842 (1959).
К г о h n k e, Angew. Chern., 65, 605 (1953);74, 811 (1962); 75, 18
317 (1963).
L. Summers, Chern. Rev., 55, 326 (1955); H. В a g a n z, Angew. Chem. 71, 366 (1959).
R. B. Woodward, W. E. Doering, Org. Synth., Coll. v. 5 50 (1955).
J. R. J о h n s о n, A. A. L а г s e n et al., J. Am. Chern.' Soc., 69, 236 (1947).
Ароматические амины целесообразнее применять в виде их N-металлическщ производных.
При алкилировании вторичных и третичных аминов галогенэамещениыми пето- нами или альдегидами защита карбонильной группы в большинстве случаев ие обязательна.
а-Днметиламинонзомасляный альдегид [471]. К 300 г холодном 35%-ного водного раствора диметиламина приливают по каплям 40 а а-бромизо- масляного альдегида, поддерживая температуру не выше 10° С. Через сути! продукт экстрагируют эфиром, сушат над MgS04 и перегоняют с колонией; выход 9,9 г (32% от теоретического); т. кип. 126—129° С. «
Диметиламиноацетон [472]. К раствору 45 г диметиламина в 1 л сухоге эфира в течение 15 мин при 2—10° С добавляют при перемешивании раствор 46,3 г хлорацетона в 100 мл сухого эфира. Перемешивают еще 7 ч при комиатнм температуре и оставляют на 3 суток. После этого отфильтровывают выделим шинся гидрохлорид диметиламина, промывают его эфиром и сушат фильтрах вместе с эфиром от промывки над MgSO4. После отгонки эфира остаток перагм няют в вакууме; выход 37,5 а (74% от теоретического);!, кип. 35—36е В (25 лл рт. ст.); 1,4128. 1
Аналогичным способом (в некоторых случаях при нагревании) о хороши™ выходами получен ряд аминокетонов [473—475]. ^
В качестве примера алкилирования аминов галогензамещенным нитрилом пре» веден синтез y-N-пиперидинбутиронитрила [476].
y-N-Пинеридинбутнронитрил. В колбе емкостью 5 л, снабженной мешай^ кой, обратным холодильником и капельной воронкой, нагревают до кипений 600 г (7 моль) пиперидина в смеси с 500 мл сухого бензола и 100 мл хлороформу и к кипящей смеси прибавляют в течение 30 мин 310 г (3 лоль) у-хлорбутнрощ трила. После 5 ч кипячения смесь оставляют на ночь, отфильтровывают выделил шиися гидрохлорид пиперидина н промывают его эфиром. Объединенные фиЛ| траты перегоняют на колонне до температуры 108° С в парах. Дополинтелье выделившийся гидрохлорид пиперидина отфильтровывают от охлаждений остатка н промывают эфиром; общее количество гидрохлорида пиперидина с ставляет 350 s (96% от теоретического). Фильтрат и промывной эфир перегоняй и получают 393 г y-N-пиперидинбутнронитрила (86,2% от теоретического^ т. кип. 129—131° С (25 мм рт. ст.); п^ 1,4653.д
Аналогично из у-бромбутиронитрила и диэтнламина получают у-диэтк аминобутиронитрил; выход 86% от теоретичесного; т. инп. 101—103® (21 мм рт. ст.); п^ 1,4351.|
Кларк и Мошер [477] нашли,' что добавление 0,05 мол. % Nai облегчав ведение реакции, и получили таким образом из у-бромбутиронитрила 96,7^ у-диэтиламинобутиронитрила.£
Без применения растворителей обычно выходы хуже [478]. Тем не меЯ1 из Е-бромкапронитрила был синтезирован е-диэтиламиноиапронитрнл [47^ с выходом 90% от теоретического; т. кип. 102—102,5° С (4 мм рт. ст.).' -^
[471][471][472][473][472][473][474][474][475][475][476][476][477][478][479][477][478][479]Е. R. Alexander,!. Am. Chern. Soc., 70 , 2592 (1948).H. E.Z a u g g,В. W.H о г г о m, J. Am.Chem.Soc., 72, 3004(1950).'. JJ. W.Magee,H. R.Henze, J. Am. Chem.Soc., 60, 2148(1938.4H. R.Henze,Ch. B.Holder,!. Am.Chem.Soc., 63, 1943(1941).R. C.Elderfield,Ch. Ressler,J. Am. Chem. Soc., 72,408(1950).F. C. W h i t m о r e, H. S. M о s h e г et al., J. Am. Chem. Soc., 66, 7^| (1944).‘5D. E. Clark, H. S. Mosher, J. Am. Chem. Soc., 72, 1026 (1950).W. P. U t e г m о h 1 e n ir., C. S. Hamilton, J. Am. Chem. So® 63, 156 (1941)-.S. В г e s 1 о w, Ch. H. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 67 , 686 (1945).Е. R. Alexander,!. Am. Chern. Soc., 70 , 2592 (1948).H. E.Z a u g g,В. W.H о г г о m, J. Am.Chem.Soc., 72, 3004(1950).'. JJ. W.Magee,H. R.Henze, J. Am. Chem.Soc., 60, 2148(1938.4H. R.Henze,Ch. B.Holder,!. Am.Chem.Soc., 63, 1943(1941).R. C.Elderfield,Ch. Ressler,J. Am. Chem. Soc., 72,408(1950).F. C. W h i t m о r e, H. S. M о s h e г et al., J. Am. Chem. Soc., 66, 7^| (1944).‘5D. E. Clark, H. S. Mosher, J. Am. Chem. Soc., 72, 1026 (1950).W. P. U t e г m о h 1 e n ir., C. S. Hamilton, J. Am. Chem. So® 63, 156 (1941)-.S. В г e s 1 о w, Ch. H. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 67 , 686 (1945).
[471]
[471]
[472]
[473]
[472]
[473]
[474]
[474]
[475]
[475]
[476]
[476]
[477]
[478]
[479]
[477]
[478]
[479]
Е. R. Alexander,!. Am. Chern. Soc., 70 , 2592 (1948).
H. E.Z a u g g,В. W.H о г г о m, J. Am.Chem.Soc., 72, 3004(1950).'. J
J. W.Magee,H. R.Henze, J. Am. Chem.Soc., 60, 2148(1938.4
H. R.Henze,Ch. B.Holder,!. Am.Chem.Soc., 63, 1943(1941).
R. C.Elderfield,Ch. Ressler,J. Am. Chem. Soc., 72,408
(1950).
F. C. W h i t m о r e, H. S. M о s h e г et al., J. Am. Chem. Soc., 66, 7^| (1944).‘5
D. E. Clark, H. S. Mosher, J. Am. Chem. Soc., 72, 1026 (1950).
W. P. U t e г m о h 1 e n ir., C. S. Hamilton, J. Am. Chem. So® 63, 156 (1941)-.
S. В г e s 1 о w, Ch. H. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 67 , 686 (1945).
Е. R. Alexander,!. Am. Chern. Soc., 70 , 2592 (1948).
H. E.Z a u g g,В. W.H о г г о m, J. Am.Chem.Soc., 72, 3004(1950).'. J
J. W.Magee,H. R.Henze, J. Am. Chem.Soc., 60, 2148(1938.4
H. R.Henze,Ch. B.Holder,!. Am.Chem.Soc., 63, 1943(1941).
R. C.Elderfield,Ch. Ressler,J. Am. Chem. Soc., 72,408
(1950).
F. C. W h i t m о r e, H. S. M о s h e г et al., J. Am. Chem. Soc., 66, 7^| (1944).‘5
D. E. Clark, H. S. Mosher, J. Am. Chem. Soc., 72, 1026 (1950).
W. P. U t e г m о h 1 e n ir., C. S. Hamilton, J. Am. Chem. So® 63, 156 (1941)-.
S. В г e s 1 о w, Ch. H. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 67 , 686 (1945).
Во многих случаях аминокислоты можно синтезировать взаимодействием гад гензамещениых жирных кислот с аммиаком. Часто тание синтезы проводились св обычно высоким избытком 'аммиака. Однако Фишер [480] получил хорошие выход всего лишь с пятикратным иоличеством аммиака при непродолжительном нагреванх в запаянной трубке.
Аланилглицин [480]. К-(а-Бромпр’опионил)-глицин нагревают в запая] пой трубке с пятикратным количеством 25%-ного водного аммиака в течет 20 лик при 100° С. Реакционную массу упаривают, добавляют спирт и повторял упаривание для полного удаления воды. При обработке остатка горячим абсолю ным спиртом (60 лм на 5 г исходного вещества) весь выпавший NH4Br через н которое время растворяется. Остающийся дипептид растворяют в минимальнс количестве горячего 50%-ного спирта, фильтруют и к полученному раствор прибавляют абсолютный спирт до появления мутн. При длительном столик аланилглицин-кристаллизуется в виде коротких игл; выход 87% от теоретич ского; т. пл. 228° С (разл.).
При аммонолизе простых галогеняямещеппых жирных кдслот выходы обыче ниже; здесь, очевидно, следует применять большой избыток/аммиака. Установлен [481], что добавка (NH4)2COS повышает ^выход первичных аминокислот. Ниже прив дены прописи получения «-аминокислот с числом углеродных атомов от 2 до 6.
а-Аминомасляная кислота [481]. 450 г карбоната аммония (8 лол аммиака) нагревают с 140 лм воды до 55° С, перемешивают и после]охлаждена до 40° С прибавляют 410 мл водного раствора аммиака (6 моль аммиак» При этой температуре медленно, в течение 30 мин добавляют 167 г а-броммасял ной кислоты. Реакционную массу нагревают 24 ч при 40—50° С, отгоняют в водяной бане NH® нСО8 н затем упаривают раствор в чашке до начала выделена аминокислоты. После охлаждения раствор фильтруют и осадок дважды промь вают на фильтре небольшим количеством метилового спирта. После упаривани фильтрата до объема 125 мл и прибавления 250 мл метилового спирта получавс вторую порцию продукта. Общий выход чистой аминокислоты 59—62 е (57- 60% от теоретического). . /
О синтезе аминокислот из галогензамещенных жирных кислот и жиднох аммиака см. [482].
N-Аллиляя мещяпные аминокислоты получают точно так же — в результат взаимодействия галогензамещенных жирных кислот с алкиламинами. Так, например при стоянии в течение двух дней смеси 5 а Zr-a-бромпропионовой^иислоты с 15 ле 33%-ного водного раствора метиламина получается L-N-метилаланин с выходом 719 от теоретического [483].
Для синтеза N-алкилированных аминокислот применяется также описание выше алкилирование сульфамидов [483, 484]. Фишер получал N-метиллейцин из лейце на метилированием его N-толуолсульфонильного производного метилнодидом [484
Выделение свободных аминокислот часто затрудняется присутствием Мразе вавшихся в результате реакции или добавленных аммонийных солей; легче выКлят эфиры аминокислот *.
Этиловый эфир а-метилрминомаеляной кислоты [485]. Смесь 56 в a-6poN масляной кислоты и 1,5 л 36%-ного водного раствора метиламина перемешиваю»
[480 [481 [482 [483 [484 [485[480 [481 [482 [483 [484 [485Для выделеиня свободных аминокислот из их гидрохлоридов удобно пользе паться окисью этилена [В. М. Родионов, Н. Г. Ярцева, Изе АН СССР, ОХН, 108 (1950)]. - Прим. ред.
[480 [481 [482 [483 [484 [485
[480 [481 [482 [483 [484 [485
Е. F i s с h е г, W. Axhausen, Ann., 340, 130 (1905).
N. D. Cheronis, К. H. S p i t z me uller, J. Org. Chern., 6, 349, (1941
H. H. S i s 1 e r, N. D. Cheronis, J. Org. Chern., 6, 467 (1941).
E. Fischer, L. v. Mechel, Ber., 49, 1355 (1916).
E. Fischer, W. Lipschitz, Ber., 48, 860 (1915).
N. J. Leonard, W. V, R u у 1 e, J. Am. Chern. Soc., 71, 3094 (1949).
при комнатной температуре в течение четырех суток. После этого в вакууме, создаваемом водоструйным насосом, отгоняют избыток водного метиламина, причем регенерируется около 1,34 л 29%-ного раствора метиламина. К остатку прибавляют 39 8 КОН в виде 50%-ного водного раствора и 200 мл 95%-ного спирта и упаривают в вакууме досуха. Для полного удаления метиламина п воды к остатку еще раз добавляют 150 мл спирта и упаривают в вакууме. Эту операцию повторяют еще два раза. Образовавшийся сиропообразный, частично закристаллизовавшийся продукт размешивают с 500 мл абсолютного спирта, пока весь сироп не растворится, а кристаллы останутся. Полученный раствор насыщают сухим газообразным НС1, оставляют на ночь, затем кипятят 1,5 ч в колбе с обратным холодильником и отгоняют спирт в вакууме досуха. К остатку добавляют 300 мл эфира и охлаждают смесь в бане со льдом, затем медленно, при хорошем перемешивании добавляют холодный раствор 50 г КОН в 50 дм воды, следя за тем, чтобы температура не поднималась выше 10° С. После этого колбу закрывают и энергично встряхивают. Желтоватый эфирпый слой отделяют и повторно экстрагируют аминоэфир сначала 200 мл эфира, затем трижды порциями эфира по 100 мл каждая. Объединенные эфирные вытяжки сушат над MgSO4. В результате перегонки получают 30,4 г (63% от теоретического) амино*- эфира; т. кип. 64—65,5е С (20 ла рт. ст.); п1^ 1,4174.
Несколько меньшей реакционной способностью отличается галоген в жирных- кислотах, находящийся не в a-положении. Для получения метилового эфира у-диэтил- аминомасляной кислоты у-хлорпроизводное переводили действием Nai в соответствующее у-иодпроизводное [486].
В галогенированных лактонах обмен галогена на аминогруппу можно проводить без одновременного раскрытия кольца [487, 488].
Особенно легко протекает, конечно, кватернизация под действием галогенза-- мещеиных производных карбоновых кислот. В качестве примера приводится получение хлорида триметилбетанпгидразида (реактив Жирара Т) [489]
[(сн3)зй-сн2—c.o-nhnh2]ci-
Хлорид триметилбетаингидразида. Растворяют 984 а этилового эфира: хлоруксусной кислоты и 280 в сильно охлажденного безводного триметиламина в 2 л абсолютного спирта. На следующий день к раствору прибавляют еще 200 * триметиламина и через 24 ч при хорошем перемешивании в один прием приливают 400 8 гидразингидрата. После прекращения сильно экзотермичной реакции помещают реакционную массу в холодильник. Выпавшее вещество выделяют^ защищая его от влаги воздуха. Из маточного раствора при упаривании получаю#’ вторую фракцию. Выход продукта около 90% от теоретического; т. пл. 192е О6 (разл.). ■„
При алкилировании гидразинов моно- и диалкилгидразины, как правило, алкит- лируются даже легче, чем сам гидразид. При этом, так же, как и при алкилирования^ аммиака, лишь в отдельных случаях удается получить моно-* и диалкилгидразины,’ с удовлетворительными выходами [490]. Проще всего получаются Н,Н,Н-триалкилт- гидразиниевые соли [491, 492]. Относительно легко алкилируется гидразингидратк п щелочной среде действием хлоргидринов, давая гидразиноспирты [493]. |
* Мопоаралкплгидразины удобно получать по методу А. И Коста, Р. С. Сагитул-^ липа и Сунь Юй-шань [ЖОХ, 30, 3280 (i960)]. — Прим. ред.Й
F. F. В 1 i с k е, W. В. Wright jr., М. F. Z i е n t у, J. Am. СЬеШй Soc., 63, 2488 (1941).,J
J. E. L i v а к, E. С. В r i 11 о n et al., J. Am. Chem. Soc., 67, 2218 (1945),? [488] W. Keil, Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chem., 171, 242 (1927).
A. G i г a г d, G. Sa n du 1 esc o, Helv. chim. acta, 19, 1095 (1936)? A. G i^ г а г d, Org. Synth., Coll. v. 2, 85 (1955).i
O. Westphal, Ber., 74, 759 (1941).. 3
H. H. S i a 1 e r, G. M. О mi e ta nsk i, B. R u d n e r, Chem. Rev., 57.J 1021 (1957). ,- 3
C. Harries, T. Haga, Ber., 31, 56 (1898).
G. G e v e r, J. Am. Chem. Soc., 76, 1283 (1954).
J
п. обмен галогена на азот
После металлирования натрием в жидком аммиаке фенилгидраэин лег и с хорошими выходами взаимодействует с алкилгалогеиндами, образуя N-алкил- фенилгидразины [494]. При алкилировании гидразина N, N'-диалкилгидразины вооб] не образуются, во они относительно гладко получаются при алкилировании N,N'~; ацилгидразинов и последующем омылении [495—498]. Об алкилировании моноащ гидразинов см. [499].
Более гладко реагируют с гидразином а-галогенкарбоновые кислоты.
Этиловый эфир а-гидразинуксусной кислоты [500]. К 500 г (5 мо. водного 32%-ного раствора гидразина прибавляют в несколько приемов 94,J (1 лоль) хлоруксусной кислоты. Через 48 ч добавляют 85 а (около 2 холь) NaC и упаривают реакционную смесь в вакууме, причем вновь освобождается око 4 моль гидразина. К сухому остатку прибавляют 650 мл 30%-ного спнртова раствора НС1 и осторожно нагревают смесь до кипеиня. После этого охлажда) смесь и насыщают газообразным НС1 (приблизительно в течение 2 ч), добавляв 500 мл абсолютного спирта, нагревают до кипения и фильтруют горячий раствс При охлаждении кристаллизуется гидрохлорид гидразиноэфира в количест 103 а (66,5% от теоретического); т. пл. 150—153° С.
В заключение следует упомянуть, что алкилирование гидроксиламина алкила дидами протекает также до N.N-диалкилпроизводных, которые, особенно их низпг гомологи, в большинстве случаев очень легко реагируют далее с образованием окне триалкиламинов [501].
Арилироеание
Ароматически связанный галоген с трудом вступает в реакции *. Если аток галогена не активированы сильными электроноакцепторными заместителями в ори или пара-положеини, то они располагаются по возрастающей подвижности в такой > ряд, как алкилгалогеинды. В препаративной работе практически применяются лис хлор- или бромзамещенные ароматические соединения, взаимодействие которых с а. миаком или аминами протекает только в жестких условиях, и то лишь в прису ствии катализаторов — медного порошка или солей меди. Особенно хорошим катач затором является медь Ренея из сплава Деварда [502]. Каталитическое действие ме; в этой реакции, известной под названием реакции Ульмана, может быть усилено ел дами иода. Для связывания кислоты обычно применяют сухой К2СО3, в качестве ра творитсля удобнее всего применять нитробензол. В таких условиях удается дах провести арилирование дифениламина.
Трифепттлямин [503]. В колбу емкостью 2 л, которая снабжен*эффе тивной мешалкой и обратным воздушным холодильником длиной окол^^5 с-
Имеются в виду реакции нуклеофильного замещения. — Прим. рвд.<
L. F. A u d г i е t h, J. R. W е i s i g е г, Н. Е. Carter, J. Org. СНеЩ 6, 417 (1941).
С. D. Harries, Вег., 27, 2276 (1894).
Т. F о ] р ш е г s, Rec. trav. chim., 34, 34 (1915).
Н. Н. Hatt, Org. Synth., Coll. v. 2, 208 (1943).
H. C. Ramsperger, J. Аш. Chern. Soc., 51, 918 (1929).
R. L. Hinman, M. C. Flores, J. Org. Chern., 24, 660 (1959).
А. Carmi, G. P о 1 1 a k, H. Yellin, J. Org. Chem., 25, 44 (I960).
W. R. Dunstan, E. Goulding, J. Chem. Soc., 75, 792 (1899).
K. Bauer, Chem. Ber., 83, 10 (1950).
F. D. Hager, Org. Synth., 8, 116 (1928).
соединенным с нисходятцим холодильником Либиха, помещают 176 а м»лд». измельченного дифениламина, 204 в иодбензола, 1 л ие содержащего кисло! нитробензола, 138 е мелкоразмолотого безводного КаСО8 и 5 а медного мятяли^ тора (можно применять обыкновенную броизу). При сильном перемешнванч! реакционную смесь нагревают так, чтобы нитробензол конденсировался в верю ней части воздушного холодильника. Небольшая часть его при этом попадав! в нисходящий холодильник. Этот дистиллят время от времени сушат над NaasS и возвращают в реакцию. Реакция заканчивается'через 12—24 ч, когда прекре щается выделение воды. Нитробензол и избыток дифениламина отгоняют ■ колбы емкостью 5 л с паром. Собирают дистиллят (около 8—10 л), заканчищ™ перегонку, иогда 1 л дистиллята содержит менее 5 г нерастворимых в воде го ществ. Из остатка при охлаждении кристаллизуется неочищенный трифеня»! амин, который дважды промывают 400 мл воды, Неочищенный продукт экстрам руют, 1 л бенаола и затем еще треия порциями бензола (по 75 мл каждая). Э™ тракты отделяют от основного количества воды и перегоняют до тех пор, поиа Д начнет отгоняться прозрачный бензол. -Затем к остатку приливают сухой б™ зол до объема 1,2 л, фильтруют, охлаждают и пропускают в него гавообрЯ ный НС1. Через несколько часов отфильтровывают выпавший гидрохлрщи дифениламина и промывают его бензолом. После отгонки бензола от объедине*! иых фильтратов отгоняют в вакууме неочищенный трифениламин, польвущЯ короткой колонкой и достаточно Широким воздушным холодильником. Перш| фракция состоит из небольшого количества бензола и сильноокрашеннцх месей, затем перегоняется трифениламин; выход от 220—235 г; т. кип. 195—205^8 (10—12 мм рт. ст); т. пл. 120—124° С. Продукт перекристаллизовывают Ш 700 мл этилацетата; общий выход после выделения продукта из маточных творов 200—210 е (82—85% от теоретического); т. пл. 126° С.
Аналогичным способом из карбазола получают N-фенилкарбазод с вямЦ дом 88% от теоретического [503].'
Если исходным продуктом является не дифениламин, а N-февилантранилон кислота, то с хорошим выходом получается трифениламин-о-карбоновая кислота [50 Сама N-фенилантраниловая кислота может быть также приготовлена по реакции У) Мана из о-хлорбензойной иислоты с выходом около 90% от теоретического [502, 50
Часто вместо свободных аминов с большим успехом применяются их ЬГ-ацетя производные.
м-Нитродифениламин [506]. Растворяют 12 а м-нитроацетанилида и 21 бромбензола в нитробензоле и прибавляют 5 г К2СО3. Добавляя иеболы® количества KI и медного порошка, смесь скачала нагревают 10 ч при 180* затем в течение 8 ч медленно повышают температуру до 210° С. Содержимое коЯ подвергают перегоние с водяным паром и получают в остатке коричневое мае! которое при охлаждении сильно густеет. Водный слой отделяют, маслообраяй[ растворяют в этиловом спирте, фильтруют и для омыления иипятят в течи 3 ч с 20—25 мл концентрированной НС1. При добавлении воды л-нитродифета амин выделяется в виде коричневого масла, которое в скором времени ирной лизуется. Выход 11,3 г (80% от теоретического). После перекристаллизации'; этилового спирта получают'кириично-красиые кристаллы; т. пл. 112° С. j Значительно легче протекает взаимодействие иеактивированиых галогенза^ щепных ароматических спедияжий с металлированными аминами. В простейшем чае достаточно проводить взаимодействие в присутствии амида щелочного мета®
N-Фецилпиперидин [507]. В колбе с обратным холодильником нагрева! 7,8 г амида натрия в 30 мл сухого пиперидина в течение 15 мин, затем через обр|
I. Goldberg М, Nimerovsky, Вег., 40, 2448 (1907).-1
С. F. Н. Allen, G. Н. W. McKee. Org, Synth,, Coll. v. 2, 15 (1943). Я
I. Goldberg, Ber., 40, 4541 (1907).J
[507[ J. F. В u n n e t, T. К. В ro t her to n, L Org. Chern., 22, 832 (1957). J
ный холодильник прибавляют по каплям 15,7 а бромбензола; при этом выделяет аммиак и начинается бурная реакция, которая затихает после окончания доб вления бромбензола. В заключение смесь нагревают 2 ч до кипения, охлаясдй) и осторожно прибавляют 25 лм воды и 25 мл бензола. Бензольный слой отдела) и промывают тремя порциями 10%-ной соляной яислоты (по 25 мл каждая Объединенные солянокислые экстракты скльно подщелачивают коицентрировц ным раствором КОН; при этом выделяется масло, которое извлекают 15 j эфира. Водный слой встряхивают с тем же количеством эфира, эфирные вытяну объединяют и после отгоики эфира перегоняют остаток. Получают 16 а (99 от теоретического) N-фенилпиперидина; т. кип. 93—97° С (3—4 мм pm. ent 1,5593.
N-Циклогексиланилин [508[. Растворяют 12 а металлического нале в 100 лм жидкого аммиака и приливают к этому раствору 100 мл cyxoj циклогексиламина. После испарения аммиака прибавляют 47 в сухого бро] бензола, причем смесь разогревается и окрашивается в коричневый цвет. Е нагревают npir 120—130° С и перемешивании еще 3 ч, затем к темноокрашеннс смеси добавляют 100 мл воды и выделившийся огранический слой промывац 150 мл воды. Амии из объединенных водных вытяжек экстрагируют 100 * эфира. Эфирный экстракт присоединяют к органическому слою и сушат не NaoSOj. Растворитель отгоняют при нормальном давлении. Остаток перегоняй в вакууме; выход циклогексиланнлина 22 а (42% от теоретического); т. ЮН 142—147° G (9 мм рт. ст.). Следующая фракция, отгоняющаяся при 198—205® (9 мм рт. ст.), вероятно, представляет собой циклогексилдифениламии.
Тем не менее применение этой реакции арилирования к замещенным и конденеб ровапным галогенэамещенным ароматическим соединениям очень сильно ограниченс поскольку в большинстве случаев в качестве промежуточного продукта получаете, арин [509], что обычно приводит к перегруппировкам. Если подобная перегрушгв ровка протекает количественно, то она иногда может иметь препаративное значение
.и-Анизидин (получение ив о-хлоранизола) [510]. К раствору 0,85 молл амида натрия в 800 лм жидкого аммиака в течение 30 ми» прибавляют по капля] 60 г о-хлоракизола, смесь перемешивают еще 30 мин и разлагают избыто] амида натрия при помощи NH4CI. Растворитель испаряют, из остатка экстрата руют эфиром амин и из эфирного раствора осаждают его в виде гидрохлорида. Выход 30 а (57,7% от теоретического).
Реакционная способность ароматически связанного галогена значительно повьг шается при наличии нитрогрупп в орто- или пара-положении; меньшее влияние окЬзк вают карбоксильные, сульфо- и циангруппы. В активированных таним образом арома. тических галогензамещенных подвижность атомов галогена имеет обратный порядок: так атом фтора обладает максимальной подвижностью. В препаративном отношение этот факт используется, например, для определения при помощи 2,4-дннитроф'Яубеж- зола N-концевых аминокислот в пептидах [511]. Легкость протекания реакции видна из следующего примера.
2,4-Дннитро-Ы-(Р-оксиэтил)-анилин (512]. Встряхивают 0,5 г ^ганол- амина и 1 е NaHCOg в 10 мл воды с раствором 0,8 г 2,4-динитрофторбензола в 20 мл этилового спирта при комнатной температуре в течение 3 ч. Для удаление
£508] R. A. S е i b е г t, F. W. В е г g s t г о m, J. Org, Chern., 10, 544 (1945).
] R. Н u i s g e n, J. Sauer, Angew. Chern., 72, 91 (1960).
H. Gilman, S. Avakian, J. Am. Ghem. Soc., 67, 349 (1945).
1511] f. Sanger, Biochem. J., 39, 507 (1945): A. L. L e v y, D. C h u n g, J. Am^ Chern. Soc., 77, 2899 (1955).
Icl2} w. GraBmann, H. Hormann, H. E n d г es, Chem. Ber., 86,.
1477 (1953).
избытка динитрофторбензола прибавляют 0,2 г гликоля, встряхивают еще 2 < отгоняют в вакууме спирт и добавляют к остатку воду. Затем продукт экстрап руют эфиром, эфирпый экстракт упаривают и остаток перекристаллизовываю из этилового спирта; получают 1,62 г (86,4% от теоретического) красно-желты игл; т. пл. 92° С.
Бройнигер и Шпангенберг [513] описали большое число 2,4-динитрофеняльны производных амипов, полученных таким способом.
Очевидно, что реакционная способность галогена повышается с увеличение числа нитрогрупп в орто- или пара-положениях к нему. Так, например, реакцц с n-нитрохлорбензолом протекают еще в довольно жестких условиях. .
избежать применея^избежать применея^4-Нитродиэтиланилин [514]. Нагревают 100 г (1,4 моль) диэтилами® с 97,8 а (0,6 моль) 4-нитрохлорбензола в качающемся автоклаве при 175° С в ij чение 8 ч. Продукт реакции выливают в 1 л воды, отфильтровывают осадок, мывают его водой, растворяют при 60° G в 200 мл 20%-ной НС1, фильтру^ через стеклянный фильтр и кз фильтрата осаждают аммиаком 114 г (94% от те< ретического) неочищенного 4-нитродиэтиланилнна с т. пл. 71—73° С. После nepi кристаллизации из этилового спирта получают 85 г продукта с т. пл. 76° С. /
избежать применея^
избежать применея^
При проведении реакции с гидрохлоридом амина можно избыточного данлання.
4-Нитродиметиланнлин [173]. В колбе емкостью 500 мл к 42 г n-6poN китробепзола, 300 мл пиридина и 50 е NaIlCO3 прибавляют раствор 30 г гидМ хлорида диметиламина в 10 мл теплой воды и нагревают 10 ч смесь до кипений Затем отфильтровывают выделившийся NaBr и промывают его 200 мл ацетОм Фильтрат объединяют с промывным ацетоном, нагревают до кипения и при™ вляют к смеси воду до появления мути. При охлаждении выделяются игл™ которые перекристаллизовывают из метилового спирта; т. пл. 164° С. Втора фракция кристаллов может быть выделена после упаривания маточиого раствОИ до 1/3 исходного объема. Общий выход 32,4—33,6 а (94—97% от теоретического Аналогичным способом ИЗ 0-ХЛОрНИТрОбеНЗОЛЗ ПОЛучаЮТ О-ПИТрОДИМеТ® анилин; выход 85%; т. кип. 149° G (20 мм рт. ст.).
Пропись получения 2,4-динитроанилина из динитрохлорбензола см. [51. Для проведения этой реакции при нормальном давлении динитрохлорбензол сЮ вляют с ацетатом аммония при 170° С и над полученным расплавом в течение 6 ч п| пускают аммиак. По другому методу дииитрохлорбензол сплавляют с мочевиной [5Й
Пикрнлхлорид соответствует по реакционной способности алкилгалогенида Линке [517] провел реакции большого чксла ароматических аминов с пикрилхлор дом, оставляя их взаимодействовать в течение 15 ч в спиртовом растворе при 7’’ и получал соответствующие производные всегда с практически количественным выходу Реакция пикрилхлорида с анилином в этилацетате в присутствии NaHCO3 была испдЛ зована даже для количественного определения анилина [518].
Гидразин, подобно аммиаку и аминам, тоже легко реагирует с актнвированнЫ галогснзамещенными ароматическими соединениями. 2,4-Динитрофенилгидразин [51 часто применяемый в качестве реактива на карбонильную группу, получают в во® спиртовом растворе из 2,4-динитрохлорбензола и гидразина с выходом выше 8(1 Таким же образом можно арплировать гидразоны, что представляет интерес в Я случаях, когда 2,4-динитрофенилгидразоны образуются непосредственно из кето® с большим трудом или вовсе не образуются. В качестве примера, который можно И
513] 514;513] 514;515515516516517517518519518519Н. В rauniger, К. Spangenberg, Pharmazie, 12, 335 (1957). J G. L. В е h т, J. E. К i гЪ у et al., J. Am. Chern. Soc., 68, 1296 (1946). ., F. B. W e 11 s, G. F. H. A 11 e n, Org. Synth., Coll. v. 2, 221 (1943).Англ. пат. 263552; С., 1927, I, 2013.В. Linke. Вег., 56, 848 (1923).сВ. L i n k e,H. P re isseck er, J. Stadler, Ber„ 65, 1280, 1282 (193 C. F. II. Allen, Org. Synth., Coll. v. 2, 228 (1943).Н. В rauniger, К. Spangenberg, Pharmazie, 12, 335 (1957). J G. L. В е h т, J. E. К i гЪ у et al., J. Am. Chern. Soc., 68, 1296 (1946). ., F. B. W e 11 s, G. F. H. A 11 e n, Org. Synth., Coll. v. 2, 221 (1943).Англ. пат. 263552; С., 1927, I, 2013.В. Linke. Вег., 56, 848 (1923).сВ. L i n k e,H. P re isseck er, J. Stadler, Ber„ 65, 1280, 1282 (193 C. F. II. Allen, Org. Synth., Coll. v. 2, 228 (1943).
513] 514;
513] 514;
515
515
516
516
517
517
518
519
518
519
Н. В rauniger, К. Spangenberg, Pharmazie, 12, 335 (1957). J G. L. В е h т, J. E. К i гЪ у et al., J. Am. Chern. Soc., 68, 1296 (1946). ., F. B. W e 11 s, G. F. H. A 11 e n, Org. Synth., Coll. v. 2, 221 (1943).
Англ. пат. 263552; С., 1927, I, 2013.
В. Linke. Вег., 56, 848 (1923).с
В. L i n k e,H. P re isseck er, J. Stadler, Ber„ 65, 1280, 1282 (193 C. F. II. Allen, Org. Synth., Coll. v. 2, 228 (1943).
Н. В rauniger, К. Spangenberg, Pharmazie, 12, 335 (1957). J G. L. В е h т, J. E. К i гЪ у et al., J. Am. Chern. Soc., 68, 1296 (1946). ., F. B. W e 11 s, G. F. H. A 11 e n, Org. Synth., Coll. v. 2, 221 (1943).
Англ. пат. 263552; С., 1927, I, 2013.
В. Linke. Вег., 56, 848 (1923).с
В. L i n k e,H. P re isseck er, J. Stadler, Ber„ 65, 1280, 1282 (193 C. F. II. Allen, Org. Synth., Coll. v. 2, 228 (1943).
прострапить и на другие соединения, описывается перевод гидразона ацетона в ег 2,4-динитрофенилгидразоп [520].
2,4-Динитрофеяилгидрааон ацетона. Растворяют 1,5 г (0,02 люль) гидр азона ацетона в 10 лл 95%-ного спирта и прибавляют к раствору 4,0 г (0,019 молг 2,4-динитрохлорбензола в 30 ял 95%-ного этилового спирта. Смесь нагреваю 1 ч до кипения, охлаждают и фильтруют. 'Остаток промывают небольшим коле чеством теплого спирта для удаления непрореагировавшего динитрохлорбензол и сушат. После однократной перекристаллизации из 95%-ного этилового спирт получают 2,4-динитрофенилгидразон ацетона; т. пл. 123° С.
Ацилирование
Среди производных кислот (стр. 445—463), применяемых для ацилирования азот содержащих соединений, важную роль играют галогенангидриды кислот.
Из галогенангйдридов кислот практическое применение находят лишь соответ сткующие хлорангидриды. Часто бывает достаточно вводить неочищенный хлоранга дрид [521], получаемый из кислоты и РС13, или SOCla. Для ацилирования аммиак, проще всего растереть хлорангидрид кислоты с (NH^aCO3, нагреть эту смесь на водя ной бане для завершения реакции и отмыть от солеи аммония холодной водой. Реко мепдуется также проводить взаимодействие хлорангидридов кислот с ацетатом аммо ния при комнатной температуре в ацетоне [521а]. По другому способу хлорангидрид медленно приливают по каплям к избытку концентрированного водного раствор; аммиака при хорошем охлаждении и интенсивном перемешивании. Затем смесь ещ< некоторое время перемешивают и упаривают в вакууме досуха. Ввиду растворимосп амидов низших карбоновых кислот в воде их следует отделять от NH4C1 при помоще органических растворителей. Для этого можно применять, например, абсолютный, эти: ловый спирт; для выделения изобутирамида очень удобно употреблять кипящий этил ацетат [522], из которого при охлаждении изобутирамид кристаллизуется с выходов около 80%. Особенно удобно проводить синтез с водным раствором аммиака, ио, по йятно, лишь в тех случаях, когда образующийся амид нерастворим в воде и сраз^ выпадает в осадок, как, например, а-фенилбутирамид [523]-и р-нафтилацетамид [524]
При проведении синтеза в органическом растворителе можно избежать разделе, ния амида и NH4C1 экстрагированием растворителем. Чаще всего в качестве растворителей применяют бензол, петролейный эфир и хлороформ; в эфире часто получаются более низкие выходы. При проведении синтеза не следует вводить газообразный аммиак в раствор хлорангидрида кислоты, поскольку при этом иногда могут образоваться значительные количества диацилированиых производных; поэтому хлорангидрид к раствору аммиака рекомендуется приливать по каплям. При использовании органических растворителей можно после окончания реакции отделить NH.C1 фильтрованием или при получении нерастворимых в воде амидов отмыть NH4C1 водой. Метод ацилирования в неводных растворителях, который обычно дает высокие выходы и чистые продукты, демонстрируется па приведенном ниже примере; таким же способом был получен ряд других амидов всегда с хорошими или даже отличными выходами.
Бутирамид [525]. В трехгорлой колбе емкостью 500 мл с обратны^ холодильником, защищенным От влаги воздуха, капельной воронкой и газопроводящей трубкой, нагревают на кипящей водяной бане 250 мл сухого бензола. Сухой аммиак пропускают в бензол со скоростью около 250 мл!мин. Одновременна в течение 1 ч приливают по каплям раствор 21,3 г хлорангидрида масляной кислоты в 50 мл сухого бензола, пропускают аммиак еще 30 мин, отфильтровывают-
15201 L. 1. Braddock, М. L. Willard, J. Org. Chern., 18, 313 (1953).
о. A s с h а п, Вег., 31, 2344 (1898).
521а] р. A. Finan, G. A. Fothergill, J. Chem. Soc., 1962 , 2824.
В. Е. К е n t. S. М. М с Е 1 v a i n, Org. Synth., Coll. v. 3, 490 (1955).
s. M. M с E 1 v a i n, C. L. Stevens, J. Am. Chem. Soc., 69, 2663 (1947).
*524] M. s. Newman, J. Org. Chem., 9. 518 (1944).'
152.5] G. e. Philbrook, J. Org. Chem., 19, 623 (1954).
образовавшийся NH4C1 и дважды промывают остаток 25 мл сухого бензола. Фильтрат и промывной бензол упаривают до объема 75 мл и к кипящему раствору осторожно добавляют петролениый эфир (т. кип. 30—60° С) до начала кристалл лизации амида. Еще раз нагревают до исчезновения мути и быстро охлаждают^ Выделившийся бутирамид отфильтровывают на воронке Бюхнера и дважды перекристаллизовывают таким же образом из бензола и петролейного эфира и сушат на воздухе. Выход 13,7 з (78,7% от теоретического); белые кристаллы без запаха; т. пл. 115—116° С.
Ацилирование первичных и вторичных аминов может в принципе проводить^ .аналогично ацилированию аммиака; при этом одна молекула амина расходуется hi •связывание соляной нислоты и теряется. ;
И в этом случае в зависимости от растворимости аминов реакцию можно весщ как в водной, так и в безводной среде. Так, например, для получения М-метиламид<й низших жирных кислот [526] соответствующие хлорангидриды приливали по каплей к взятому с избытком водному раствору метиламина при температуре от —10 до —20’ <5 Для получения многих диэтиламидов преимущественно ароматических кислот onpaN дала себя следующая общая методика [527]. £
Диэтиламиды. К раствору 0,2 моль сухого диэтиламина в 100 мл сухом эфира соответствующей кислоты медленно приливают по каплям 0,1 моль хлор! ангидрида при хорошем охлаждении и интенсивном перемешивании. ПосЩ этого смесь перемешивают еще"! ч при комнатной температуре и в заключешй добавляют холодную воду до полного растворения гидрохлорида амина. Орг™ иическнн слой отделяют и промывают последовательно порциями по 100 м» 5%-ной НС1, водой, 5%-ным раствором NaOH, опять водой и насыщенным рад твором NaCl. После сушки, фильтрования и отгонки эфира продукт перегоняв в вакууме. Выходы обычно высокие. ч
Вместо эфира можно применять также другие неводные растворнтелЙ как, например, бензол или хлорзамещенные углеводороды; хлорангидрид и аМЯЙ рекомендуется растворять в одном и том же растворителе. "J
При ацилировании труднодоступных аминов выделяющийся галогеноводор»
•связывают не самим амином, а более дешевым основанием. При проведении синиц в органическом растворителе можно применять для этой цели сухие карбонаты щелф яых металлов. •>/
2-Бепэоиламино-н-бутанол [528]. Смесь 500 мл бензола, 25 г сух»| NasCO3 и 18,3 а 2-амино-н-бутанола охлаждают до 10° С. Затем к этой смеси ri перемешивании прибавляют по каплям раствор 28,1 г бензоилхлорида в 100. бензола с такой'скоростью, чтобы температура не превышала 10° С. Примет через 45 мин прибавляют еще 25 a Na2CO3 и опять перемешивают 4 ч при 1(й и затем 4 ч при комнатной температуре. В заключение реакционную мйб кипятят в колбе {с обратным холодильником до исчезновения запаха бенз<Я хлорида. Неорганический осадок отфильтровывают и промывают дважды/lOOi горячего бензола. Объединенные бензольные растворы упаривают до обМ 400 мл и охлаждают для кристаллизации. Вторую фракцию кристаллов полузд после упаривания маточного раствора до объема 150 мл. Общий выход продута 34—35 е (90% от теоретического); т. пл. после промывки бензолом 97—98л после перенристаллизации нз толуола 98—99° С.
Почти количественное ацилирование аминов в отсутствие агентов, связйД тощих кислоты, достигается длительным кипячением их гидрохлоридов с хлор#| гидридом иислоты в инертном растворителе до прекращения выделения галогенов<М рода [529—531].ад
[526] [527][528][529] 1530] (5311[526] [527][528][529] 1530] (5311G. F. D А 1 е 1 i о, Е. Е. R е i d. J. Am. Chern. Soc., 59, 109 (1937).
[526] [527]
[528]
[529] 1530] (5311
[526] [527]
[528]
[529] 1530] (5311
Е. Т. М с С a b е, W. F. В а г t h е 1 et al., J. Org. Chern., 19, 493 (1954),
J. H. В i 11 m a n, E. E. Parker,/. Аш. СЬеш. Soc., 66, 538 (1944).
H. Fran sen, Ber., 42, 2465 (1909).
H. Suida F. Drahowzal, Ber., 75, 991 (1942).
E. R о n w i n, J. Org. Chern., 18, 127, 1546 (1953).
Бензанилид [529]. В колбе с обратным холодильником в течение 8 кипятят смесь 9 г гидрохлорида анилина, 9 г бензоилхлорида и 50 мл бензола. П истечении этого времени выделение НС1 заканчивается. Реакционную мас< •хлаждают, выпавший амид промывают бензолом и водой и перекристаллизовт вают дз спирта. Выход почти количественный; т. пл. 162° G.
Этот метод применим для ацилирования как ароматических [529], так и алиф, •гических аминов [530], и при ацилировании больших количеств алифатических амин! удобнее, чем описываемый ниже метод Шоттена — Бауманна [530]. Таким я способом можно ацилировать аминокислоты [529, 531], представляющие собой вн; тренние соли.
При ацилировании по известному методу Шоттена — Бауманна [532} реакцв проводят в водной суспензии с гидроокисями щелочных металлов, которые связывай выделяющиеся кислоты. Поэтому метод особенно пригоден для ацилирования труда гидролизуемыми ароматическими хлорангидридами. Большей частью бывает дост точно встряхивать в течение некоторого времени амин, суспендированный в раство; едкого натра, с хлорапгидридом при комнатной температуре; иногда для завершен! реакции и гидролиза непрореагировавшего хлорангидрида реакционную массу заключение непродолжительное время нагревают и образовавшийся амид отфильтр вывают или экстрагируют органическими растворителями. Поскольку реакционна масса должна оставаться слабощелочной до конца реакции, а хлорапгидрид все у в некоторой степени гидролизуется, щелочь и хлорангидрид обычно вводят с 25%-нь избытком.
При ацилировании алифатическими или другими очень реакционноспособны» хлорангидридами рекомендуется применять охлаждение. В этих условиях тоже бол шей частью достигаются высокие выходы.
N-Метилизобутирамид [533]. Осторожно смешивают раствор 320 (8 лоль) NaOTl в 1 л воды с раствором 278 г (4 моль1) гидрохлорида метилами! в 690 лл воды и охлаждают. К смеси при перемешивании прибавляют по капле 424 а (4 яоль) хлорангидрида изомасляной кислоты с такой скоростью, чтоС температура не превышала 10° С. После этою доводят температуру до комиц ной, отделяют слой амида, а из водной фазы три раза экстрагируют амид эфире иорциями по 200 мл. Слой амида и эфирные растворы объединяют, сушат и пер гоняют. Выход амида 303 г (75% от теоретического); т. кип. 120—121° С (27 л pm. cm.y, n^ 1,4350.
Аналогично получают N-этильпое производное [533] (т. пл. 65—67s и N-метилмстакриламид [534].
Реакция Шоттена — Бауманна часто применяется для ацилирования амин: кислот, особенно для их бензоилирования или введения карбобензоксигруппы.
Универсальный способ бензоилирования аминокислот по Шоттену — Бауман» и обзор ранней литературы приводит Штайгср [535]. Отдельные прописк дл^^ензо лировапия глицина [536] и е-амипоканроновой кислоты см. [537]. *
Ниже приведен пример синтеза карбобензоксиаминокислот, имеющих больше значение для получения пептидов; N-ацильный остаток этих кислот легко подвергает, гидрогено литическому отщеплению [ 538].
f 532 J С. Schotten, Вет., 17, 2544 (1884); 23. 3430 (1890); Е. В a u m а п и, Bei 19, 3218 (1886); L. v. О dr an sky, Е. Baumann, Вег., 21, 2744 (1885 О. Н i n s Ъ е г с, L. v. U d г a n s к у, Ann., 254, 252 (1899).
] S. М. МсЕ 1 vain, С. L. S t е v е n s,J. Am. Chern. Soc., 69, 2d
(1947).
J. II о у Ь о е г, A. J. Staverm an, Rec. trav. chim., 69, 787 (1950).
,535] R. Steiger, J. Org. Chern., 9, 396 (1944).
A. W. Ingersoll, S. H. Babcock, Org. Synth., Coll. v. 2, 328 (194.
, 5371 J. с. E с к, C. S. Marvel, Org. Synth., Coll. v. 2, 76 (4 943).
। 538] M. Bergmann, L. Z e r v a s, Ber., 65, 1192 (1932).
28 Заказ 1835.
N-Карбобензоксиглицин [539]. К охлаждаемому льдом раствору 7,5 глицина в 50 мл 2 н. раствора NaOH при перемешивании в течение 20—25 ли одновременно прибавляют по каплям 17 г бензилового эфира хлормуравьнна кислоты и 25 лм 4 н. раствора NaOH. После этого смесь перемешивают ещ 10 мин, примеси экстрагируют эфиром и подкисляют водный слой по конг концентрированной НС1. Осадок отфильтровывают, промывают небольшим коли честном воды и после сушки на воздухе перекристаллизовывают из хлороформа Выход 18—19 г; т. пл. 120° С.
п-Нитро-[540] и п-бромкарбобензоксиаминокислоты [541] обычно легче кри сталлизуются, чем незамещенные карбобензоксиаминокислоты, но и они легко подвв| гаются гидрогенолитическому расщеплению. Известны также защитные группы амии ных функций, сообщающие веществу окраску, имеющие особенно большое значёнв при хроматографической очистке аминокислот, и пептидов, см. [542].
Для связывания образующегося по реакции Шоттена — Бауманна галогену водорода вместо едкого натра или кали применяют гидроокиси магния [538), кальцж [543], бария [544], бикарбонат натрия [545] и ацетат натрия. Во многих случай отличные результаты получены при использовании пиридина, который иногда може одновременно служить также растворителем (см., например, [546]). !J
Метиловый эфир п-(га'*нитробензоиламино)-бензойной кислоты [547^ К раствору 2.6 г метилового эфира п-аминобензойной кислоты в 20 мл суХог хлороформа, не содержащего метанола, прибавляют раствор 2,9 г п-нитробензои^ хлорида в 10 мл хлороформа и затем 5 мл абсолютного пиридина. Смесь раз^ гревается и начинается выделение светло-желтого вещества. Через 15 ч (та 20° С) осадок отфильтровывают. Выход 4,6 г (98% от теоретического), >поСЯ перекристаллизации из этилацетата т. пл. 244° С. .Д
Диэтиловый эфир бензомламиномалоновой нислоты [548]. К смеси 58/ диэтилового эфира аминомалоновой кислоты, 50 мл пиридина и 250 мл воды ни ливают по каплям при температуре не выше 50° С и перемешивании 48.5 г бензоИ хлорида. Смесь охлаждают до комиатиой температуры, отфильтровывают выпад тий осадок, сушат его в вакууме и растворяют в минимальном количесн бензола. Из полученного раствора осаждают продукт медленным добавление шестикратного объема петролейного эфира; выход 92,4 г (90% от теоретическом т. пл. 73—74° С. 1
При ацилировании в пиридине по методу Эйнгорна в некоторых случаях мс отказаться от применения готовых хлорангидридов, так как они могут получа в процессе синтеза. Для этого кислоту совместно с амином растворяют в пирид добавляют тионилхлорид (SOC12) и оставляют на некоторое время при охлажде после чего смесь выливают в воду и промывают выпавший амид последовательно бавленной кислотой, разбавленной щелочью и водой.
Н. Е. С а г, t е г R. L. F г а п k, Н. W. J о h n s t о n, Org. SynS Coll. v. 3, 167 (1955).3
F. Н. С а г р е n t е г, D. Т. G i s h, J. Am. Chem. Soc., 74, 3818 (19® D. T. Gish, F. H. Carpenter, J. Am. Chem. Soc., 75, 950 (1953),.^
D. M. Channing P. H. Turner, G. T. Y о un g, Nature (Londli 167, 487 (1951).
R. Schwyzer, P. S i e b e r, K. Z a t s к d, Helv. chim. acta, 41, 491 (198
J. Biehringer, A. Busch, Ber., 36, 137 (1903).
[5444 A. E t а г d, A. V i 1 a, С. r., 135, 698 (1902).Я
[545[ E. Fischer, Ber., 32, 2454 (1899).J
[5461 R. Walther, St.- Wlodkowski, J. prakt. Chem. [2], 59, 266 i(18fl [547] R. К u h n E. F Moller, G. Wendt, И. В e i n e г t, Ber<,^« 717 (1942).-" J
С. E, R e d e m a л n, M. S. Dun n, J. Biol. Chem.. 130, 345 (1939), ^
Иногда вместо пиридина можно использовать и другие третичные амины, j пример триэтиламин [549] или диэтиланилин [550].
Следует указать также на возможность образования кетенов из хлорангидриц алифатических кислот и третичных аминов [551].
Высокая реакционная способность галогена, связанного с карбонильной гру пой, позволяет почти всегда применять для ацилирования по описанным выше спо( бам даже такие галогенангидриды, в молекуле которых имеются и другие функцв дальние группы. Полное исключение нежелательных побочных реакций достигает в этом случае выбором достаточно низкой температуры проведения реакции. Так, и взаимодействии а-бромацетилбромида [552] и а-оромиропионилбромида [553], а тащ дихлорацетилхлорида [554] с разными аминами в этиленхлориде при температуре — 10 до —20° С были получены с высокими выходами соответствующие амиды, прич кислоты связывались избытком амина.
Монохлорангидриды эфиров дикарбоновых кислот могут быть переведены в t ответствующие моноамиды эфиров дикарбоновых кислот с сохранением сложноэфи ной группы. Так, например, хлорангидрид монометилового эфира себациновой к® лоты реагирует с водным аммиаком с образованием эфирамида с 95%-иым выход. [555]. Для получения уретанов часто пользуются реакциями эфиров хлормуравьин кислоты с аммиаком [539, 556], первичными [557] и вторичными аминами [55?
Во многих случаях можно проводить амидирование дихлорангидридов как одной, так и по двум функциям. Хлорангидриды карбаминовой кислоты, образу щиеся из фосгена и аммиака или аминов в строго определенных условиях [559], пр менялись для синтеза амидов ароматических карбоновых кислот по реакции Фр деля — Крафтса и для получения несимметрично замещенных мочевин.
Гораздо проще идет двустороннее амидирование фосгена в симметричные МО* вины. Особый интерес приобрело взаимодействие имидазола с фосгеном, приводят к образованию N.N'-карбонилдиимидазола [560], обладающего значительной реакцис ной способностью вследствие подвижности амидных связей.
Ввиду легкости обмена имидазольных остатков на другие группы это соеди® рие может быть широко использовано для синтеза в исключительно мягких условя -других производных угольной кислоты, эфиров, амидов и гидразидов карбоиовг кислот, пептидов, эфиров фосфорных кислот и аналогичных соединений [560а]. П скольку карбонилдиимидазол гидролизуется уже влагой воздуха, его получек должно проводиться при тщательном исключении доступа влаги.
Х,Н'-Карбонилдиимидазол [500b], В приборе на шлифах растворяют К имидазола в 120 мл безводного тетрагидрофурана. К этому раствору из граду рованной пипетки для кислот прибавляют 2,50 мл фосгена, конденсирование» в ловушке, охлаждаемой смесью ацетона с сухим льдом. Тщательно исключ, доступ влаги, отсасывают выпавший гидрохлорид имидазола па воронке с пор® тым стеклянным фильтром и упаривают в вакууме тетрагидрофурановый раста досуха. Выход Х,>Г-капбонилциимидазола 90—95% от теоретическо® т. ил. 116—118° С.
Вместо тетрагидрофурапа иногда применялись и другие инертные раста рители, например бепзол [561]. ▲
Н. Suter, II. Z u t t е г, Н. W i d 1 е г, Ann., 576, 223 (1952).
Р. R u g g I i, J. Rohner, Helv. ebim. acta, 25, 1533 (1942).
W. E. Hanford, J. C. Sauer, Org. Reactions, 3, 124 (1946).
W.E.Weaver,W.M.Whaley,J.Am.Chern.Soc.,69,515 (1947) .
W.E.Weaver,W.M.Whaley,J.Am.Chem.Soc.,69,1144(194":
A.D.Swensen,W. E.Weaver,J.Аш.Chem.Soc.,70,4060(194?
W.S.Bishop, Org.Synth., Coll. v.3,613(1955).
W. M. Kraft, R. M. Herbst, J. Org. Chem., 10, 483 (1945).
W. W. Hartman, M. R. В re then, Org. Synth., Coll. v. 2, 278 (194;
C. S. Marvel, W. A. No yes.-J. Am. Chem. Soc., 42, 2276 (1920).
H. П о p f f, H. Ohlinger, Angew. Chem., 61, 183 (1949).
H. A. Staab, Ann., 609, 75 (1957).
Обзорная статья: 11. A. S t a a b, Angew. Chem., 74, 407 (1962).
IL A. S t a a b, K. W e n d e 1, Chem. Ber., 93/ 2902 (I960).
R. Paul, G. W. Anderso n, J. Am. Chem. Soc., 82, 4596 (1960).
Для получения тиокарбонилдиимидазола к раствору имидазола в хлороформе прибавляют по каплям бензольный раствор тиофосгена [561а].
Дихлорапгидрид малоновой кислоты и дизамещенные аналоги ого взаимодействуют с сильноосновными аминами с образованием преимущественно диамндов соответствующих малоновых кислот. Замыкание кольца в циклические имиды удается лишь При взаимодействии дихлорангидридов дизамещевных малоновых кислот со слабыми аминами ароматического или гетероциклического ряда; аналогично реагируют N.N-дизамешснные гидразины с образованием 3,3-дизамещеиных 1-аминоацетидиндио- нов-2,4 [562].
СО
Так же гладко реагируют с первичными аминами галогениды синильной кислоты. Для получения цианамидов эту реакцию рекомендуется проводить с бромциа- ном. Во избежание образования гуанидинов следует применить интенсивное охлаждение.
Бензилпианямид [563]. К раствору 4,3 г бензиламина при охлаждении- в бане со льдом и перемешивании медленно прибавляют по каплям раствор-2,1 г бромциана в 14 мл сухого эфира. Гидробромид бензиламина отфильтровывают и упаривают фильтрат в вакууме досуха. Получают 2,6 г (95% от теоретического) неочищенного продукта; т. пл. 42—44° С.
Дизамещенные цианамиды часто выгоднее получать не взаимодействием вторичных аминов с бромцианом, а подвергая третичные амины так называемому расщеплению по методу Брауна [564]. При этом обычно в виде алкилбромида отщепляете^ самый короткий алкильный остаток.
N-Метил-лг-о-нйфтплииянямид [565]. В вытяжном шкафу в течение 16 * нагревают на паровой бане до кипения 171 г N,N-димeтил-a-нaфтилaминal. и 125 г бромциана и выливают продукт в 2,5 л сухого эфира; при этом выпадает •садок образующегося в качестве побочного продукта бромида триметил-а-; нафтиламмония (выход 10 г, т. пл. 160° С). Осадок отфильтровывают, фильтрат; промывают четыре раза примерно 15%-ной НС1, порциями по 800 мл каждая,, и пять раз порциями воды по 500 мл. Эфирный раствор сушат 30—35 г безводного^ CaSO4 и после отгонки эфира перегоняют остаток в вакууме; выход продукта’ 115—122 г (около 65% от теоретического). N-Mcтил-N-a-нaфтилциaнaмид пред*" ставляет собой слегка желтоватое масло с т. кип. 171° С (1 мм рт. ст.) или 185—• 187°С(Злл рт. ст.). .
Менсе гладко, чем с аммиаком, первичными и вторичными аминами, протекав взаимодействие хлорангидридов кислот с гидрокскламином, гидразином, третичны?' амилами и амидами кислот.
[561а] Н. A. Staab, G. W а 1 t h е г, Ann., 657, 98 (1962).'
A. Ebnother, Е. Jucker et al., Helv. chim. acta, 42, 918 (1959).
H. K. Nagy, A. J. T о m s о n, J. P. Horwitz, j. Am. Chei Soc., 82, 1609 (1960).
H. A. Hagaman. Ore Reactions, 7. 198 (1953).
1565] U. W. J. Cressman. Org. Synth., Coll, v, 3, 608 (1955).
Лишь в редких случаях гидроксамовые кислоты готовят взаимодействием гид оксиламина с хлорангидридами кислот [566, 567]; гидроксиламин более целесообраз: ацилировать эфирами карбоновых кислот.
Гидразиды карбоновых кислот тоже проще синтезировать гидразниолнзом ело: вых эфиров, поскольку из хлорангидридов кислот часто таким образом (по-видимом особенно легко в водной среде) получаются К^'-диацильные производныеi[56?
Так, по реакции Шоттена — Бауманна [497] с выходом 70% от теорет -ческого получают К^'-дибензоилгидразин, имеющий большое значение д,
1синтеза К,К'-диалкилгидразинов; в то же время карбобевзоксигидразв
1применяемый иногда для синтеза пептидов, получают взаимодействием эфи
fхлормуравьиной кислоты с избытком гидразина в хлороформе [569]. Между те
,в водном растворе образуется в основном N.N'-дикарбобензоксигидразин [56$
Третичные алифатические амины не ацилируются простыми хлорангидрида! i-карбоновых кислот. Если все же реакция и происходит, то от хлорангидридов отт
Vпляется хлористый водород и образуются кетены [551], которые легко подвергают.
5;дальнейшим превращениям. Этот метод вряд ли имеет какое-либо препаративное зв
учение для получения кетенов, хотя в некоторых случаях взаимодействие протек»
Vс хорошими выходами, например при синтезе дифенилкетена [570]. Иногда галогенд
6ангидриды кислот оказывают на третичные амины дезалкилирующее действие [571
Ацилирование третичных алифатических аминов под действием хлорангидрид.
Г ' кислот с образованием солей триалкилациламмония удалось осуществить лишь ие т< давно [572] в присутствии SbCl6; при этом действительным ацилирующим агент< к следует считать гексахлорантимоиат карбоксония:
hHCOCl + SbCl5 —- |НСО)+[ЗЬС1,]- -SB. [nC0-NRJ|+|SbCle]-
Такие триалкилациламмониевые соли являются более сильными ацилирующи» £. • агентами, чем сами хлорангидриды кислот.
j'В отличие от третичных алифатических аминов пиридин N-ацилируется дал
ь? • в отсутствие комплексообразующих кислот Льюиса [573, 574]. (Обзор, посвященнь 1 солям N-ацилпиридиния, см. [467].)
lВследствие пониженной основности амидов кислот их ацилирование, естес
Увенно, протекает с большим трудом, но значительно облегчается в присутствии пир:
^дина [546, 575, 576]. Возможно, что причиной такого сильного ускорения реакце
Уявляется промежуточное образование упоминавшихся выше солей N-ациллиридине
к[577]. Так, дибензамид получается из бензоилхлорида и бензамида в среде пирндие
?с почти количественным выходом даже при охлаждении, тогда как без пиридина ре»:
К,ция вообще не идет [578]. Томсону [575] удалось получить триацильные произва
Вные с высокими выходами действием ароматических галогенангидридов на алифатич
гские и ароматические амиды в присутствии пиридина даже при температурах от —<
е до —70° с.
ЬАцилирование амидов по другим методам, в которых не применяется т^риди]
|; обычно проводят в гораздо более жестких условиях, чем ацилирование аминЖ. Таз
] М. A. Stolberg, W. A. Mosher, Th. Wagner-Jauregg, J. Ап Chern. Soc., 79, 2615 (1957).
] A. W. S с о t t, W. О К e a г s e, J. Org. Chern., 5, 598 (1940).
] C. N a e g e 1 i, G. Stefanovitsch, Helv. chim. acta, 11,'621 (1923
H. Boshagen, J. Ullrich, Chern. Ber., 92, 1478 (1959).
H. Staudingcr, Ber., 44, 1619 (1911).
O. Hess, Ber., 18, 685 (1885).■
F. К 1 a g e s, E. Z a n g o, Ann., 607, 35 (1957).
V. Prey, Ber., 75, 537 (1942).
II. Adkins, Qu. Ё. Thompson, J. Am. Chern. Soc.. 71, 2242^(1949).
] Qu. E. Thompson, J. Am. Chem. Soc., 73, 5841 (1951).
N. О. V. S о n n t a g, Chem Rev., 52, 308 (1953).•
W. Huckel, Ann., 540, 283 (1939).
] A. W. Tit her ley, J. Chem. Soc., 85, 1673 (1904).
например, для моно- и диацилирования мочевины галогенангидридами жирных кислот смесь нужно продолжительное время нагревать [579, 580].
н-Бутирилмочевина [579]. К смеси 10 г мочевины и 25 лм бензола прибавляют две капли концентрированной НаЗО4 и нагревают до кипения, прибавляют к этой смеси 15 г н-бутирилхлорида в течение 15 мин при перемешивании и нагревают еще 4 ч. При охлаждении выделяется ацилированная мочевина, которую отфильтровывают и промывают раствором NaHCOs и водой; выход 75—85% от теоретического; т. пл. 173—174° С.
В аналогичных условиях моноацилированные мочевины могут подвергаться дальнейшему ацилированию по второму атому азота' [579, 580].
Во многих случаях ацилирования амидов можно отказаться от нагревания, если для синтеза применять предварительно металлированные амиды. Например, Дильс [581], пользуясь этим методом, провел диацилирование этилового эфира карбаминовой кислоты (уретан) 2 жаль эфира хлормуравьиной кислоты и получил этиловый эфир дикарбэтоксикарбаминовой кислоты (так называемый триэтиловый эфир азоттрикарбоновой кислоты):
H,NCOOH+2ClCOOH + 2Na -24$- N(COOB)s + 2NaCl + H2
Для идентификации амидов кислот иногда используют их реакцию с симметричным фталилхлоридом с образованием N-ацилфталимидов [582]:
^\/С0С1/\/С\
' I I +H3NCOB ЧнсГ* I I N-COR
Амид нагревают с рассчитанным количеством фталилхлорида без растворителя или в толуоле до прекращения выделения хлористого водорода [582]. В некоторых случаях при синтезе N-ацилфталимидов этот путь более удобен, чем ацилирование фталимида [583]. Например, Х-(л-толуолсульфонил)-фталимид удалось получить только таким способом [582].
Ацилирование амидов карболовых кислот хлорангидридами карбоновых кислот нередко сопровождается нежелательными побочными реакциями. Так, например, при взаимодействии хлорангидридов с анилидами может произойти обмен ацильных групп [584] или образование амидина [585]:
RCOCl + R'CO-NHCeH5 —► R'COCl-RCO-NIlCeH5
Об ацилировании цианамида галогенангидридами см. [586].
Прочие реакции
Получение изоцианатов из фосгена и аминопроизводных [587, 588]. В то время как реакция фосгена с избыточным количеством свободного амина приводит к образо-
[579][580][581]582583584585586[587][588][579][580][581]582583584585586[587][588]R. W. Stoughton, J. Org. Chern., 2, 514 (1938).\
[579]
[580]
[581]
582
583
584
585
586
[587]
[588]
[579]
[580]
[581]
582
583
584
585
586
[587]
[588]
R. W. S t о u g h t о n, H. L. D i c k i s о n, 0. G. F i t z h u g h, J. Am. Clicm. Soc., 61, 408 (1939).
O. Diels, Bcr., 86, 736 (1903); С. H. F. Allen, A Bell, Org. Synth.; Coll. v. 3, 415 (1955).
Th. W. Evans, W. M. Dehn, J. Am. Chem. Soc., 51, 3651 (1929).
Ch. D. Hurd, M. F. Dull, J. Am. Chem. Soc., 54, 2432 (1932).
A. Pictet, Ber., 23, ЗОН (1890).
C. A. Friedmann, O. G. Backeherg, J. Chem. Soc., 1938, 469.
O. D i с 1 s, A. W a gn e r, Ber., 45, 874 (1912); A. F. Crowther, F. H. S. Curd, F. L. R о s e, J. Chem. Soc., 1948, 586.
Обзорная статья: W. S i e 1 k e n, Ann., 562, 75 (1949).
Обзорная статья: J H Saunders, R. J. Slocombe, Chem. Rev., 43, 203 (1948).
ванию симметричных мочевин, действие избытка фосгена на гидрохлориды первичных аминов дает возможность получать изоцианаты. Реакция протекает при повышенной температуре и, по-видимому, следующим образом. Сначала отщепляется НС1 и образуется хлорангидрид карбаминовой кислоты, который при высокой температуре распадается на изоцианат и НС1:
RNH3 HCHCOCIa -Ганс!- RNH-COCiRNCO
Этот способ исключительно удобен в лабораторной практике и непригоден только при фосгенировании первых членов гомологического ряда аминов. Обычно синтез проводится в высококипящем'инертном растворителе (толуол, ксилол, хлорбензол, хлорнафталин), температура кипения которого должна как можно сильнее отличаться от температуры кипения получаемого изоцианата. Для облегчения взаимодействия соль амина хорошо измельчают или, еще лучше, ее осаждают пропусканием газообразного НС1 в раствор амина в используемом для фосгенирования растворителе. Смесь нагревают до 130—150с"С при интенсивном перемешивании (в некоторых случаях и до более высокой температуры), и пропускают фосген в суспензию (или раствор} или, лучше, над суспензией до прекращения выделения НС].
Фенилизоцианат (588а]. Раствор 93 г анилина в 1 л толуола при 70° С насыщают сухим газообразным НС]. Затем при температуре кипения пропускают СОС12 до образования прозрачного раствора. При разгонке с эффективной колонкой получают 99 г (83% от теоретического) фенилизоцианата; т. кип. 158—168° С.
Гексаметилендиизоцианат [587]. В 1 л дихлорбензола суспендируют 190 г тщательно размолотого дигидрохлорида гексаметилендиамина и фосгени- руют смесь при 190—195° С. Через 18 * образуется прозрачный раствор. После отгонии растворителя продукт перегоняют с колонкой Видмера и получают 160 г (95% от теоретического) тексаметилендиизоцианата; т. пип. 132° С (15 мм pm. ст,).
Синтез можно проводить и со свободными первичными аминами. Для этого сначала на холоду проводят реакцию амина с избытком фосгена; обычно амин (чаще всего раствор амина) при охлаждении прибавляют к раствору избытка фосгена. Вместо симметричной мочевины в таких условиях образуется смесь гидрохлорида амина и хлорида карбаминовой кислоты, которую фосгенируют далее при нагревании, как указано выше. Этим способом был получен дифенилметан-4,4'-диизоцианат [587].
Другой вариант используется для фосгенирования сильноосновных алифатических аминов, особенно для фосгенирования диаминов, гидрохлориды которых не взаимодействуют с фосгеном. В раствор диамина в подходящем для фосгенирования растворителе пропускают сначала сухую СО2, причем образуется карбаминовокислая соль:
H2N-R-NH2 + CO8 —> h3n-r—nh-coo- которая затем под действием фосгена на холоду превращается в хлорид карбаминовое кислоты, а при нагревании — в изоцианат [587]:
H3N_R_NH-COO- -^7- |H3N-R-NH-COC1]CI-OCN-H-NC^ ’Таким способом, например, получен циклогексил-1,4-диизоцианат [587].
В отдельных случаях исходными продуктами для получения изоцианатов служили также мочевины.
Фенилнзоцианат [587]. При 150° С в течение 4—5 ч проводят реакцию смеси 1,7 кг дифенилмочевины, 4 кг 1-хлориафталина и 800 8 фосгена. Затем продувают через смесь в течение 30 мин воздух для удаления задержавшегося НС1. Чистый фенилизоциапат выделяют фракционной перегонкой; выход 1,6 ка; т. кип. 55—57° С (16 мм рт. ст.). Остаток после Перегонки можно использовать в следующем синтезе фенилизоцианата.
Простейшие алифатические изоцианаты часто с успехом получают термическим разложением некоторых мочевин или- уретанов.
[588а] D, V. N. Hardy, J. Chern. Soc., 1934, 2011.
Метилизоцианат [587]. По реакции дифениламина с фосгеном получают хлорангидрид дифенилкарбамиловой кислоты, который реагирует с метиламином с образованием симметричной Х-дифенил-Х'-метилмочевпны. При пагрева- нии 226 г этой мочевины до 240—290° С получается 57 г метилизоцианата; т. кпп. 38—40° С. Остаток после перегонки представляет собой дифенилами^..
Особенно легко—уже при перегонке — расщепляются мочевины, получающиеся из эквимолекулярных количеств первичных аминов и Х,Х'-карбонилдиимид-- азола
причем образуется изоцианат и имидазол [589].
Циклогексилизоцианат (589]. К раствору 10,06 г Х.Х'-карбонилдиимид-: азола в тетрагидрофуране при перемешивании медленно прибавляют по каплям 6,15 г циклогексиламина. После отгонки растворителя в вакууме продукт собирают в интервале 80—96° С (45 мм рт. ст., температура бани 170—185° С);; выход 6,41 е (83% от теоретического).
Аналогично термическим разложением тиомочевин получают изотиоцианаты; и в этом случае особенно хорошие результаты дает имидазолидный способ с использованием в качестве исходного соединения Х,Х'-тиокарбонилдиимидазола (589а].-
а-Нафтилизотиоцианат [590]. В колбе с обратным холодильником нагревают 16,16 г а-нафтилтиомочевины и 180 мл хлорбензола в течение 8 ч при 150° р, Затем хлорбензол отгоняют сначала при остаточном давлении 20 мм рт. ст., затем при 1 мм рт. ст. и экстрагируют а-нафтилизоцианат из остатка четырьмя порциями гексана, по 30 лл каждая; при этом перастворенной остается смесь,, состоящая нз 0,65 г а-нафтилтиомочевины и такого же количества ди-а-нафтнл— тиомочевины. Из объединенных гексановых растворов после удаления раствори- теля получают 12,75 г (86% от теоретического) а-нафтилизотиоцианата; иглы с т. пл. 58—58,5° С.
Получение изонитрилов и формамидов из хлороформа и аминов. Первичные , амины реагируют с хлороформом в присутствии гидроокиси щелочного металла с образованием изонитрилов *. Эта реакция, часто применяемая для идентификации первая-' пых аминов, иногда используется благодаря хорошим выходам в препаративном масштабе. Реакция экзотермическая и обычно протекает уже при смешении реагентов. Употребляя бепзол в качестве растворителя, Малатеста [591] получил из некоторых - алифатических и жирно-ароматических аминов (бутил-, изоампл-, амил-, бензиламин) изонитрилы с выходами 80—85% от теоретического.
Получаемый из анилина фенилизонитрил лишь с трудом поддается очистке от непрореагировавшего анилина. Препараты, содержащие анилин, большей частью не окрашены; чистый фенилизонитрил, напротив, легко полимеризуется с образованием днавила индиго, окрашенного в синий цвет [592].J
Феинлизоннтрил [592]. В трехгорлой колбе емкостью Зле мешалкой?' на вращающемся шлифе и двумя холодильниками Фридриха при перемешиваинн- нагревают на асбестовой сетке до начала спонтанной реакции 200 мл (2,2 моль)...
’ При синтезе изонитрилов не следует забывать об пх высокой токсичности (хорошая тяга, перчатки!). — Прим, ред-
II. Л. 8 t a a b, W. Ben z Angew. Chern., 73, 66 (1961); Ano., 648, 72 (1961).
589a] H. A. Staab, G. Walther, Anu., 657, 104 (1962).
J. N. Baxter et ah, J. Chern. Soc., 1956, 659.
L. Malatesta Gazz. chim. ital., 77, 238 (1947); C. A., 42, 869 (1948).
Ch. Grundmann, Chern. Ber., 91, 1360 (1958).
анилина, 360 мл (4,5 моль} хлороформа, 320 а (8 лоль) NaOH в виде чешуек и 10 мл абсолютного этилового спирта. Охлаждая время от времени смесь в бане со льдом, регулируют скорость этой очень бурной реакции, поддерживая ее в границах, определяемых мощностью обратных холодильников. Происходящее иногда вспенивание можно устранить только дальнейшим снижением скорости реакции. По завершении спонтанной реакции смесь нагревают еще 1 ч при пере- мешиваппи до слабого кипения, следя за тем, чтобы непрерывно густеющее содержимое колбы не пристало к стенкам колбы. Общая продолжительность реакции от 1,5 до 3 ч. После охлаждения смеси образовавшийся осадок отделяют на воронке Бюхнера в вытяжном шкафу и промывают 250 лм эфира. От темно- коричневого фильтрата отделяют небольшое количество водной фазы и отгоняют растворители на водяной бане при температуре не выше 50° С. Остаток после отгонки растворителей немедленно подвергают дальнейшей перегонке в вакууме с эффективной колонкой. При 57—62° С (14 мм рт. ст.} перегоняется фенилизо- питрил (73—75 г), затем при 62—73° С (14 мм рт. ст.} отгоняется главным образом анилин (89 г), который может быть использован в следующем синтеае. При повторной перегонке с колонкой из первой фракции получают 71 г чистого фенилизонитрила, т. кип. 53,5—54° С (13 мм рт. ст.}, который в скором времени окрашивается в глубокий синий цвет, что говорит об отсутствии примеси анилина. Выход по прореагировавшему анилину 55% от теоретического.
Об изонитрплах см. также стр. 445. Кроме того, следует упомянуть способ их получения из N-замегЦенных формамидов, основанный на отщеплении воды [593].
Вторичные амины реагируют с хлороформом в тех же условиях. Правда, в этом случае образуются не изонитрилы, а N-дизамещеиные формамиды [594, 595].
Н,М-Дибутнлформамид [594]. К 129,2 г днбутиламина и 160 мл хлороформа прибавляют по каплям раствор 160 г NaOH в 1 л метилового спирта (экзотермическая реакция, см. предыдущий синтез) и кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 24 ч. Охлажденный раствор фильтруют. При перегонке его в вакууме наряду с 19,9 г (15%) непрореагировавшего днбутиламина получают 102 г (65% от теоретического) Х^-дибутилформамида; т. кип. 63е С '(0,1 мм рт. ст.}; «р 1,4419.
Взаимодействие галогенпроизводныхс другими азотсодержащими соединениями
Взаимодействие с нитритами
АлкилгалогенидЫ могут реагировать с неорганическими нитритами с образованием нитросоединений [128а]. По старым прописям для этих целей применяют искли> чительно нйтрит серебра и ведут реакцию при повышенной температуре (80—110° С). Однако вследствие протекания многочисленных побочных реакций удовлетворительные выходы (около 50% от теоретического) получались практически лишь прн ра^*е с простейшими первичными иодидами (примерно до СО. Применение бромидов давджо хорошие результаты только в редких случаях [596]. Все же проведением реакции в гораздо более мягких условиях удалось сделать этот метод достаточно экономичным. Синтез проводят при возможно более низкой температуре в среде эфира. Из нормальных алкилиодидов и даже бромидов до С8 и AgNO, получаются первичные литроал- каны с выходами около 80% от теоретического [5971. В эту реакцию вступают также галогениды изостроения, но только в тех случаях, когда "разветвление находится не
I. U g i, R. М е у г, Chern. Вег., 93, 239 (1960); I. U g i, W. В е t z, U. F e t- z e r, K. Offerman n, Chern. Bor., 94, 2814 (1961).
M. B. Frankel. H. Feuer,!. Bank, Tetrahedron Letters, As 7, 5 (1959); C. A., 53, 21640 (1959); Angew. Chern., 71. 682 (1959).
M. Saunders, R. W. Murray, Tetrahedron, 6, 88 (1959).
1596] A. 1. Vogel, J. Chern. Soc., 1948, 1847.
N. Kornblum, B. Taub, IT. E. U n g n a d e J. Am. Chern. Soc., 76, 3209 (1954).
ближе, чем в P-положении к атому галогена [597]. К вторичным и третичным галогенид дам метод практически неприменим [598]. Приведенная ниже пропись синтеза 1-нйтро^ октана может быть использована для получения низших первичных нитросоединений из подидов или бромидов и нитрита серебра.. ?
1-Нитрооктан [597, 599]. В трехгорлои колбе, снабженной капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником, охлаждают смесь 100 ад <0,65 жоль) AgNO2 и 150 мл сухого эфира до 0° С и прибавляют по каплям 120^ (0,5 холь) октилиодида в течение 2 ч при перемешивании в темноте. Смесь перб^ мешивают еще 24 ч при 0° С и еще 36 ч или дольше при комнатной температ; до отрицательной пробы Бейлыптейна в жидкой фазе. Соли серебра отфильт вывают и промывают большим количеством эфира, фильтрат и промывной а] объединяют и отгоняют эфир с колонкой при нормальном давлении. Оста1 разгоняют в вакууме. Сначала отгоняется октилнитрит (выход 8,4 г; т. к 51° С при 5 мм pm, cm.; n^ 1,4124—1,4125), а после промежуточной фрам (т. кип. 56—71° С при 3 жж pm. cm.) отгоняется 1-нитрооктан; выход 64,9 (83% от теоретического); т. кип. 71,5—72° С при 3 мм pm. cm.; и^ 1,4321—1,432 Способ получения нитрита серебра см. [5991.
Аналогично из а-фталимидо-ю-галогеналканов могут быть получены а-амин ш-нитроалканы, например 1-амино-5-нитропентан [600].
Раньше для синтеза нитроалканов нитриты щелочных металлов вместо нитри' серебра применялись редко. Примером такого синтеза может служить получение нитр алканов по методу Кольбе, при котором в водном растворе при температуре кипени подвергают взаимодействию соли а-галосензамещенных жирных кислот и нитри щелочного металла; от образующихся при этом а-питрозамощенных жирных кисло в условиях реакции отщепляется СО2 и полученные нитроалканы отгоняют с водянц паром. Практически синтез Кольбе применим только для получения нптрометайа н хлоруксусной кислоты [601] (выход 38% от теоретического) и нитроэтана из а-бро» пропионовой кислоты [602] (выход около 50% от теоретического). С высшими галоге) замещенными жирными кислотами синтез Кольбе почти не идет [604, 603].
Между тем при взаимодействии эфиров а-бромзамещенных жирных кисл< и NaNO2 в водно-спиртовом растворе в течение нескольких дней при комнатной теми- ратуре с хорошими выходами получаются а-оксиминоэфиры (реакция Леперка [145] Впоследствии Корнблюм [604] показал, что нитриты щелочных металлов, ос бенно NaNO2, можно использовать вместо AgNO„ для получения нитросоединенз если применять в качестве растворителя диметнлформамид. Одним из преимуще! этого метода является также то, что в реакцию легко вступают не только первичщ но и вторичные алкилиодиды и алкилбромиды. И в том, и в другом случае выходы ставляют около 60% от теоретического. Для проведения синтеза большей частью дос точно перемешивать галогенид с избыточным количеством NaNO2 в диметилформамэ при комнатной температуре; для первичных иодидов продолжительность реакц составляет около 2,5 ч, для первичных бромидов — около 6 ч. При проведении pet ции с вторичными галогенидами для повышения растворимости NaNO4 в диметилфос амиде и для сокращения продолжительности реакции добавляют мочевину [60 Рекомендуется также добавлять флороглюцин для разложения образующихся в на1 стве побочных продуктов алкилнитритов, которые, взаимодействуя с нитросоедяц. ниями, могут значительно уменьшить их выход [604, 145, 256]. Значительное соку щение продолжительности реакции достигается применением в качестве растворите^ диметилсульфоксида. В этом случае синтез проводят без добавки мочевины или флоуре глюцина [604, 605].
[598][599 [600[601 [602[603 [604[605][598][599 [600[601 [602[603 [604[605]N. К о г n b 1 u m, R. A. Smiley, et al., I. Am. Chern. Soc.', 77, 5528 (1955).
[598]
[599 [600
[601 [602
[603 [604
[605]
[598]
[599 [600
[601 [602
[603 [604
[605]
N. Korn blum, H, E. Ungnade, Org. Synth., 38, 75 (1958).
V. P г e 1 о g et al., Helv. chim. acta, 43, 901 (1960).
F. C. Whitmore, M. G. Whitmore, Org. Synth., 3, 83 (1923).
V. Auger Bull. Soc. chim. France [3], 23, 333 (1900).
W. Treibs, H. R e i n h e c k e 1, Chern. Ber„ 87, 341- (1954).
N, КогпЫищ H O. Larson et al., J. Am. Chem. Soc., 78, 1497- (1956).
N. Kornblum, J. W. Powers, J. Org. Chem., 22, 455 (1957).
4-Нитрогептан [604]. При перемешивании приливают 67,8 г (0,3 моль) 4-иодгептана к смеси 36 г (0,52 холь) NaNO2. 40 г (0.67 моль) мочевины и 600 мл) диметилформамида. Умеренно охлаждая водой реакционную колбу, температуру смеси поддерживают около 20—25° С. Перемешивание продолжают еще в течение 5,5 ч, затем реакционную массу выливают в 1,5 л воды со льдом, покрытой слоем из 100 мл петролейного эфира (т. кип. 35° С). Водную фазу отделяют и продукт экстрагируют четыре раза петролейным эфиром (порциями по 100 *л). Объединенные экстракты промывают водным 10%-ным раствором NaaSOs, четырьмя порциями воды (по 75 мл каждая) и сушат над MgSO4. После отгонки петролейного эфира при комнатной температуре остаток перегоняют с нолонной в вакууме. Сначала отгоняется 10,9 г (25% от теоретического) 4-гептилнитрита (т. кип. 44° С при 18 ммрт. ст.; п^ 1,4032), а затем 26,4 г (60% от теоретического) 4-нитрогептана (т.-йип. 59° С при 8 мм рт. ст.; п^ 1,4219).
Аналогичным способом из соответствующих а,о)-дибромалканов получают а,са-динитроалканы, например 1,6-динитрогексан [606].
При проведении реакции Корнблюма с эфирами галогензамещеиных карбоновых кислот в диметилформамиде или в диметилсульфоксиде следует обязательно добавлять флороглюцин, так как в противном случае в качестве основных продуктов реакции получаются а-оксиминоэфиры [607] (ср. [145, 256]).
Подробную пропись получения этилового эфира а-нйтромасляной кислоты (выход 75% от теоретического), которую можно использовать и для синтеза других эфиров галогензамещеиных кислот, см. [608]. Эфир нитроуксуснойкислоты нельзя получить таким способом [609]. Его получают [610] взаимодействием эфира иодуксусной кислоты с AgNO2 в течение нескольких дней при комнатной температуре. Для этой же цели рекомендуется [611] окисление изонитрозоацето- уксусного эфира смесью К2Сг2О7 и H2SO4. ’
Взаимодействие с азидами
В алкил- и ацилгалогенидах под действием азида натрия возможен обмен атома галогена на азидный остаток, причем получаются алкилазиды.
Меры предосторожности. Самопроизвольные взрывы органических азидов уже часто приводили к тяжелым несчастным случаям. Литературным данным о предположительной устойчивости отдельных азидов, особенно низкомолекулярных, не следует доверять (см., например [612]). Все работы с азидами надо проводить с исключйтельной тщательностью и с соблюдением правил техники безопасности, обычных при работе с перекисями и списанных на стр. 288- Кроме того, следует напомнить, что азотистоводородная кислота ядовита.
Алкилазиды получают обычно по реакции алкилиодидов или алкилбромщВв с избытком азида натрия в соответствующем растворителе при нагревании 1613]-
J. К. Stille, Е. D. V е з s е 1, J. Org. Chern., 25, 478 (I960).' .
N. Korn Hum, R. K, Blackwood, J. W. Powers, J. Аш. Chem- Soc., 79, 2507 (1957)..
N. Kornblum, R. К. Blackwood, Org. Synth., 37, 44 (1957).
N. Kornblum W. M. W e a v e r, J. Am. Chem. Soc., 80, 4333
.-,
N. Kornblum, M. E. C h a I m e г s, R. Daniels, J. Аш. Chem.
Soc., 77, 6654 (1955)..
.В. M. Родионов и сотр., Синтезы органических соединений. Сборник 2, Изд. АН СССР, 1952.
Ch. Grundmann, К. Haldenwanger, Angew. Chem., 62, 410
(1950).,
Для получения алкилазидов С3— С1П рекомендуется применять в качестве растворителя простые эфиры гликоля [614].
Амплазид [614]. В трехгорлой колбо емкостью 1 л с обратным холодила ником, термометром и мешалкой к смеси 27 8 активированного азида натрия [615], 450 мл моноэтилового эфира диэтиленгликоля (карбитол) и 75 мл воды при перемешивании прибавляют сразу 60 а чистого амилиодида. В течение нескольких, минут все компоненты растворяются. Продолжая перемешивание, повышают" температуру медленно в течение 3 «г до 9а° С и выдерживают раствор еще 20 ч при этой температуре. После охлаждения реакционную массу делят на две частя и выливают каждую из них в 600 мл ледяной воды. Водные слои отделяют и дважды экстрагируют из пих амилазнд 200 мл эфира. Эфирные растворы объединяют с полученными ранее органическими слоями и отгоняют эфир. Остаток1 (42 г) перегоняют в вакууме; выход амилазида 27.8 з (81,4% от теоретического);' т. кип. 77—78’ С (122 мм рт, ст.Д\ п^ 1,4266.-
Примеры синтеза алкилазидов с использованием иных растворителе! см. [616—618].J
Азиды карбоновых кислот получают обычно из гидразидов, по в принципе и£ можно получать и непосредственно из хлорангидридов карбоновых кислот и азида; натрия. Обычно азиды используются лишь как промежуточные продукты при получек нии изоцианатов, уретанов, мочевин, аминов л подобных соединений и часто подверг гаются дальнейшим превращениям без выделения в чистом виде. ?
Синтез азидов можно проводить как в инертных органических растворителях»." так и в водно-органической среде, особенно в случае ароматических хлорангидридов.' Если получаемый азид не нужно далее разлагать до изоцианата, то реакцию проводят^ при охлаждении. а
.м-Нитробензоилазвд [6191. К раствору 50 г м-нитробензонлхлорида в ацетоне приливают охлажденный концентрированный водный раствор 20 а азида натрия при перемешивании и охлаждении. 4cj)e3 некоторое время из охлажденной смеси выделяется кристаллический азид. Его очищают переосаждением, из ацетона водой; выход 53 г; т. пл. 68° С.- j
При проведении синтеза в инертных органических растворителях скорость взаИМО-- действия становится достаточной лишь при повышенной температуре (60—80° С) вод^* ствие плохой растворимости азида натрия. Для ускорения взаимодействия азид нат*. рия перед началом реакции активируют [615]. Однако в таких условиях от азидоа.; отщепляется азот и они превращаются в изоцианаты. Таким способом, например^ синтезировали мстил-, «-гексил-, фенилизоцианаты и др. [620]. Перепись синтеза унде-у цилвзоцианата с промежуточным получением азида карбоновой кислоты в водно^ ацетоне и его разложением до изоцианата в бензоле см. [621]. Полученпыо изоцианаты часто тоже не выделяют, а подвергают дальнейшим превращениям до уретанов, аминов- и других соединений. . ■ i
[613][614][6151[616][613][614][6151[616]F. C. Canter, Chern. Rev., 54, 1 (19j4). • T S Chao C. N. R. R a o, J. Org. Chern., 22, 238 (19o7V . , - 3 382 (1946); cp. J. N e 11 e s, Bet*F. C. Canter, Chern. Rev., 54, 1 (19j4). • T S Chao C. N. R. R a o, J. Org. Chern., 22, 238 (19o7V . , - 3 382 (1946); cp. J. N e 11 e s, Bet*Р. A. S. Smith, Org. Reactions, 65, 1345 (1932).Р. A. S. Smith, Org. Reactions, 65, 1345 (1932).Am. Chern.Am. Chern.Soc., 77, 951 (1955)^ r, R. К. P u t n в У^:Soc., 77, 951 (1955)^ r, R. К. P u t n в У^:[6171 [618] [619][6171 [618] [619][620][621][620][621]J. Am. Chem. Soc., 78, 325 (1956).Th. Wieland И. J. Hennig, Chem. Ber., 93, 1236 (1960).L. Horner, A. GroB, Ann., 594, 117 (1955).C. Naegel i, A. Tyabji, Helv. chim- acta, 16, 349 (1933).G. Schroetei* Ber., 42, 3356 (1909).C. F. H. Allen, A. Bel 1, Org. Synth., Coll. v. 3, 846 (1955).J. Am. Chem. Soc., 78, 325 (1956).Th. Wieland И. J. Hennig, Chem. Ber., 93, 1236 (1960).L. Horner, A. GroB, Ann., 594, 117 (1955).C. Naegel i, A. Tyabji, Helv. chim- acta, 16, 349 (1933).G. Schroetei* Ber., 42, 3356 (1909).C. F. H. Allen, A. Bel 1, Org. Synth., Coll. v. 3, 846 (1955).
[613]
[614]
[6151
[616]
[613]
[614]
[6151
[616]
F. C. Canter, Chern. Rev., 54, 1 (19j4). • T S Chao C. N. R. R a o, J. Org. Chern., 22, 238 (19o7V . , - 3 382 (1946); cp. J. N e 11 e s, Bet*
F. C. Canter, Chern. Rev., 54, 1 (19j4). • T S Chao C. N. R. R a o, J. Org. Chern., 22, 238 (19o7V . , - 3 382 (1946); cp. J. N e 11 e s, Bet*
Р. A. S. Smith, Org. Reactions, 65, 1345 (1932).
Р. A. S. Smith, Org. Reactions, 65, 1345 (1932).
Am. Chern.
Am. Chern.
Soc., 77, 951 (1955)^ r, R. К. P u t n в У^:
Soc., 77, 951 (1955)^ r, R. К. P u t n в У^:
[6171 [618] [619]
[6171 [618] [619]
[620]
[621]
[620]
[621]
J. Am. Chem. Soc., 78, 325 (1956).
Th. Wieland И. J. Hennig, Chem. Ber., 93, 1236 (1960).
L. Horner, A. GroB, Ann., 594, 117 (1955).
C. Naegel i, A. Tyabji, Helv. chim- acta, 16, 349 (1933).
G. Schroetei* Ber., 42, 3356 (1909).
C. F. H. Allen, A. Bel 1, Org. Synth., Coll. v. 3, 846 (1955).
J. Am. Chem. Soc., 78, 325 (1956).
Th. Wieland И. J. Hennig, Chem. Ber., 93, 1236 (1960).
L. Horner, A. GroB, Ann., 594, 117 (1955).
C. Naegel i, A. Tyabji, Helv. chim- acta, 16, 349 (1933).
G. Schroetei* Ber., 42, 3356 (1909).
C. F. H. Allen, A. Bel 1, Org. Synth., Coll. v. 3, 846 (1955).
Взаимодействие с цианидами
В то время как алкилирование или ацилирование легко диссоциирующих цианидов металлов, например цианидов щелочных металлов, протекает почти исключительно с образованием С—С-связи, причем получаются нитрилы [6221 или соответственно ацилцианиды [623], недпссоциирующие цианиды могут алкилироваться и по
Иэонитрилы (получение по методу Готье). Цианид серебра нагревают на паровой бане в течение нескольких часов с 0,5—1 моль алкилиодида. Синтез из низкокипящих алкилиодидов проводят под давлением, при этом реакционная масса не должна окрашиваться в коричневый цвет. Иаоиитрил связывается в комплекс цианидом срребра, который после отгонки избытка алкилиодида разлагают концентрированным раствором KCN; выделяют изонитрил перегонкой.
Подробную пропись получения этилизопитрипа см. [624].
Нитрилы могут подвергаться N-алкилированию и N-ацилированию в инертных растворителях в присутствии некоторых комплексообразующих хлоридов металлов, например SbCl6, FeCl3 и др., причем получаются соли нитрилия [625]. При щелочном гидролизе этих солей с хорошими выходами получаются N-алкилированные или N-ацилированные амиды кислот [625].
Взаимодействие с цианатами
Эфиры изоциановой кислоты очень редко получали алкилированием алкилгало- генидами солей циановой кислоты [626] (ср. стр. 438, 466). Несколько большее значение имеет реакция ацилгалогекидов с цианатом серебра.
Вследствие высокой чувствительности ацилизоцианатов к влаге с ними следует работать при тщательном исключении доступа влаги. При проведении синтеза в среде абсолютного эфира при комнатной температуре или слабом нагревании [627, 628] реакция обычно заканчивается через 1 — 3 ч. Для получения бензонлизоцианата циапат серебра и бензоилхлорид нагревают до кипения в четыреххлористом углероде в течение 6 ч [629]. По старым прописям для получения ацетилизоцианата [630] процесс ведут также без растворителя при охлаждении.
Обмен кислорода на азот.
Реакции азотсодержащих соединенийс производными кислот
Реакции азотсодержащих соединений со свободными кислотами •
Аммиак в первичные и вторичные амины могут ацилироваться карбоновыми кислотами при нагревании. Отщепление воды протекает в условиях равновесной реакции, по константе равновесия которой образование заметных количеств амида следует
[622][623][624][625][622][623][624][625][626:[626:[627'[627'[626[626[629 [630.[629 [630.D. Т. Mowry, Chern. Rev., 42, 189 (1948).J. Thesing, D. W i t z e 1, A. Brehm, Angew. Chern., 68, 425 (1956).H. L. J a c k s о n, В. С. M с К u s i c k, Org. Synth., 35, 62 (1955).H. Meerwein, P. L a a s c h, R. M e r s c h, J. S p i 1 1 e, Chern. Ber., 89, 209 (1956).J. J. D о n 1 e a v у, J. English jr., J. Am. Chern. Soc., 62, 218 (1940).A. J. Hill, W. M. Degnan, J. Am. Chern. Soc., 62, 1595 (1940).Th. Lieser, К. M a c u г a, Ann., 548, 243 (1941).C. L. A r c u s, B. S. P г у d a 1, J. Chern. Soc., 1954, 4018.О. С. В i ] ] e t e r, Ber., 36, 3213 (1903).D. Т. Mowry, Chern. Rev., 42, 189 (1948).J. Thesing, D. W i t z e 1, A. Brehm, Angew. Chern., 68, 425 (1956).H. L. J a c k s о n, В. С. M с К u s i c k, Org. Synth., 35, 62 (1955).H. Meerwein, P. L a a s c h, R. M e r s c h, J. S p i 1 1 e, Chern. Ber., 89, 209 (1956).J. J. D о n 1 e a v у, J. English jr., J. Am. Chern. Soc., 62, 218 (1940).A. J. Hill, W. M. Degnan, J. Am. Chern. Soc., 62, 1595 (1940).Th. Lieser, К. M a c u г a, Ann., 548, 243 (1941).C. L. A r c u s, B. S. P г у d a 1, J. Chern. Soc., 1954, 4018.О. С. В i ] ] e t e r, Ber., 36, 3213 (1903).
[622]
[623]
[624]
[625]
[622]
[623]
[624]
[625]
[626:
[626:
[627'
[627'
[626
[626
[629 [630.
[629 [630.
D. Т. Mowry, Chern. Rev., 42, 189 (1948).
J. Thesing, D. W i t z e 1, A. Brehm, Angew. Chern., 68, 425 (1956).
H. L. J a c k s о n, В. С. M с К u s i c k, Org. Synth., 35, 62 (1955).
H. Meerwein, P. L a a s c h, R. M e r s c h, J. S p i 1 1 e, Chern. Ber., 89, 209 (1956).
J. J. D о n 1 e a v у, J. English jr., J. Am. Chern. Soc., 62, 218 (1940).
A. J. Hill, W. M. Degnan, J. Am. Chern. Soc., 62, 1595 (1940).
Th. Lieser, К. M a c u г a, Ann., 548, 243 (1941).
C. L. A r c u s, B. S. P г у d a 1, J. Chern. Soc., 1954, 4018.
О. С. В i ] ] e t e r, Ber., 36, 3213 (1903).
D. Т. Mowry, Chern. Rev., 42, 189 (1948).
J. Thesing, D. W i t z e 1, A. Brehm, Angew. Chern., 68, 425 (1956).
H. L. J a c k s о n, В. С. M с К u s i c k, Org. Synth., 35, 62 (1955).
H. Meerwein, P. L a a s c h, R. M e r s c h, J. S p i 1 1 e, Chern. Ber., 89, 209 (1956).
J. J. D о n 1 e a v у, J. English jr., J. Am. Chern. Soc., 62, 218 (1940).
A. J. Hill, W. M. Degnan, J. Am. Chern. Soc., 62, 1595 (1940).
Th. Lieser, К. M a c u г a, Ann., 548, 243 (1941).
C. L. A r c u s, B. S. P г у d a 1, J. Chern. Soc., 1954, 4018.
О. С. В i ] ] e t e r, Ber., 36, 3213 (1903).
ожидать лишь при температурах выше 100° С (чаще всего при 180—200° С). Поэтому^ обычно одну из компонент реакции применяют в избытке (кислоту или амин) и посто-у явно удаляют образующуюся воду из реакционной массы. Только при формилирова-ч нии можно применять водную кислоту. Выходы обычно высокие.v
Для получения незамещенных амидов чаще всего достаточно сухой перегонка^ аммониевой соли кислоты; добавка NH4HCOa позволяет проводить реакцию при болет низкой температуре. Хорошие выходы ацетамида достигаются при введении значку тельного избытка ледяной уксусной кислоты [631]. Амиды высших жирных кислом (С8 — С18) синтезируют пропусканием аммиака в течение 10—14 ч в нагретые до 190—я 210° С кислоты [632, 633]. Удобным методом получения незамещенных амидов яе» ляется также сплавление карбоновых кислот с мочевиной или тиомочевиной [634Ш
Амид энантовой кислоты [635]. Смесь 1 моль мочевины с 0,5 -имД энантовой кислоты нагревают при 170—180° С в течение 4 ч. Выход около 70-^ 80% от теоретического.я
Вместо мочевины применялись также амиды других легко летучих кисло®» так, например, для амидирования олеиновой кислоты использовался формамид [636й| Х-Замещенные амиды карбоновых кислот получают аналогичным способо^щ так, для синтеза Х,Х-диметиламидов простых жирных кислот в нагретую кислотИ пропускают днметиламин [633, 637]. Для синтеза бензанилида эквимолекулярным количества анилина и бензойной кислоты нагревают до 180—190° С; выход 84% от тебЯ ретического [638]. Упоминавшийся выше метод с использованием мочевины применим] и для получения N-замещенных амидов, если исходными соединениями являютев соответственно замещенные мочевины [639] или тиомочевины [639а].‘ i#
Анилиды карбоновых кислот [639]. Тщательно переметанные эквимолДвй кулярньте количества карбоновой кислоты и симметричной дифенилмочевинта медленно нагревают на масляной бане в колбе Гизлера. Смесь начинает пениты™| через 20—30 мин при температуре бани около 200—205° С. Еще через 0,5' jH при температуре бани около 210—220° С вспенивание прекращается и реакции» заканчивается- Реакционную массу охлаждают, растворяют в эфире, для удалеятаЯ образовавшегося анилина два раза встряхивают с небольшим избытком Q%-hoHS раствора НС1 и промывают водой. После отгонки высушенного над СаС12 эфирет остается неочищенный анилид. При получении плохо растворимых в эфире лидов образующийся анилин можно отделить промывкой эфиром. Выход анилшЯ дов около 90% от теоретического.Jjj
' Из янтарной кислоты по этому способу готовят N-фепилсукцинимид.
Отщепление воды от аммонийных солей может проводиться также в высокая кипящих инертных растворителях, с непрерывной отгонкой образующейся в виде азеотропной смеси. Для этой цели применялись нитробензол и ксилол. ПлИ сравнительно легко протекающем процессе формилирования, например при формплВнИ ровании N-метилаиилина, реакция идет уже в кипящем толуоле [640]..'.$Я
G.Н. Coleman,А.М. Alvarado, Org. Synth., 3, 3 (1923).^1
A.W. Ralston,C.W. Eoerr,W. O. Pool, J. Org. Chern.,8,
(1943).
J.A. M i t c h ё 1 1,E.E. Reid, J.Am. Chem. Soc., 53, 1879 (1931).^|
|634]E.Cherbuliez,F.L a n d о 11,Helv. chim. acta, 29, 1315, 1438(19^|
A.-U. R a h m a n, M. A. Medrano, О. P. Mittal, Rec. trav. chim., 188 (1960).
J. L. Gut hrie, N. R a b j о h n, Org. Synth., 37, 50 (1957).Д
E. T. R о e, J. T. S с a n 1 a n, D. S w e r n, J. Аш, Chem. Soc., 71, (1940).
J. R. Ruhoff E. E. Reid, J. Am. Chem. Soc., 59, 401 (1937).(i|
C. N. W e b b, Org. Synth., 7, 6 (1927).
A. R a h m a n, M. O. Farooq, Chem. Rer., 86, 945 (1953).• <;ffl
[639a] A.-U. Rahman, M. A. Medrano, В. E. J e a n n e r e t, J. Org<|3 Chem., 27, 3315 (1962).
L. F. F i e s e'r, J. E. Jones, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 590. -.^
Предпринималось немало попыток смягчить при помощи определенных добавок довольно жесткие условия реакции ацилирования и сделать этот метод приемлемым и для более чувствительных веществ. Так, при ацилировании ароматических аминов рекомендуется добавлять небольшие количества концентрированной H2SO4 или А1С18. Для связывания выделяющейся воды в некоторых случаях вводили Р2О6, в других — оправдало себя добавление к аммонийной соли соответствующего кислоте ангидрида. Правда, действие ангидрида не ограничивается связыванием воды; являясь более сильным ацилирующим средством, он сам, несомненно, в первую очередь будет вступать в реакцию ацилирования.
N-я-Пропилацетамид [641]. В колбе емкостью 250 мл с обратным холо- дильником^к 25 г н-пропиламина медленно прибавляют 30 г уксусной кислоты {бурная реакция). После добавления 50 мл уксусного ангидрида нагревают смесь 0,5 ч до кипения и отгоняют уксусную кислоту с колонкой. Когда собирается 70 мл дистиллята, перегонку продолжают уже без колонки. Вслед за небольшой промежуточной фракцией получают 34—35 г (около 90% от теоретического) N-н-пропилацетамида; т. кип. 208° С (при нормальном давлении) или 100° С (16 жж рт. ст..').
По чаще всего каталитические добавки значительно изменяют химизм реакции вследствие образования с амином или кислотой особо реакционноспособного промежуточного соединения, которое часто может быть даже выделено.
Так, взаимодействие аминов с карбоновыми кислотами в присутствии РС13 происходит в гораздо более мягких условиях; эта реакция протекает не через промежуточно образующийся хлорангидрид кислоты, как предполагалось ранее, а через «фосфазопроизводное», образующееся на первой стадии из амина и РС13:
5RNH2 + PCI3—■ RN=P-NHR + 3RNH2-HC1•
Это соединение далее реагирует с карбоновой кислотой и даст амид [642]: RN=P-NHR + 2RCOOH _НРо^ 2R-CO-NJ1R
Обе стадии реакции можно проводить раздельно [642, 643], но обычно фосфоразосоединение не выделяют. В последнее время таким способом часто синтезировали пептиды из эфиров аминокислот и аминокислот с защищенными аминогруппами, см. /643—647]. В качестве растворителей применяли бензол, диоксан и пиридин.
Этиловый эфир карбобензокси-£-аланилглицина [646]. К 10,3 г эфира глицина в 150 мл сухого пиридина при охлаждении и перемешивании приливают по каплям 4,36 мл чистейшего РС13 в 25 мл пиридина. После непродолжительного стояния при комнатной температуре прибавляют сразу 22,5 г карбобензоксн- L-аланина и нагревают смесь '3 ч на водяной бане при перемешивании. После охлаждения выделившуюся полимерную фосфористую кислоту желательно отфильтровать, так как последующая обработка реакционной массы при этом часто значительно упрощается. Далее растворитель отгоняют в вакууме яри 40— 50° С, остаток переносят в смесь этилацетата и разбавленной 1Ж1 так, чтобы реакция водного слоя была кислой по конго, t Органический слой тщательно отделяют, промывают раствором КИСО^ (для удаления непрореагировавшей или взятой в небольшом избытке карбобензоксиаминокислоты) и водой, а затем сушат над Na2SO4. После отгонки растворителя получают эфир
К.Н е у п s, W. V.Bebenburg, Chern. Вег., 86, 278 (1953).
II.W. G г i m ш е 1,Л. Guenther, J. F. М о г g a n, J. Am.Chern.
, Soc., 68, 539 (1946).
St.Goldschmidt, H. Lautenschlager, Ann., 580,68(1953).
St.G о 1 d 9 c h m i dt. Ch. J u t z, Chern. Ber., 86, 1116 (1953); 89,518 (1956);
карбобензоксипептида в виде длинных белоснежных игл. Выход 26,8 г (87?^ от теоретического). После перекристаллизации из смеси этилацстата и петролсй- лого эфира т. пл. 100° С.
Для получения анилидов карбоновых кислот Р0С13 применяется реже, чем РС13. Описание проведения этой реакции см. [648]. При получении цианацетилмоче- вины по методу, аналогичному синтезу мочевой кислоты по Траубе, также пользуются хлорокисью фосфора.
Цианацетилмочевина [649]. К смеси 6 молъ мочевины и 2 .ноль циануксусной кислоты при перемешивании медленно прибавляют 1 моль Р0С13. За счет теплоты реакции масса разжижается и затем снова застывает. Сильного разогревания реакционной смеси следует избегать, так как это вызывает ее потемнение. При обработке водой цианацетилмочевина остается в осадке; т. пл. 209— 212° С (разл.).
Ацилирование аминов карбоновыми кислотами протекает с отличными выходами уже при комнатной температуре, если проводить реакцию в инертном растворителе, например в тетрагидрофуране, в присутствии расчетного количества карбонилдиимидазола. [560]. Реакция протекает с промежуточным образованием пмидазолида кислоты
RCooH + l
XN-CO—NN NH
I
RCO
кетерыж жод действием амина переамидирустся^ [650, 650а]:
NйNг,
;Uhnr; —> bco-nr;+и||
NHN
RCO
Синтез следует проводить с сухими реагентами и в отсутствие влаги. Расчетное количество карбонилдиимидазола (см. стр. 435) прибавляют к раствору карбоновой кислеты в сухом тетрагидрофуране и после окончания выделения СО2 добавляют расчетное количество амина. Примерно через 1 ч при 20е С реакция заканчивается; Выход почти количественный [650].
Ввиду легкости образования амида в этом случае описанный метод пригоден также для образования пептидных связей [561].:
Так же как N.N'-карбонилдиимидазол, в этой реакции применялись и N,N'-tho- пилдижмидазол [651] и Ь1,М'-тиокарбонилдиимидазол [651а].■
Образование амида происходит уже при комнатной температуре, если к смеси карбоновой кислоты и ямин* прибавлен какой-либо карбодиимид, например N,N'-flH- . циклогексилкарбодиимпд [652—656]:;
RCOOH + NH2R, + CeHuN=C=NC8Hn —> RCONHR4CeHuNH-CO-NHC6Hu
J. К I о s a, Arch. d. Pharm., 286/58, 253 (1953).:
W. Traube, Her., 33, 3043 (1900).t
H. A. Staab, Angew. Cbcm.. 71, 164 (1959).•
650a] H. A. Staab, M. Luking, F. H. Darr, Chern. Ber., 95, 1275 (1962). J
H. A. Staab, K. Wendel, Angew. Chern., 73, 26 (1961).:
651a] H. A. Staab, G. Walther, Ann., 657, 98 (1962).:
J. C. Sheehan, G. P. Ues s, J. Am. Chern. Soc., 77, 1067 (1955).
П. G. К h о г a n a, Chern, a. Ind., 1955, 1087.
J. C. S h e e h a n, J. J. H 1 a v k a, J. Org. Chern., 21, 4.39 (1956).J
J. C. Sheehan, M. Goodman, G. P. Hess, J. Am. Chern. Soc., 78* 1367 (1956). *
В. H e 1 f e r i c h, H. Boshagen, Chem. Ber., 92, 2813 (1959).
Часто эту реакцию можно проводить даже в водпой среде. Образующаяся в качеств^ побочного продукта М.М'-дициклогексилмочевипа плохо растворима в органических растворителях и может быть легко отделена.
Этиловый эфир фталиллейцилвалина [656]. К 1,82 г (10 ммоль) гидрохлорида этилового эфира 2)^-валина в 20 мл сухого тетрагидрофурана при 0° С прибавляют 1,38 мл триэтиламина. Через 1 ч отфильтровывают гидрохлорид триэтиламина и хорошо промывают его тетрагидрофураном. В фильтрате растворяют 2,57 г (10 ллоль) фталил-£г-лейцина и после охлаждения до —8° С добавляют 2,26 г (11 ммоль) дициклогексилкарбодиимида. Раствор оставляют на 2 ч при —5° С^затем па почь прп комнатной температуре. Отфильтровывают выкристаллизовавшуюся М^'-дициклогексилмочевнну, фильтрат упаривают в вакууме. полученный сироп растворяют в 25 мл этилацетата. Раствор промывают 25 мл 2 п. НС1 и два раза по 25 мл воды. Упариванием в вакууме высушенного пад Na2SO4 и профильтрованного раствора получают 3,5 г (90% от теоретического) продукта в виде смолы, застывающей в стеклообразную массу. Эта масса легко растворима в спиртах, хлороформе, этилацетате, пиридине и диметилформ- амиде, бензоле и толуоле и нерастворима в эфире, петролейном эфире и воде.
Аналогично при взаимодействии с гидроксиламинами, например с О-бензил- гидроксиламином [657], по карбодиимидному методу получают гидроксамовые кислоты с хорошими выходами.
Здесь не рассматриваются многочисленные другие варианты ацилирования аминов карбоновыми кислотами, например в присутствии ацетиленовых эфиров [658J или тетраэтилпирофосфита [659] и др.; обзорные работы по синтезу пептидов методом: Виланда и другими методами см. [660, 661].
Реакция аминов с карбоновыми кислотами может применяться также для синтеза гетероциклических систем. Алифатические 1,2-диамины реагируют с карбоновыми кислотами и их производными и дают имидазолины [662]. При кипячении «-фенилендиамина с карбоновыми кислотами в течение 0,5 ч образуются 2-алкилбензимид— азолы [663[:
/^/«Н2|| +НООСВ/^/«Н2|| +НООСВ
/^/«Н2
|| +НООСВ
/^/«Н2
|| +НООСВ
Из p-бромэтиламина и угольной кислоты (NaHCO3) образуется [664] оксазолидон-2;
хвг/°\
П2^НО.Н2С\
।+>С=О —►) С=О
44Н3Снейн2с/
4
4
Р. A. Plattner ct al., Helv. chim. acta, 40, 1545 (1957).
16o8| J. F. Arens, Rec. trav. chim., 74, 769 (1955).
J. Biodinger, G. W. Anderson, J. Am. Chern. Soc., 74, 5514 (1952)? G. W. Anderson, J. Biodinger et al. J. Am. Chem. Soc., 74, 5304 (1952).
Th. W i e 1 a n d et al., Angew. Chern., 63, 7 (1951); 66, 507 (1954); 69, 362 (1957); 71, 417 (1959); 75, 53_9 (1963).
w. Grapmann, E. Wunsch, Fortschr. Chern, org. Naturstoffe (Wien), ,13, 444 (1956).
R. J. Ferm, J. L. Riebsomer, Chem. Rev., 54, 593 (1954).
w. O. Poo], П. J. Harwood, A. W. Ralston, J. Am. Chem. Soc., 59, 178 (1937).
S. Gabriel, G. Eschenbach, Ber., 30, 2494 (1897).
29 Заказ 1835.
Если все упоминавшиеся ранее реакции аминов с карбоновыми кислотами' приводили к образованию амидов, то при взаимодействии с муравьиной кислотой можно непосредственно получать N,N'-диapилфopмaмидины. Для этого смешивают; без доступа влаги равные весовые количества формиата натрия и гидрохлорида амина1 с пятикратным весовым количеством первичного ароматического амина; при темпера-i туре кипения реакция заканчивается через 10—15 мин,. Реакция пригодна для обнаруч! жения муравьиной кислоты в смеси с другими одноосновными жирными кислотами [665](1
Реакции азотсодержащих соединений ' с ангидридами карбоновых кислот •'
Ангидриды являются более сильными ацилирующими средствами, чем самн^ кислоты. При взаимодействии ангидридов с аммиаком, первичными и вторичным^ аминами амиды кислот образуются легко и с очень хорошими выходами. Правдам соответственно уравнению реакции , |
(ксо)2о j-hn/(ксо)2о j-hn/ЛГЛГ-Rz-Rz- ZRRCO-N< +RCOOH \R'- ZRRCO-N< +RCOOH \R'
(ксо)2о j-hn/
(ксо)2о j-hn/
ЛГ
ЛГ
-Rz
-Rz
- ZR
RCO-N< +RCOOH \R'
- ZR
RCO-N< +RCOOH \R'
для ацилирования используется лишь половина кислотной компоненты, что можно отнести к недостаткам метода. Это имеет значение при ацилировании труднодоступ? ными ангидридами кислот. Поэтому из ангидридов жирных кислот применяется главным образом дешевый и легко доступный уксусный ангидрид, хотя при использовании его гомологов выходы амидов кислот так же высоки. Преимуществом употре^ бдения для реакции ангидридов карбоновых кислот является возможность проведения ацилирования в более мягких условиях. В отличие от условий ацилирования галоген,-^ ангидридами кислот выделяющуюся при реакции кислоту обычно не обязательна связывать избытком амина или другим основанием. ?
Условия проведения реакции можно варьировать в широких пределах. Обычно взаимодействие протекает уже при смешении амина с ангидридом, сопровождающемся выделением тепла. Но чаще реакцию завершают нагреванием смеси на паровой баш в течение 1—2 ч или при температуре кипения. При проведении реакции с жидкиад компонентами не всегда обязательно применять растворители. ■
N-Бензилацетамид [641]. К 21 г бензиламина приливают по капля!
20 г уксусного ангидрида и кратковременно нагревают смесь до кипения. Образ» давшуюся уксусную кислоту отгоняют с колонкой. Отогнав 9 лл дистиллята, перегонку продолжают в вакууме без колонки, конденсируя пары в воздушно^ холодильнике. После отбора небольшого предгона перегоняется N-бензилацеТ амид; выход 95% от теоретического; т. кип. 191° С (23 ммрт. ст.); т. пл. 61е С
Все же в большинстве случаев реакцию лучше проводить в среде какого-либ< растворителя. Таким растворителем при ацетилировании может служить избыто! уксусного ангидрида или ледяная уксусная кислота. Во всех случаях можно прим^ нять инертные растворители, например эфир, бензин,'бензол или толуол; реже исполь; зуют диметилформамид и пиридин. Спирт пригоден только при низких температурах, п-Нитроацетанилид [666]. К горячему концентрированному раствор)
13,8 г л-нитроанилина в бензоле прибавляют 10,5 г уксусного ангидрида. PeaR ционная масса вскипает и в скором времени практически количественно выкристаллизовывается п-нитроацетанилид; т. пл. 215—216° С.-*•
Для формилирования можно применять легко доступный смешанный ангидрид муравьиной и уксусной кислот [667]..
W. В. Whalley,!. Chern. Soc., 1948, 1014.
A. Kaufmann, Вег., 42, 3480 (1909).
С. W. Huffman, J. Org. Chern., 23, 727 (1958).
Ароматические ангидриды реагируют обычно медленнее, чем алифатические. Так, для бензоилирования п-питроанилина [666] его кипятили с ангидридом бензойной кислоты в бензоле в течение 1,5 ч.
Поскольку гидролиз ангидридов карбоновых кислот на холоду протекает медленно, во многих случаях реакцию можно проводить и. в водной среде.
N-Ацетилглиции [668]. В 300 мл воды растворяют 75 г глицина и при перемешивании в один прием вливают 215 г 95%-ного уксусного ангидрида; смесь разогревается. Перемешивание продолжают в течение 15—20 мин. Начинающая кристаллизация завершается при охлаждении. На следующий день отфильтровывают выпавший осадок, промывают его холодной водой и сушат при 100—110° С; выход продукта 75—85 г; т. пл. 207—208° С.
Фильтрат и промывные воды упаривают досуха в вакууме при 50—60° С; перекристаллизацией остатка из 75 мл кипящей воды получают еще 20—30 в продукта. Из маточного раствора можно выделить еще 4—6 г. Общий выход 104—108 г (89—92% от теоретического).
Даже ароматические амины можно ацилировать в водной среде. Например, для ацетилирования л-анизидина основание растворяли в разбавленной уксусной кислоте [669, 670]. Часто эта реакция проводилась не с аминами, а с их солями с неорганическими кислотами в водном растворе [671]; выделявшуюся при этом минеральную кислоту связывали ацетатом натрия [672].
Диацилирование аминов или ацилирование амидов кислот протекает, конечно, в более жестких условиях [673, 674]. Так, например, для получения диацетильного производного 2,6-дибром-л-толуидина [675] основание нагревали с двойным количеством уксусного ангидрида в течение 2 ч при 150—160° С, а синтез N-пропионилфталимида [676] из фталимида и ангидрида пропионовой кислоты проводится при температуре кипения в течение 12 ч.
Дипропионамид [674] (СН3СН2СО)гНН. Эквимолекулярные количества пропионамида и ангидрида пропионовой кислоты нагревают в течение 1 ч при 100° С с небольшим количеством концентрированной H2SO4; выход 74% от теоретического.
Даже ацилируемые с трудом амины, такие, как* карбазол или дифениламин, ацилируются большей частью в более мягких условиях в присутствии кислотных катализаторов, например концентрированной H2SO4, НС1О4, А1С13 и FeCl$.
Так, из дифениламина и уксусного ангидрида с добавкой около 0,4% НС1О4 при 80—90° С уже через 6—8 мин почти количественно получается N-ацетильное производное [677]. Из карбазола под действием уксусного ангидрида и одной капли 30%-ной НС1О4 при комнатной температуре через 3—5 мин получается ацетильное производное, с выходом 95% от теоретического [677].
Циклические ангидриды дикарбоновых кислот легко реагируют с аммиаком, первичными и вторичными аминами с раскрытием кольца, образуя моноамиды дикарбоновых кислот. Так, при смешении растворов фталевого ангидрида и анилина в хлороформе в результате экзотермической реакции образуется моноанилид фталемой кислоты [678]. При нагревании этих моноамидов при более высокой темпера^ре или
Н. М. Herbst, D. S h е m i п, Org, Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 11.
P. E. Fanta, D. S. Tarbell, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955," p. 661.
H. P 1 i e n i n g e r, Ch. E. Castro, Chern. Ber., 87, 1760 (1954).
J. Pinnow, Ber., 33, 417 (1900).
■ С. H. Roeder, A. R. Day, J. Org. Chern., 6, 25 (1941).
] J. B. Polya, T. M. Spotswood, Rec. trav. chim., 67, 927 (1948).
D. Davidson, H. Skovronek, J. Am. Chern. Soc., 80, 376 (1958).
F. U 1 f f e г s, A. V. Janson, Ber., 27, 93 (1894).
Ch. D. Hur d, M. F. D u 1 1, J. Am. Chern. Soc., 54, 2432 (1932).
А. А. Берлин, ЖОХ, 14, 438 (1944).
M. L. Sherrill. F. L. Schaeffer, E. P. S h о у e г, J. Am. Chem.
Soc., 50, 474 (1928).'
в присутствии водоотнимающих средств эти моноамиды снова претерпевают циклизл-г цию, т. е. они переходят в циклические имиды кислот. При ведении реакции с самого начала в достаточно жестких условиях сразу получаются циклические имиды. Напри. ' мер, N-фенилсукцинимид образуется уже при кипячении ангидрида янтарной кислоты и анилина в водном растворе 1679]; сукцинимидоуксусная кислота образуется иа1 ангидрида янтарной кислоты и глицина при 170—180й С за 2 ч в вакууме [680]. Аналой гичная реакция фталевого ангидрида с аминокислотами, протекающая при нагревании в течение 15 мин при 180—185° С, может применяться для идентификации аминов кислот [681]. Все же для препаратявного получения фталоиламинокислот [681а], синтез лучше проводить в диоксане [655] при 105° С. Особенно легко и количественна протекает реакция фталевого ангидрида с аминами в ледяной уксусной кислоте [682J^
Имид малеиновой кислоты (III) легко и в мягких условиях образуется на е* ангидрида и мочевины, причем промежуточные продукты (1) и (II) могут быть выде^ лены в чистом виде [683]:
НС—СО—NHCONHnНС—СОНС-СО
|—> | ^NCONHa —► | /NII
НС-СООННС—СОНС-СО
Аналогично получают фталимид; добавление NH4NO3 к расплавленной мочевин^ приводит к образованию циклического бис-амидина фталевой кислоты 4 (дпиминофтал- ямида) с хорошим выходом [684].н
Для пoлyчeния$N-aлкилфтaлимидoв можно нагревать с фталевым ангидридом^ не амины," а соответствующие алкилмочевины [685].
N-mpm-Бутилфталимид [686]. При температуре около 220° С в тече- ние 15 мин нагревают трет-бутилмочевину с несколько более, чей 2 моль ангидрида фталевой кислоты; выход 75% от теоретического. ,
Для расщепления уретанов [685], плохо расщепляющихся гидролитически^ рекомендуется аналогичная 'реакция с ангидридом фталевой кислоты:j
СО\ NH-R I II О -Н | ^/z\ / COOR СОСО\ NH-R I II О -Н | ^/z\ / COOR СОсоNR + CO2 + R'OHсоNR + CO2 + R'OH
СО
\ NH-R I II О -Н | ^/z\ / COOR СО
СО
\ NH-R I II О -Н | ^/z\ / COOR СО
со
NR + CO2 + R'OH
со
NR + CO2 + R'OH
[682][683][684][685][686]1687][682][683][684][685][686]1687]
[682]
[683]
[684]
[685]
[686]
1687]
[682]
[683]
[684]
[685]
[686]
1687]
Образование циклической системы при взаимодействии циклических ангидридов кислот с гидразином происходит легче, чем при взаимодействии с аминами, однако, в этом случае большое значение имеют строение ангидрида и способ проведения реан^ ции. Ангидрид янтарной нисмоты [687] дает только линейные гидразиды; из фталевого?
G. К о 1 I е г, Вег., 37, 1598 (1904).‘Д
J. Scheiber, Н. Reckleben, Вег., 46, 2412 (1913).J
J. Н. Billman, W. F. Harting, J. Аш. Chern. Soc., 70, 1473 (1948)5 [681a] Литературный обзор: F. Weygand, J. Kaelicke, Chern. Ber., 95^ 1031 (1962).I
G. W a n a g, A. Veinbergs, Ber., 75, 1558 (1942).a
P. O. Tawney, R. H. Snyder et al., J. Org. Chern., 25, 56 (1960).
Baumann, B. Bienert et al., Angew. Chern., 68, 137 (1956). ч R. H. F. M a n 8 k e, J. Am. Chem. Soc., 51, 1202 (1929).
L. I. S m i t h, О. H. Emerson, Org. Synth., Coll. v. 3, 1935, p. 151..,
JI. Feuer, G.,B. Bachman, E.H. White, J. Am. Chern. Soc., 73^ 4716 (1951).
ангидрида [688] п замещенных фталевых ангидридов ]689] в различных условиях получаются разные циклические гидразиды [690]; из малеинового ангидрида [691] в зависимости от соотношения исходных продуктов образуются как циклические, так и линейные гидразиды.
Циклический гидразид малеиновой кислоты [691]. В трехгорлой колбе емкостью 2 л растворяют при перемешивании 161,7 г ангидрида малеиновой иис- лоты в 1 л кипящей ледяной уксусной кислоты. Нагревание прекращают и в течение 10 мин прибавляют 75 з 100%-ного гидразингидрата; при этом образуется частично растворимый желтый осадок. Затем нагревают еще 30 мин и после охлаждения отфильтровывают осадок, многократно промывают небольшими порциями спирта и эфира и сушат на воздухе. Получается 100 г бесцветного продукта. Вторую фракцию выделяют из фильтрата после отгонки 800 мл растворителя, добавления 200 мл воды и охлаждения; дальнейшее разбавление фильтрата 400 мл воды и упаривание до 100 мл дает третью фракцию. Общий выход 144 г (83% от теоретического); т, пл. выше 300° С (разл.).
Основания Шиффа, имеющие строение R —СН2—CH —NR', исключительно легко реагируют с уксусным ангидридом даже на холоду с образованием ацетилированных енаминов:
RCH,-CH=NR'SSH|S2hO » ВСН-СН-n/ -GHsCOOM\COCH3
Выделяющуюся уксусную кислоту необходимо связывать; особенно пригоден для этой цели триэтиламин.
М-Пропнл-М-винилацетамид [692]. В трехгорлой колбе емкостью 1 л - с мешалкой, капельной воронкой и термометром к смеси 66 г Н-пропиладетальд- имина и 78 е триэтиламина в 350 мл бензола при охлаждении до 5—8° С приливают по каплям 79 г уксусного ангидрида. После прибавления всего ангидрида реакционной массе дают нагреться до комнатной температуры. При перегонке в вакууме получают 59 г N-пpoпил-N-винилaцeтaмидa; т. кип. 77—78° С (14 лл pm. cm.). Из фракции, отогнавтейся при 40—77° С (14 мм pm. cm.), после встряхивания с раствором 10 г NaOH в 40 мл воды и повторной перегонки получают еще 8 г продукта. Общий выход 68% от теоретического; п^ 1,4725.
При нагревании а-аминокислот с ангидридами карбоновых кислот в пиридине происходит.декарбоксилирование и образование N-ацилироваппых а-аминокето- нов (реакция Дакина — Веста) [693—695]:
R-CH-NH,R-CH-NH-COR'
।(К Ц())гО[
COOIICOR'
2-Ацетамидо-1-фенилбутанон-3 [365]. Смесь 12,4 г фенилалани 39,3 г пиридина и 65,2 г уксусного ангидрида нагревают на паровой бане в т< ние 5 ч. Затем перегонкой с водяным паром удаляют пиридин, остаток обраба ваЮт избытком водного раствора NaHCO3 и продукт экстрагируют шеет порциями эфира, по 100 жл каждая. Эфирные растворы сушат, отгоняют эс] и воскообразный остаток, окрашенный в оранжево-желтый цвет, дважды пе кристаллизовывают из ксилола. Выход кетопа 12,1 г (79% от теоретической бесцветные иглы; т. пл. 98—99° С (испр.).
Реакции ааотсодержагцих соединений с эфирами карбоновых кислот^
При взаимодействии аммиака и его производных со сложными эфирами еле различать два принципиально разных типа реакций; в обоих случаях реакция п] кает с обменом кислорода на азот:
sni/^Ac-^RAcO^R^N^
lII
В то время как эфиры карбоновых кислот/за редкими исключениями, обуслов ными характером заместителей [696], ацилируют по атому азота (1), многие эфиры м ральных кислот, а также эфиры арилсульфоновых кислот являются сильными алк рующими средствами (][).
Ацилирование азотсодержащих соединений эфирами карбоновых кислот. Д, ствие эфиров карбоновых кислот па аммиак, первичные и вторичные амилы привод: обычно уже в довольно мягких условиях, к образованию амидов карбоновых кнея. Аналогичные реакции эфиров карбоновых кислот с гидразином и гилроксилям*# являются важнейшими методами получения простых гидразидов карбоновых нис; и гидроксамовых кислот.
Реакционная способность эфиров карбоновых кислот по отношению к проиав пым аммиака в гораздо большей степени зависит от строения ацилирующего среди чем реакционная способность других производных карбоновых кислот. Так, иаи мер, диэтиловые эфиры малоновой и алкилмалоновых кислот легко реагируют с аи" ком, превращаясь в соответствующие амиды, а диэтиловый эфир диэтилмалон! кислоты в обычных условиях в эту реакцию не вступает [697]. Большое значение и: также природа амина; например, метиловый эфир молочной кислоты гладко реаги] с диметиламином, образуя диметиламид, и с большим трудом взаимодействует с , тил- или дибутиламином [698]. Возможно, что такое различие в реакционной слое ности частично объясняется стерическими факторами. Реакции аминолиза эфиров щелочного гидролиза симбатны. Метиловые эфиры легче подвергаются аминоля чем этиловые [699, 700]. Эфиры первичных спиртов расщепляются легче эфиров i ричных спиртов [699]. Первичные амины реайгругот с большей скоростью, чем аюс [701], вторичные в большинстве случаев реагируют значительно медленнее аммн [701, 702]. Реакция катализуется небольшими количествами воды [703, 704], бо
F. D. Chattaway, J. Chern. Soc., 1936, 355; ср. Н. Irving, J. Chi Soc„ 1936, 797; A. C. Pierce, M. M. Joullie, J. Org. Chern., 27, 31 (1962).
E. F i s c h e r, A. D i 1 t"h e y, Ber„ 35, 844 (1902).
W. P. Ratchford, С. H. Fisher, J. Org. Chern., 15, 317 (1950)./
M. G о г d о n, J. G. M u 11 e r, A. R. D a y, J. Am. Chem. Soc., 70, 11 (1948).
P. R. Russel, J. Am. Chem. Soc., 72, 1853 (1950).
R. В a 11z 1 y, 1. M. Berger, A. A. Rothstein, J. Am. Chem. S 72, 4140 (1950).
E. M с C. Arnett, J. G. Miller, A. R. Day, J. Am. Chem. Soc., 5393 (1951).
M. Gordon, J. G. Miller, A. R. Day, J. Am. Chem. Soc., 71, 1 (1949).
P. К G 1 а з о e *L D S с о 11, L. F. A u d г i e t h, J. Am. Chem/ Soc., 2965 (1941).
эффективным катализатором является алкоголят [700, 701, 705). Особенно выгодно применять алкоголяты при ацилировании ароматических аминов [706].
Для получения незамещенных амидов кислот часто бывает достаточно встряхивать иди перемешивать сложный эфир с концентрированным водным раствором аммиака. Продолжительность реакций для разных эфиров весьма различна. Из этилового эфира циануксусной кислоты на холоду при действии концентрированного водного раствора аммиака образуется в течение 1 ч амид с выходом 88% от теоретического [707]. Так же быстро реагирует метиловый эфир фторуксусной кислоты (осторожно, сильный ядГ).(
Фторацетамид [708]. К 20 г метилового эфира фторуксусной кислоты при охлаждении ледяной водой прибавляют избыток (20 мл) водного раствора аммиака (^ = 0,88). Через 1 ч выделившийся осадок (15 г) отфильтровывают и сушат. Получается практически чистый продукт. Упариванием маточного раствора в вакууме выделяют еще некоторое количество амида. Выход количественный. После перекристаллизации из хлороформа или смеси хлороформа с бензином получают фторацетамид с т. пл. 108° С.
Для амилолиза эфира муравьиной кислоты [709] его приходится 7 ч перемешивать с концентрированным аммиаком при 25—30° С. Еще медленнее реагирует эфир метакриловой кислоты [710).1
Метакриламид. В течение семи суток встряхивают 76 г метилового эфира метакриловой кислоты с 390 мл аммиака (А = 0,885). Затем гомогенный раствор небольшими порциями упаривают в вакууме при остаточном давлении 19 мм pm. cm. на водяной бане (78° С). Неочищенный продукт сушат над СаС12 до постоянного веса (65 з), измельчают белую массу и растворяют ее при кипячении с обратным холодильником в 580 мл хлористого метилена. Раствор фильтруют на воронке для горячего фильтрования и продукт из остатка еще раз экстрагируют 60 лл хлористого метилена- При охлаждении в бане со льдом кристаллизуется мономерный метакриламид; еще две фракции могут бытьлолучены изматоч- ных растворов. Общий выход амида 48 s' (75% от теоретического); т. пл. 95— 109° С. После повторной перекристаллизации получают чистый амид в виде тонких пластинок; т. пл. 110—111° С.
Вместо водного аммиака в некоторых случаях применяли жидкий аммиак [711, 712]. Очень хорошие выходы получаются при проведении реакции с раствором аммиака в этиловом или, еще лучше, в метиловом спирте.
Ацетамид [701]. В течение 24 ч встряхивают 0,5 моль метилового эфира уксусной кислоты с 8 моль аммиака в метиловом спирте при комнатной температуре и выделяют ацетамид вакуумной перегонкой; выход 90% от теоретического.
Диамид этилмалоновой кислоты [700]. В течение 96 ч при комнатной температуре встряхивают смесь 10 г соответствующего эфира в 50 мл метилового спирта, 100 мл насыщенного при 0° С раствора аммиака в метиловом спирте и 0,1 г натрия; выход диамида 91% от теоретического. В отсутствие натриялыход снижается.w
.Взаимодействие эфиров с аминами, если оба компонента жидкие, можно проводить и без растворителей. Так, из метилового эфира молочной кислоты и ампиа.
В. L. Betts, L. Р. Hammett, J. Am. Chern. Soc., 59, 1568 (1937).
Ch. C, Price, В. H. Vehen, J. Org. Chem., 12, 386 (1947).
В.B.Corson, R. W. Scott, С. В. V о s e, Org. Synth., 9, 36(1929).
F.J.В u c k 1 e, R. И e a p, В. C. Saunders, J. Chem.Soc.,1949,
. 912.
D.T.M о wry, J. M. Buttler, Org. Synth., 30, 46 (1950).
[710J C.L.A r c u s, J. Clicm. Soc., 1949, 2732.
[7111 J.К1 e i n be г g, L. F. Audrieth, Org. Synth., Coll. v. 3, 1938,p. 516.
[712| L. F. Audrieth, J. К I e i n s Ь e г g, J. Org. Chem., 3, 312 (1938).
взятого с 10%-пым избытком, при комнатной температуре получен ряд мопо- и диалкил-< амидов, в среднем с хорошим» выходами [713|. 6
М-/<-Гексиллактамид [713]. К 208 г (2 люль) метилового эфира молоч-4 ной кислоты прибавляют 222 г (2,2 -ноль) н-гексиламина, встряхивают смесь ж? оставляют се на 15 суток при комнатной температуре. При перегонке с колой-' кой Вигре при нормальном давлении сначала отгоняют метиловый спирт (55 е^. затем в вакууме при остаточном давлении 1 леи рт. ст. — Зз промежуточной:■* фракции (т. кип. 28—120° С). В качестве основной фракции (т. кип. 120—128° С; при 0,3 мм рт. ст.^ получают 341 г (98% от теоретического) N-н-гексиллант-"' амида; после трехкратной перекристаллизации из смеси эфира и петролейного* эфира т. пл. продукта 41—42° С. :
Если термическая стабильность и летучесть компонентов позволяют проводит^' реакцию при повышенных температурах, то продолжительность реакции значительно» сокращается, N-Формильные производные анилина, Р-пафтиламина, 1-фенилэтиламнна^ и ментиламина были получены (714] практически с количественным выходом пр»! нагревании в течение 1 ч при 100—110° С. 'J
N-н-Децилпнкотинамид (715]. В колбе, снабженной колонкой и холо-, дильником, нагревают при 214—250° С в течение 190 мин 61,8 г этилового эфира* никотиновой кислоты и 70,8 г н-дециламина. При этом отгоняется 10,6 г этилового* спирта. Остаток растворяют в 500 лм хлороформа и осветляют раствор кипяче--' нием с углем. Из профильтрованного теплого раствора осаждают амид петро* лейпым эфиром. После охлаждения и фильтрования получают 90,8 г (82,7% от’" теоретического) N-н-децилпикотинамида; т. пл. 69,8—70,4° С. Путем многократ- ч ных перекристаллизаций из смеси хлороформа и петролейвого эфира получают'; амид с т. пл. 72,2—72,6° С.
При получении амидов из эфиров кстокарбоновых кислот необходимо реакциям вести при нагревании, так как иначе в результате взаимодействия кетогруппы с ами-, ном образуются енамины [716] (ср. стр. 473, 480)-
Анилид бензоилуксусяой кислоты. К кипящему раствору этилового эфир»: бензоилуксусной кислоты в ксилоле при 145—150° С прибавляют по каплям анилин и одновременно отгоняют образующийся спирт [717, 718]. Аналогичным" способом в кипящем толуоле получают апилид ацетоуксусной кислоты с выходом^' 85% от теоретического [719]."
Эфиры карбоновых кислот или амины с малой реакционной способностью легкой вступают в реакцию не в виде свободных аминов, а в виде их производных с щелочными i или щелочноземельными металлами. В ароматическом ряду такие производные легко* образуются из амина и металла в инертных растворителях и могут применяться дли-'| дальнейших превращений без выделения их в чистом виде [720]. 4
W. Р. Ratchford, J. Org. Cliem., 15, 326 (1950); W. P. Ratchfor d,.‘2
C. 11. F i s h e r, J. Org. Chem., 15, 317 (1950).г
J. P. E. Human, J. A. Mills, J. Chem. Soc., 1948, 1457.3
С. О. В a d g e 11, J. A. P г о v о s t jr. ct al., J. Am. Chem. Soc., 67,. ’ 1135 (1945).’
L. L i ui p a c h, Bor., 64, 970 (1931).
C. J. Kibler, A. W e i s s b e r g e r, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955^; p. 108.
[7181 С. H. F. Alien, W. J. Ilumphlett, Org. Synth., 37, 2 (1957)." i
См. ссылку [330f.
E. S. S t e r n, Chem. a. Ind., 1956, 27 7.
Диапмлнд диэтилмалоновой кислоты. Образуется при кипячении диэтилового эфира диэтилмалоновой кислоты в течение 30 мин с 2 моль апилида натрия в толуоле; выход дианилида хороший [720].
Аналогичным способом в кипящем толуоле получены соответствующие анилиды из этилового эфира N.N-диэтилглицина и натриевых производных анилина и из N-этиланилина и 2,6-диметиланилина; выходы 65—90% от теоретических [720].
Вместо производных аминов и щелочных металлов можно применять и соответствующие амипомагнийгалогепиды R^N—MgX, полученные из первичных или вторичных аминов (реакция Бодру) [721]:
В\
)N-MgX
Rw/
OMgX пО
IНЕОII /R
R—сN\r-// -К'ОП; -Mg(uH)X^ R—С—n\r'"
OR'
Таким способом Вейганд [722] синтезировал ряд N-метиланилидов карбоновых кислот.‘
Куп и Моррис [723] получали из эфира р-ионилиденуксусиой кислоты соответ- ’ ствующий о-толуидид с выходом 80% от теоретического. Этим методом были синтезированы также ^^т-дифеиилацетамид (выход 85% от теоретического), N.N-дифенил- бензамид (88% от теоретического), анилид капроновой кислоты (87% от теоретического) и анилид лауриновой кислоты (80% от теоретического). Ниже приведена общая методика [721].
Раствор 0,1 моль амипа в 30 мл эфира медленно прибавляют по каплям к 0,1 моль метилмагнийиодида в 50 лм сухого эфира. После окончания Дурной реакции добавляют раствор 0,05 моль сложного эфира в 20 мл эфира и нагревают 2 ч на водяной бане. Продукт реакции разлагают осторожным добавлением 50 мл воды,-а-лсе основные соли магния растворяют в 2 н. НС1. Эфирный слой отделяют и сушат, эфир и непрореагировавтпий амин отгоняют, из остатка при перекристаллизации получают анилид.
Аналогичным способом ^-аминокислоты были переведены в N-метилани- лиды, карбазолиды и индолиды [724].
Скорость взаимодействия эфиров карбоновых кислот и аминов во многих случаях повышается также с применением в качестве ацилирующих средств таких сложных эфиров, спиртовые остатки которых легко поддаются обмену. Швейц^ [725] рекомендует использовать для этой цели цпанметиловЫе эфиры R — СО—О —Си|—CN. Цианметиловые эфиры аминокислот с защищенными аминогруппами легко реагируют с эфирами аминокислот уже при комнатной температуре и поэтому с успехом применяются при синтезе пептидов. Для трифторацетилирования аминокислот и пептидов рекомендуется фениловый эфир трифторуксусной кислоты [726].
Обзорная работа Виланда и др. [660, 661] дает хорошее представление о других способах синтеза пептидов при помощи активированных таким образом сложных эфиров.
L. Bassett, С. R. Thomas, J. Chern. Soc., 1954, 1188.
W о у g а п d et al., Angew. Chern., 65, 530 (1953).
Kuhn, C. J. O. R. Morris, Ber., 70, 853 (1937).
В i г k li о f e r, E. Frankus, Chern. Ber., 94, 216 (1961).
S c h w у z e г et al., Helv.cliim. acta, 38, 69. 80, 83 (1955).
Weygand, A. Ropsch, Chern. Ber., 92. 2095 (1959).
Активированный эфир уксусной кислоты — изопропенилацетат, получаем из кетена и ацетона так же легко, как и сам кетен, реагирует с аминами уже при к, натной температуре, причем выделяется большое количество тепла [721]. С его i мощью может быть получен даже такой труднодоступный амид, как N-ацетилимидаз образующийся из имидазола с выходом 94% от теоретического [728].
М-Ацетилморфолин [727]. Помещают 100 г изопропенилацетата в кол для перегонки и медленно прибавляют к нему по каплям 87 г морфолина. П этом начинается бурная реакция и образующийся ацетон непрерывно отгоняет! Перегонкой в вакууме продукта реакции получают N-ацетилморфолии; вы] 80% от теоретического; т. кип. 89° С (1 мм рт. ст.1); п^ 1,4337.
Лактоны обычно являются такими же ацилирующими средствами для амиж и аммиака, как и линейные эфиры карбоновых кислот.
'N-Метиламид о-оксиметилбензойвой кислоты [729]. Растворяют в 14(
29%-ного водного раствора метиламина при нагревании 175 г фталида (I). Д охлаждении льдом N-метиламид о-оксиметилбензойной кислоты (II) выделяв в виде бесцветных кристаллов; выход 159 г (74% от теоретическо! т. пл. 122-123° С.
СО—NH—СНэ
АГ
^/ch,i>h
Амины с низкой реакционной способностью могут и в этом случае при нятьсн в виде N-металлпроизводных [730].
Если у атома азота образующихся амидов оксикарбоновых кислот имеется х бы один атом водорода, то они переходят при нагревании в лактамы. Так, упомт шийся выше N-метиламид о-окскметилбензойиой кислоты (II) при 160° С цю зуется в соответствующий лактам (III). При такой циклизации наряду с оттеплу® воды происходит и выделение метиламина с образованием исходного фталида поэтому реакцию следует проводить под давлением [729].
Однако в некоторых случаях лактоны реагируют и как алкилирующие сред и дают аминокислоты. Так, при кипячении 4-бутиролактона с фталимидом калия в метилформамиде образуется 4-фталимидомасляная кислота [731]; в тех же услог из фталида (I) получается о-(фталимидометил)-бензойяая кислота [732]. Особ) сильно алкилирующие свойства выражены у р-лактонов, но направление peai с 0-лактонами в значительной мере зависит от условий взаимодействия [733]. добавлении пропиолактона к раствору диметиламина в эфире при 0° С образу диметиламид гидракридовой кислоты (IV) с выходом 95% от теоретического, т как при обратном порядке смешения реагентов, т. е. при пропускании диметила!
Н. J. Hagemeyer jr., D. С. Hull, Ind. Eng. Chern., 41, 2920
J. H. Boyer, J. Am. Chem. Soc., 74, 6274 (1952).
W. Theilacker, К. К a 1 e n d a, Ann., 584, 87 (1953),
W. R e p p e et al., Ann., 5&6, 175 (1955).
G. Talbot, R. G a u d г y, L. В e r 1 i n g u e t, Canad. J. Chem., 36, (1958).
J. Bornstein, p. E. Drummond, S. F. Bedell Ore. Syn 38, 81 (1958).’
T. L. Gresha m, J. E. Jansen ot al., J. Am. Chem. Soc., 73, 3168 (15 Ch. D. Hurd, ^h. Hayao, J. Am. Chem. Soc., 74, 5889 (1952); 76,
в эфирный раствор лактона при 0° С, может быть получен М^-диметил-р-аланин (V) с выходом 84% от теоретического (733|:
СН2-СН2Н2С — СН2 СН8-СНг-СООН
I I■*—I I I
ОН СО—N(CHahО-СО М(СНз)2
Из реакций эфиров карбоновых кислот с амидами наибольшее значение имеет циклизация, протекающая при взаимодействии мочевины с диэфирами дикарбоновых кислот. В соответствии с условиями эфирной конденсации синтез проводится со стехиометрическими количествами алкоголята.
Значительное влияние на направление реакции оказывает также растворитель.
Барбитуровая кислота [734[. К раствору 48 г натрия в 400 хм абсолютного метилового спирта при перемешивании прибавляют 320 г малонового эфира и кипятят в течение 10 мин в колбе с обратным холодильником. При добавлении горячего раствора 120 г мочевины в 300 мл абсолютного метилового спирта реакционная масса превращается в густую кашицу, которую для завершения конденсации кипятят еще 5 ч с обратным холодильником. После этого реакционную массу выливают в 3 л воды и подкисляют 200 мл концентрированной НС1. Сначала реакционная масса растворяется, а затем в виде красивых кристаллов осаждается барбитуровая кислота. После перекристаллизации Из воды и двухдневной сушки мри 100° С выход составляет 210 г; т. пл. выше 260° С (разл.).
Проведение синтеза в более жестких условиях с применением в качестве растворителя этилового спирта см. [735].
Так же гладко протекает аналогичная реакция конденсации мочевины с эфиром апуксусной кислоты по Траубс [736].
Следует заметить, что для получения производных барбитуровой кислоты можно применять и обратный путь, а именно: конденсировать диамиды малоновой или диалкилмалоповых кислот с дпэтилкарбонатом. Реакцию проводят - в жидком аммиаке в присутствии NaOH или амида натрия в качестве катализаторов конденсации. По-видпмому, в большинстве случаев такой метод не имеет никаких преимуществ перед обычным 1737].
Гидразин реагирует с эфирами карбоновых кислот обычно легче, чем амины. Простейшие эфиры жирных кислот чаще всего превращаются в гидразиды кислот уже при комнатной температуре в результате экзотермической реакции; однако лучше прибегать к непродолжительному нагреванию на водяной бане. Побочная реакция образования N.N'-диацилированных гидразинов, часто наблюдаемая при использовании хлорангидридов и ангидридов кислот, в этом случае встречается очень редко. Приведенные далее примеры характеризуют данный метод.
Гидразид п-нитрофенилуксусиой кислоты [738]. На паровой бане в течение 30 мин нагревают 34 г метилового эфира гг-нитрофенилуксусной кислоты и 50 г 42%-ного гидразингидрата. При этом сначала реакционная масса окрашивается в красный цвет, который постепенно исчезает, и к концу реакции продукт застывает в твердую желтую массу. Гидразид промывают водой и кристаллизуют из абсолютного спирта. Выход 33 г (97% от теоретического); иглы; т. пл. 167° С.
Дигидразид адипиновой кислоты [739]. К кипящей смеси 120 мл 85%-ного водного гидразингидрата (2 моль1) и 25 мл абсолютного этилового спирта
W. Р f 1 с i d с г е f, Е. Nubel, Ann., 631, 168 (1960).
J. В. Dickey, А. В. Gray, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p._ 60.
W. R. Sherman, E. C. Taylor jr., Org. Synth., 37, 15 (1957).
K. Shimo, S. Wakamatsu, J. Org. Chem., 24, 19 (1959).
R. L. Shriner, J. M.Cross, J. Am. Chem. Soc., 60, 2338 (1938).
1739] p. A S. S щ i t h, Org. Synth., 36, 69 (1956).
в течение 1—2 ч по каплям прибавляют 101 г (0,5 лоль) дпэтилового эфире адипиновой кислоты. Кристаллизующийся при охлаждении гидразид промывают спиртом, эфиром и сушат. Выход около 90% от теоретического т. пл. 174—181° С. •
п-Этоксибензгидразид [740]. Нс менее 8 ч кипятят смесь 1 моль этиловой эфира п-этоксибснзойной кислоты и 1,25 моль гидразингидрата в виде 20%-ной водного раствора. При охлаждении выделяется гидразид в виде бесцветных итд; выход 95% от теоретического. Перекристаллизацией их из разбавленной этилового спирта получают бесцветные прямоугольные пластинки; т. пл. 126—« 127° С.
Так же как при аминолизе, эфиры карбоновых кислот с разветвлением в а-подс! женин реагируют с гидразином медленнее, чем неразветвлепные сложные эфиры. Пр< должительность реакции сокращается при использовании в качестве растворителе спиртов с более высокой температурой кипения, например бутилового спирта, или пр взаимодействии с безводным гидразином. ..^
Взаимодействие эфиров карбоновых кислот с алкилзамещенными гидразинам может привести и образованию смесей изомерных гидразидов Ac— NH—NHi и Ac—NR—Nll2, которые не всегда удается разделить (см., например, [741]). i
Гидроксиламин ацилируется эфирами карбоновых кислот с образованием гидр< ксамовых кислот. При смешении реагентов в спиртовом растворе реакция часто проп кает уже при комнатной температуре в течение нескольких часов. Рекомендуете вести реакцию в присутствии эквивалентного количества алкоголята. В этом случ! гидроксамовые кислоты получаются в виде солей, из которых легко выделить свобо) ные кислоты. '
Малоидигидроксамовая кислота [742, 743]. К 80 г (0,5 л<оль) диэтилово^ эфира малоновой кислоты приливают 1 л раствора свободного гидроксиламии в абсолютном спирте (1 моль), полученного из гидрохлорида гидроксниамня и рассчитанного количества алкоголята в этиловом спирте, и добавляют раствО этилата, приготовленного из 25 г (1,1 моль) натрия в 500 мл абсолютного спирту Начинающееся выделение динатриевой соли малондигидроксамовой кислоты 81 канчивается через несколько часов; выход 78 г. ^
Для получения свободной кислоты "прибавляют 17 г соли к рассчитанное^ количеству (50 мл) 2,8 н. спиртового раствора НС1 и оставляют на 2 ч при парне дическом встряхивакии. Выделившийся NaCl отфильтровывают, спирт отгоняй в вакууме (при 25° С) и получают неочищенную малондигидроксамовую кислотд т. пл. 144—147° С; чистая кислота плавится при 155° С.
Па том же принципе основан метод получения б-ензгидроксамовой кислой [744]; примеры получения различных, замещенных в ядре бензгидроксампв!< кислот см. [566]. ’ ‘
Ацилирование азотсодержащих соединений ортоэфирами. Образование аие динов из ортоэфиров (главным образов из ортоэфиров муравьиной кислоты) и аммиай или ароматических аминов было известно уже почти сто лет тому назад (ср. обзорну! работу [745]). В качестве примера ацилирования аммиака приведен современны метод, по которому ацетамидин получается в виде ацетата [746]. *
Р. Р. Т. Sab, K.-S. Chang, Вег., 69, 2763 (1936).
R. L. Hinman, D. Fulton, J. Am. Chem. Soc., 80, 1895 (1958).;
Ch. D. Hurd, D. G. Botteron, J. Org. Chem., 11, 207 (1946).
A. llantzsch, Bet., 27, 799 (1894).4
C. R. H a u s e г, W. B. Henf ro w jr., Org. Synth., Coll. v. 2
1943, p. 67.. 1
H. W. Post, The Chemistry of the Aliphatic Orthoesters, Reinhold PublishlD] Corp., New York, 1943, p. 8411:.
E. C. Taylor, W. A. E b r h а г t, J. Am. Chem. Soc., 82, 3138 (i960)
Ацетат ацетамидина. В колбе с обратным холодильником нагревают в течение 45 мин смесь 32,4 г этилового эфира ортоуксусной кислоты и 15,4 г ацетата аммония, пропуская одновременно ток сухого аммиака. Затем реакционную массу перегоняют при температуре бани 155—160° С до тех пор, пока температура перегоняющихся паров ие понизится до 75° С. При этом примерно- за 25 мин отгоняется 18,5 г дистиллята. Остаток охлаждают до комнатной тем- пературыхи фильтруют. После промывки этиловым спиртом и сушки получают- 16,5 г ацетата ацетамиднна; т. пл. 189—191° С. Из фильтрата может быть выделено еще некоторое количество продукта. Общий выход 19,75 а (84% от теоретического).
Аналогичным способом в среде ледяной уксусной кислоты получен ацетат- формамидина с таким же высоким выходом [746J.
Много неясностей встречалось при изучении механизма реакции и природы конечных продуктов взаимодействия ортоэфиров с ароматическими аминами. Сейчас можно с уверенностью сказать, что на первой стадии реакции образуются имидоэфиры, которые в случае эфира ортомуравьиной кислоты [746а] с избытком амина переходят- к амидины [747]:
/OR/МНАг
IIC(OR)3^^b> нс<< А£^-> нс< ^NAr^NAr
Приведенная ниже методика может Применяться также и для получения других ароматических формамидинов.
N,N'-Биc-(o-xлopфeнил)-фopмaмидин [748]. В колбу емкостью 500 мл с присоединенной к ней колонкой с насадкой (длина около 40 ел) с наружным «богревом помещают 104 г (0,7 моль) этилового эфира ортомуравьиной кислоты и 179 а (1,4 моль) о-хлоранилина. Колбу нагревают в течение 1,5 ч на бане с теы- ■ературой 145°“€, поддерживая в колонне температуру 90—100° С. После этого температуру бани повышают до 180° Сив течение 30 мин отгоняют этиловый спирт. Содержимое колбы нужно быстро вылить в фарфоровую чашку, так как ■родукт реакции при охлаждении быстро затвердевает.
Выход неочищенного продукта практически количественный; т. пл. 137— 141° С. После перекристаллизации из сухого бензола получают 150 8 (81% от теоретического) N,N'-биc-(o-xлopфeнил)-фopмaмидинa в виде бесцветных призм; т. пл. 139—141° С.
©днако если взаимодействие проводят с эквивалентными количествами реагирующих веществ или с избытком ортоэфира и в присутствии каталитических колишетв кислоты, то реакция останавливается на первой стадии и с хорошим выходом полуЖют ^ -арилимидоэфиры.
Этиловый эфир N-фсннлимидомуравьиной кислоты [749, 750]. В течение 30 мин нагревают с обратным холодильником 1 моль анилина, 1,5 моль этилового эфира ортомуравьиной кислоты и 10 капель НаЗО4. Затем отгоняют 117 мл этилового спирта, нейтрализуют остаток 3,5 а mpem-бутнлата натрия и перегоняют в вакууме. После отгонки избыточного ортоэфира получают 121,6 а (82% от теоретического) имидоэфира; т. кип. 117—119° С (40 мм pm. cm.).
[746а] R. Н. В е W о 1 f е, J. Org. Chern., 27, 490 (1962).
747R.М.Н oberts,R.H. De Wolf e, J. Am. Chem.Soc., 76, 2411 (1954).
R.M.Roberts,J.Org. Chem., 14, 277 (1949).
R.M.Roberts,J.Аш. Chem. Soc., 71, 3848 (1949).
I7o0]R.M.Roberts.P.J. Vogt, Org. Synth., 35, 65 (1955).
Поскольку при высоких температурах в присутствии кислотных катализатор N-арилформимидоэфиры перегруппировываются с образованием изомерных N-али] форманилидов
/О ВII /Aiнс/—> нс—n/-NArXR/О ВII /Aiнс/—> нс—n/-NArXR' О
/О ВII /Ai
нс/—> нс—n/
-NArXR
/О ВII /Ai
нс/—> нс—n/
-NArXR
последние можно в соответствующих условиях непосредственно получать взаимодейс вием амина с ортоэфиром [751, 752].
N-Этилформаннлид [751]. В течение 30 мин нагревают, применяя обрг ный холодильник, 18,6 г (0,2 моль) анилина, 44,5 а (0,3 моль) этилового зфн ортомуравьиной кислоты и 0,78 г концентрированной H2SO4. Затем кол соединяют с насадочной колонкой (длина около 30 см), температуру бани пов шают до 175° С и поддерживают ее еще в течение 30 мин. При этом отгоняй 21,8 г этилового спирта. После охлаждения реакционную массу перегони в вакууме (40 мм рт. ст.). Сначала отгоняется 9,1 г избыточного ортоэфе (т. кип. 65—67° С), затем несколько капель имидоэфира (т. кип. 118—120°I и, наконец, 22,4 г (75% от теоретического) N-этилформанилида; т. кип. 150 154° С (40 мм рт. ст.).
При нагревании с разбавленной НС[ формильный остаток легко отщепляете что позволяет применять эту реакцию для получения чистых N-моноалкилакиЛ пов [751, 752|.
Ацилирование азотсодержащих соединений импдоэфирами. Рассматривавшие! вьппе синтезы амидинов из ортоэфиров протекают, как уже упоминалось, через ст дню образования имидоэфиров (обзорные работы но амидинам и имидоэфирн; см. [753—755]). Соответствующим образом могут, конечно, реагировать с аммиаком Bi аминами сами имидоэфиры, получаемые обычно из нитрилов в виде гидрохлорид! [754]. При проведении реакции с первичными аминами следует учитывать, что П] повышенных температурах может обмениваться не только эфирная группа, но и ай ный остаток имидоэфира: %
%н * r*C/nh %н * r*C/nh zNIIIV'XNR"zNIIIV'XNR"
%н * r*C/nh
%н * r*C/nh
zNIIIV
'XNR"
zNIIIV
'XNR"
Попятно, что с вторичными аминами такой обмен невозможен. Ароматичестц амины, обладающие слабоосновпыми свойствами, реагируют обычно с имидоэфира» плохо и неоднозначно. Во всех случаях реакцию проводят без доступа влаги.
Для получения гидрохлоридов незамещенных амидинов рекомендуется сЛ6Д ющий простой общий метод [756]. -
-Гидрохлориды амидинов. Приблизительно 10%-ный раствор (или суспе зия) 0,1 моль гидрохлорида имидоэфира, в абсолютном спирте, содержал® 0,13 моль аммиака, встряхивают в закрытом сосуде при комнатной томперат^ в течение двух-трех суток. Выделившийся NH4C1 отфильтровывают, фильтр разбавляют эфиром и отделяют гидрохлорид амидина, который перекристд лизовывают из смеси мотилэтилкетона и этилового спирта. %
Получение гидрохлорида ацетамидина из ацетонитрила см. [757]. ".
R.М.R о b е г t s, Р. J, V о g t, J. Am. Chem.Soc., 78, 4778 (1956).%
[752 R.M.R о b e г t s, P. J. V о g t, Org. Synth.,38, 29 (1958).
R.L.Shriner, F. W. Neumann, Chem.Rev., 35, 351 (1944).Л
A^P in n e r, Die Tmidoather und ihre Derivate, Verlag Oppenheim, BetR
R. Roger, D. vG. Neilson, Chem. Rev., 61, 179 (1961).
C. D j e r a s s i, C. R. Scholz, J. Am. Chem. Soc., 69, 1688 (1947). J
A. W. D о x, Org. Synth., 8, 1 (1928).
N-p-Диэтиламиноэтиламидины [758]. Растворяют 1 моль гидрохлорида имидоэфира в восьми-десятикратном весовом количестве абсолютного этилового спирта, прибавляют 1,05 моль Р-диэтиламиноэтиламина и перемешивают в течение 8 ч при 40—45° С. Спирт отгоняют в вакууме, остаток растворяют в воде и подкисляют HCI по индикатору конго. После непродолжительного нагревания раствор охлаждают и отделяют фильтрованием или экстрагированием эфиром примеси, не обладающие основными свойствами. После этого раствор упаривают в вакууме^ри 40° С досуха; последние следы воды отгоняют в виде азеотропной смеси с бензолом и этиловым спиртом. Выход продукта 75—80% от теоретического.
Аналогичное взаимодействие с зтилендиамином [756] приводят к образованию ддза- мещенных имидазолинов, которые следует рассматривать как циклические амидины.
Так же легко под действием аминов [759] или аминокислот [760] переходят циклические имидоэфиры (О-алкиловые эфиры лактимов) в циклические амидины!
О-Алкилизомочевины реагируют как простые имидоэфиры; из О-метилизомоче- вины и орнитина образуется аргинин с выходом 94,5% от теоретического [761].
Наконец, следует упомянуть, что вакуумная перегонка свободных форм- и ацетимидобензиловых эфиров приводит к отщеплению бензилового спирта и циклизующей тримеризации и является, таким образом, простым методом получения симметричного триазина и его 2,4,6-триметилпроизводного [762].
Гидразин реагирует с гидрохлоридами имидоэфиров аналогично аминам и в тех же условиях с образованием амидразонов [754, 763, 764].
Алкилирование азотсодержащих соединений эфирами серной кислоты. Из эфиров серной кислоты для алкилирования производных аммиака применяются в основном только диметил- и диэтилсульфаты. В достаточно мягких условиях на аминную компоненту переносится всегда только одна алкильная группа эфира. Полное использование диалкилсульфатов удается обычно лишь при температурах 160—200° С.
Алкилирование аммиака и первичных аминов до первичных и, соответственно, вторичных аминов чаще всего протекает с плохими выходами, так как одновременно образуются и все возможные продукты высшей степени алкилирования. Наилучшие результаты получаются-при алкилировании первичных ароматических аминов до третичных. В этом случае образование четвертичных аммониевых солей меньше сказывается на выходе, так как при кипячении с алкоголятом или при перегонке с паром из щелочной среды такие четвертичные соли снова разлагаются до третичных аминов. ' Хюниг [765] рекомендует следующую пропись для метилирования первичных ароматических аминов до третичных.
К взвеси 3—4'лоль NaHCOs в воде прибавляют ароматический амин (1 моль). и в один прием диметилсульфат (2,5—3,5 лодь). При перемешивании качинается реакция, сопровождающаяся выделением СО2. Хорошие выходы алкиламииов получаются, если основность амина достаточно высока, чтобы реакция метилирования могла протекать при температурах ниже 35° С. При более высокой температуре диметилсульфат заметно гидролизуется. Кроме того, амин и днметилсульфат должны хоть немного растворяться друг в друге, что иногда достигается добавлением иесмешивающегося с водой растворителя.'
N.N-Диметил-р-нафтиламин [765]. В трехгорлой колбе, снабженной’ мешалкой, термометром и счетчиком пузырьков выделяющегося газа, к 14,5 в- Р-нафтиламина, 34гХаПСО8 и 50 мл воды прибавляют 34 мл диметилсульфата. При 10° С начинается интенсивное выделение газа, прекращающееся через 45 мин. Нагревая до 55—60° С, омыляют избыток диметилсульфата. Реакционйую-
|75g] F.Н.S. С u г d, С. G. R a i s о n,J. Chern. Soc., 1947, 160.
[759 R.Е.В е n s о n, Т. L. С a i г n s,J. Am. Chem. Soc., 70, 2115 (1948).
S. Petersen, E. T i e t z e, Ann., 623, 166 (1959).
F.T uг b a, K. Schuster, Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chem., 283, 27(1948).
F.С гa m e г, К. P a w e I z i k, J.Kupper, Angew. Chem., 68, 649(1956)^
массу отделяют от остатков NaHCO3, сильно подщелачивают NaOH и кипятят 1 ч в колбе с обратным холодильником. Образовавшееся масло экстрагируют1 хлороформом. Остаток после отгонки хлороформа перегоняют при 160—161° Q (12 мм рт. ст.) в виде бесцветного масла; выход 16,8 г (98% от теоретического)^
Присутствие бикарбоната иеобходпмо для выделения из образующейся на пер* вой стадии алкилсернокислой соли свободного основания для дальнейшего его алкилн^ рования. Преимуществом бикарбоната в сравнении с более сильными основания^ является возможность избирательного алкилирования аминофенолов по аминогрупп^ при устанавливающихся в реакционной среде значениях рП [765].
По старым прописям для связывания образующийся алкилсерной кислоты часто использовали водные растворы NaOH. Щелочную среду поддерживали поперек менным добавлением диметилсульфата и раствора щелочи. В этом случае выходы в значительной мере зависели от точного соблюдения условий и от чистоты диметилсульфаТа
о-Бромдиметилаинлин [766J. В трехгорлой-колбе емкостью 1 * к 1004 о-броманилина и 100 мл воды прибавляют 3 же (219 г) диметилсульфата тремя ранными порциями. Первую порцию добавляют к смеси при перемешивав^ оставляют ее до гомогенизации и тщательно нейтрализуют 25%-пым раствором КОН при охлаждении в бане со льдом; так же добавляют вторую порцию, а при последующей нейтрализации рекомендуется вводить небольшой избытф щелочи; затем при перемешивании прибавляют остальной димотилсульфат оставляют смесь на 1 ч, амин экстрагируют иа щелочного раствора эфирой промывают экстракт водой и сушат над К2СО3. При перегонке получажн 81.5 г (70% от теоретического) о-бромдиметиланилина; т. кип. 100—101° С (12 лл рт. ст.).
Аналогично получают А-бромдпметиланилип; выход 54% от теоретичен ского; т. кип. 118—119° С (8 мм рт. ст,).?
В некоторых случаях можпо алкилировать амины и простым нагревание) с диметилсульфатом. Так, из 1 моль n-аяизидина и 2,2 лоль дпэтнлеульфата нагрев^ нием в течение 4 ч при 120—130° С получили Х^-диэтил-я-анизидин с выходом 61$ от теоретического; аналогичным способом после 6 ч нагревания смеси полунищ N,N-диэтил-n-тoлyидин (выход 91 % от теоретического); а после 8 ч нагревания — К.К-диэтил-ж-фенетидия (выход 52% 1767)).
Важным способом синтеза этиленимина и его производных является циклиа» ция'сернокислых эфиров этаноламинов при нагревании с щелочами [768—770): /
сн2—oso3
INaOH^ | \NHЧ
CH2-NH3Н2(Уа
Чистые первичные амины могут быть получены алкилированием уротропин! диалкилсульфатами и последующим расщеплением четвертичных солей [771].
При алкилировании цианамида образуются диалкилциапамиды, из которьи омылением выделяют вторичные амины. Например, из цианамида кальция и диметил, сульфата получили диметиламин с выходом 70—80% от теоретического [772]. Однаш чаще всего этот метод не имеет никаких преимуществ перед методом с применение)! алкилгалогенидов.
При алкилировании диалкилсульфатами амидов карбоновых кислот и лактама следует учитывать, что свободные амиды легко претерпевают О-алкилирование с обрв;
И. Gilman,!. Banner, J, Am. Chern. Soc., 62, 344 (1940).<
Н. A. F a h i т, А. М. F 1 е i f е 1, J. Chern. Soc., 1951, 2761.
С. Н. F. A 1 I е n, F. W. Spangler, E. R. Webster, Ors.XS^nthi 30, 38 (1950).
K. N. C a in p b e 11, A. II. Sommers, В, K. Campbell, Org. Syntb* 27, 12 (1947).
R. С. E I d e г f i e I d, H. A. Hageman, J. Org. Chem., 14, 605 (1949]
F. L. Halm, 11. Waite r, Ber., 54, 1531 (1921).
W. T г a 11 be, A. Engelhardt, Ber., 44, 3149 (1911).
зопанпем имидоэфиров. Так, например, из капролактама и диметплсульфата в зависимости от условий реакции получают О- пли Ч-метплпролзводноо [759]. Для синтеза из амидов кислот исключительно N-аяки троизводных рекомендуется применять в качестве исходных соединений хХ-пропзоодиые амидов с щелочными металлами и проводить алкилирование в инертном растворителе.
Так, например, для получения N-метил-п-анцзиднна N-ацетильное про* изводное сначала л^еталлируют амидом натрия в кипящем толуоле, затем при 100° С добавляют диметилсульфат и омыляют продукт реакции в щелочной среде [670].
Большее значение имеет алкилирование амидов сульфокислот диметил- или дюгилсульфатом. Алкилирование анилидов арилсульфокислот проводят следующим образом.
Растворяют в 0,042 моль 10%-ного водного раствора NaOH 0,04 жоль анилида арилсульфокислоты и при перемешивании в течение 30 миле при 25° С приливают по каплям 0,042 моль диалкилсульфата. Выделение N-алкиланилида арилсульфокислоты начинается через несколько минут поело начала добавления диалкилсульфата. Перемешивание продолжают еще 1 ч при 40° С, отфильтровывают осадок и перекристаллизовывают его из 95%-ного спирта [773].
Взаимодействие гидразина с диалкилсульфатами протекает неоднозначно. Более гладко алкилируются ацильные производные гидразина. Так, например, для получения ^№-диметилгидразнна в водно-щелочной среде метилируют Ь'^'-дибензоил- гидразин диметилсульфатом и омыляют продукт алкилирования [497].
Алкилирование азотсодержащих соединений эфирами фосфорной кислоты. . До настоящего времени случаи алкилирования азотсодержащих соединений эфирами фосфорной кислоты^едко описывались в литературе. Общин способ алкилирования ароматических аминов приводит Биллман [774]. Условия реакции подобраны так, что эфиры фосфорпоп кислоты полностью дезалкилируются.
(выход (79%).(выход (79%).Алкилирование Ароматических аминов. В колбе емкостью 500 лл с обратным холодильником нагревают 2 ч смесь 0,3 моль анилина и 0,2 моль соответствующего триалкилфосфата. В большинстве случаев реаиция сначала протекает с значительным выделением тепла и температура смеси сильно повышается. После прекращения бурного кипения холодильник с водяным охлаждением меняют иа воздушный. К охлажденной до 50° С смеси приливают раствор 25 г NaOH в 100 мл воды, нагревают ее 1 ч до кипения и охлаждают в химическом стакане до комнатной температуры. Верхний маслянистый слой амина отделяют от выделившегося фосфата натрия, который промывают эфиром. Амин и эфирный раствор объединяют к сушат над Na8SO4. Остаток после отгонки эфира оставляют иа ночь с равным объемом уксусного ангидрида, смесь встряхивают с 20 мл концентрированной НС1 и 30 мл воды до полного растворения амина. Првеесь амида из раствора удаляют двукратной экстракцией эфиром, порциями по 30 мд каждая, затем амин выделяют 25%-ным раствором NaOH и извлекают его эфиром. После сушки над Na2SO4 раствор перегоняют. С соответствующими триалкилфосфатами были получены, например, следующие вещества: днметиланилин 68%); диэтиланилнн (78%), ди-я-пропиланилин и ди-я-бутилаиилик
(выход (79%).
(выход (79%).
Аналогичным способом подвергали дналкилированию а- и Р-нафтиламины [774], а также ряд замещенных в ядре анилинов [775]. Из 2-аминофлуорена и триэтилфосфата при 205° С с почти количественным выходом получен 2-диэтиламинофлуорен
М. Neeman, A. Modiano, J. Org. Chern., 21, 667 (1956).
J. н. Billman, A. R a d i к е, В. W. Mundy, J. Am. Chem. Soc., 64,
2977 (1942).
D. G. Thomas J. H. Billman, Ch. E. Davis,!. Am. Chem. Soc., 68, 895 (1946).
30 заказ 1835
(776], в несколько более мягких условиях из морфолина — N-этилморфолин с выходом 70% от теоретического [777].
При алкилировании цианатов' щелочных металлов до алкилизоциапатов использование триалкилфосфатов [778] дает лучшие результаты, чем использование эфиров серной кислоты и сульфокислот [779].
Вместо третичных эфиров иногда в качестве алкилирующих средств применялись также диалкилхлорфосфаты. По этому методу из анилина при 240—250° С полу-; чалп моноалкильпые производные с выходом около 95% от теоретического [780],
Алкилирование азотсодержащих соединений эфирами арилсульфокислот *^ Широкое применение в качестве алкилирующих средств нашли эфиры арилсульфокис-» лот; особенно эффективными алкилирующими агентами являются эфиры толуодсуль»- фокислоты и первичных спиртов. При взаимодействии р-хлорэтилового эфира толуол-* сульфокислоты с фталимидом калия па азотную функцию обменивается не галоген# а остаток сульфокислоты [781]. .'
Как и при алкилировании эфирами серной и фосфорной кислот, в этом случа< следует исходить из свободных аминов, так как при алкилировании, например, гкдрО хлоридов аминов замещается почти исключительно анион хлора и основным продув том реакции является хлористый алкил.
При нагревании 0,05 моль я-октилового эфира п-толуолсульфокислоп В 0.1 моль гидрохлорида диэтидамина в 35 мл хлороформа за 6 ч получают н октилхлорид с выходом 91% от теоретического [782].
Продукты реакции, образующиеся из свободных аминов и эфиров сульфокислот, также, как при использовании диалкилсульфатов. почти всегда представляют соба# смесь аминов всех возможных степеней алкилирования. Однако можно подобрать таки условия реакции, которые благоприятствуют образованию определенных продух тов алкилирования. При необходимости реакцию проводят в растворителе, обыч» в спиртах пли ацетоне.
Моно-н-пропиланилип [783]. Смесь 18,8 г (0,2 моль) анилина и 24 (0,1 моль) «-пропилового эфира n-толуолсульфокислоты нагревают на масляис бане при 110° С в точение 5 ч. При охлаждении реакционная масса застывав вследствие кристаллизации л-толуолсульфоната анилина, который растворял в 70 мл воды. Выделившееся красно-коричневое масло извлекают эфиром, эфи ный раствор промывают водой и сушат над Na2SOd. При перегонке получав 12 г (87% от теоретического) моно-и-пропиланилина в виде слегка желтовато: масла; т. кип. 95—105° С (10 мм риг. ст.).
Ди-/(-пропилапнлин |783]. Смесь 9,4 г (0,1 моль) анилина, 48 (0,2 люль) н-пропилового эфира «-толуолсульфокислоты п 12,8 г (0,2 мол! КОН нагревают на водяной бане. Реакция начинается сразу, сопровождая* бурным вспениванием реакционной массы.
Фундаментальные работы в этой области принадлежат В. М. Родионову [But Soc. Chim. [4], 39, 322 (1926); [4]. 45, 121 (1929)]. - Прим. ред.
[776][777][778][779][780][781][782][783][776][777][778][779][780][781][782][783]ГТ1 т П 1 - 4 _ I1Г г— гп . — I „ _ А \17 Г> „ I. I т Гх— /'Г
[776]
[777]
[778]
[779]
[780]
[781]
[782]
[783]
[776]
[777]
[778]
[779]
[780]
[781]
[782]
[783]
1U^1 (lyjJJ.
W. Н, С. R и е gge berg J. С h е г n а с k, J. Am. Chem. Soc., 70, 18( (1948).
th. I. Bieber, J. Am. Chem. Soc., 74, 4700 (1952).
К. H. S I о t t a, L. Lorenz, Ber., 58, 1320 (1925); К. H. Slotti
R. Tschesche, Ber., 60, 295 (1927).
W. Gerrard, G. J. leacocke, Chem. a. Ind., 1954, 1538.
E. J. Sakellarios, Helv. chim. acta, 29, 1675 (1946).
D. К I a m a n n, Ann., 583, 63 (1953).
K. IL S 1 о t t a, W. Franke, Ber,, 63. 678 (1930).
Для завершения процесса массу нагревают еще 2 ч на масляной бане до 110° С. Кристаллизующийся при охлаждении n-толуолсульфопат калия рас- 1 воряют в воде, выделяющееся красное масло после очистки п сушки перегоняют с небольшим количеством уксусного ангидрида. Выход 12,6 г (70% от теоретического), светло-желтое масло; т. кип. 127° С (10 мм рт. ст.).
При взаимодействии вторичных аминов с бис-сульфоповымл эфирами гликолей получают N,N,N',N'-TeTpa3aMoineHHHe диамины [784]:
RSO.O- (CH2)„—OSO2R -|- INHR'R" —>
+ 2RSOaOH-NHR'R'
N,N,N'.N'-TeTpa3aMen^eHHWC диамины [784]. Бис-сульфоновый эфир гликоля и соответствующий вторичный амин (20зкв) в безводной среде нагревают до кипения в течение 20 ч при перемешивании. Затем отгоняют непрореагировав- ший вторичный амин и добавляют к раствору избыток 40%-ного раствора NaOH. Маслянистый слои отделяют от водной фазы, экстрагирую^ из водного слоя продукт эфиром п сушат объединенные органические фазы над К2СО3. Остаток после отгонки эфира перегоняют в вакууме.
По этому методу получены, например. N,N,N'. М'-тетрациклогексилэтиден- диамин (выход 86% от теоретического; т. пл. 102—104° С); N,N,N',N'-TeTpasTHn- эчилевдиамин (55% , т. кип. 89s С при 31,5 мм pm. cm.); N,N,N',N'-TeTpaii3onpo- пилтриметилендиамин (86%; т. кпп. 83°С при 10—11 мм pm. cm.); N,N,N',N'-re- тра-н-бутилтстраметилендиамин (78%; т. кип. 107—108° С при 1 ял рт. ст.); N,N,N',N'-тeтpaфeцилтpIшeтилeпдиaмин (65%; т. кип. 118—121е С при 0,3 мм рт. ст.)?' р,р'-дпэгиламинодиэтиловый эфир (13%; т, кип. 69—70° С при 1 мм рт. ст.).
N-Алкилированные гетероциклические соединения получаются из первичных аминов и бис-сульфоновых эфиров гликолей за одну операцию [785]. Так, из бис- бснзолсульфоната 1,5-пептандиола и циклогексиламина получается N-цпклогексил- пиперидин; выход 81% от теоретического; т. кип. 234° С. Из эфира диэтиленгликоля (1) и бензиламина образуется N-бензилморфолин (П); выход 90% от теоретичесного; т. кип. 79° С (2 мм рт. ст.);
Оо
СН3
Аг8О2О—Н2ССН2—OSO2Ar —► П2С СНа
н нt
в
IП
где R=CtH«CH4; At = C8Hs
К кипящему раствору 0,5 моль бис-арилсульфоната гликоля в 500 мл сухого диоксана прибавляют по каплям в течение 2 ч 1,5 моль первичного амина. Затем добавляют водный раствор 60 г (1,5 моль) NaOH и упаривают раствор до половины объема. Остаток охлаждают, перемешивают с эфиром, эфирную вытяжку фильтруют и фракционируют фильтрат.
Th. М. L a a k э о, D. D. Reynolds, J. Am. Chern. Soc., 73, 3518 (1951).
D. D. Reynolds, W, O. Kenyon, J. Ain. Chern. Soc., 72, 1397 (1950).
30*
Фениловые эфиры арилсульфокислот обычно непригодны для арилированияя как показал Ульман, исключение составляют лишь некоторые нитрофениловии эфиры [786, 787].„МJ
Так, при пропускании аммиака в кипящий бензольный раствор эфира п-толуо™ сульфокислоты и 2,4-дпнитро-1-нафтола с количественным выходом образуется 2,« динитро-1-нафтиламин; аналогично с анилином получают 1-фениламино-2,4-динитр<Я нафталин с выходом 98% от теоретического [787].я
В некоторых случаях первичные амины, например аллиламин [771], получам алкилированием уротропина и гидролизом образующихся четвертичных уротропинам вых солей.
Важный метод синтеза чистых первичных или вторичных аминов основан g алкилировании амидов сульфокислот с последующим расщеплением продуктов алк^ лпрования.
При моноалкилировании амидов арилсульфокислот со свободной аминогруппа реакцию проводят в присутствии соды; в растворе КОН л^гко образуются диалкилу рованньге продукты [788].
N-Монометил-п-толуолсульфамид [788]. К горячему насыщенному ра< твору 21,2 г (0,2 моль) безводного Na2C0s в 25 мл воды прибавляют 19 г (0,11 лаМ n-толуолсульфамида и нагревают в колбе с обратным холодильником до полное растворения. Затем прибавляют 18,6 8 (0,1 молъ^ метилового эфира п-толурД сульфокислоты, кипятят еще 2 ч при перемешивании, охлаждают, добавляй воду и фильтруют. Из фильтрата при подкислении выделяют 1,4гнепрореагир< вавшего п-толуолсульфамида (7,3% от загрузки). Для получения чистого мош алкильного производного продукт реакции кипятят с избыточным количество раствора NaOH, отфильтровывают нерастворившийся диметилсульфамид (2 t 10% от теоретического; т. пл. 86,5° С) и подкисляют фильтрат НС1 (1 : t) Выделяющийся N-монометил-п-толуолсульфамид достаточно чист: выход 13-. (70,3% от теоретического); т. пл. 77° С.*
Так же получены N-монрэтил- и Х-моно-н-бутил-п-толуолсульфамид! с выходами соответственно 86 и 65% от теоретического.;
Диалкилирование амидов сульфокислот и дальнейшее алкилирование N-алкид и К-арилсульфамидов [788] проводится в растворе КОН (ср. J773]).
N-Этил-п-толуолсульфанилид [788]. В 108 мл 10%-ного раствора NaOl (0,3 жель) растворяют 74 г (0,3 моль) и-толуолсульфанилида, прибавляют 60 4 (0,3 моль) этилового эфира п-толуолсульфокислоты и смесь нагревают в нолб с обратным холодильником в течение 2 ч при 100° С при перемешивании. Поел# окончания реакции смесь охлаждают при перемешивании, отфильтровывай закристаллизовавгпийся этилсульфанилид, промывают его водой и суша"! выход 78,8 г (94,8% от теоретического); т. пл. 88° С. Из фильтрата прк подкисл^ яии НС1 можно выделить 3,2 г (4,3% от загрузки) непрореагировавшего п-толуо^ сульфаиилида."(Ч
Этот метод может быть распространен на получение других N,N-дизaмeщeниыS амидов сульфокислот. Если исходят из незамещенных амидов, то реакцию проводЯ; с удвоенным количеством NaOH и эфира. Так же гладко протекает алкилировани при помощи эфиров высших спиртов [773, 778].^
Получение амидов арилсульфохлоридов и их алкилирование можно проводят! в одну операцию [788].'
Омыление амидов сульфокислот рассматривается на стр. 421 и 624.■<
Реакции азотсодержащих соединений с амидами кислот. j
Обменом карбонильного кислорода амидов кислот на атом азота первичны^ или вторичных амидов можно во многих случаях достаточно легко получить амидины Реакция протекает в присутствии галогенангидридов неорганических кислот, иапрф
F. U J 1 m a n n, G. N a d a i, Вег., 41, 1870 (1908).'
F. Ullmann, W. Bruck, Вег., 41, 3932, 3939 (1908).,
D. К 1 а ш a n*n, G. Hofbauer, F. D г a h о w z а 1, Mh. Chern., 83, 870
(1952); ср. D. К 1 a m a ,n n, Н. Bertsch, Chern. Вег., 89, 2007 (1956).)
мер РС1Э, РОС13. PCI*, SOC12 и др. (иногда добавляют также алкилирующие средства). Каталитическое действие галогенангидридов объясняется промежуточным образованием импдохлоридов, которые в некоторых случаях можно выделить в чистом виде. По этому методу получают главным образом формамидины. Ниже приведен метод синтеза амидинов в присутствии РС1& в среде сухого хлороформа.
N,N'-Дифeнилфopмaмиднн [789]. К охлаждаемому раствору 4,8 8 (0,023 моль) РС16 в 20 мл хлороформа небольшими порциями медленно прибавляют 2.4 г (0,02 молъ^ форманилида. После окончания реакции к смеси добавляют раствор 1,9 мл (0,02 моль) снежеперегналного анилина в хлороформе; выпадает осадок. Реакционную массу нагревают 2,5 ч в колбе с обратным холодильником, охлаждают в бане со льдом, фильтруют, промывают холодным ацетоном и сушат в вакууме. Из образовавшейся соли свободное основание формамидина получают обработкой спиртовым раствором этилата натрия. Неочищенный продукт, кристаллизующийся в бане со льдом, отфильтровывают, промывают холодным спиртом и после сушки экстрагируют ацетоном. Полученный ацетоновый раствор выливают в воду, выпадающий амидин еще раз переосаждают из ацетона водой; выход 2,6 г (66% от теоретического); т. пл. 140—141° С.
Бредерек с сотр. [790] проводили реакцию с РОС13 в бензоле и получили таким способом много разных амидинов с хорошими выходами.
Н^-Диметил-Н'-феннлформамидин. К 27,4 г диметилформамида в 50 мл абсолютного бензола в защищенной от влаги аппаратуре при 20—25° С приливают по каплям при перемешивании 23,1 г РОС13 в 50 мл абсолютного бензола и оставляют реакционную массу при комнатной температуре на ночь. На следующий день при ^б* С медленно по каплям прибавляют 11,6 г анилина в 40 мл абсолютного бензола, удерживая выделившееся масло путем интенсивного перемешивания во взвешенном состоянии. Перемешивание продолжают 3—4 ч, верхний бензольный слой сливают, остаток дважды промывают декантацией по 50 мл бензола.
Для получения свободного основания продукт реакции растворяют в ледяной воде, добавляют равный объем бензола и сильно подщелачивают 2 н. раствором NaOH. Продукт выделяют из смеси встряхиванием с бензолом, отделяют бензол и еще два раза экстрагируют продукт из водной фазы бензолом. Бензольные растворы объединяют, сушат над Na2CO8 и перегоняют; выход 15,6 е (85% от теоретического); т. кип. 119—122° С (10 мм ртп. сш.у, п^ 1,5955.
Аналогичным методом из диметилацетамида получен ^,^-димeтил~N/- фепилацетамидин; выход 58% от теоретического.
Иначе протекает образование формамидинов в присутствии алкилирующих средств; в этом случае на первой стадии реакции образуется формимидоэфир, который немедленно вступает в реакцию с избытком формамида, превращаясь в амидин.мИбтод исключительно простой.
Метилсульфат формамидина [791]. В защищенном от влаги приборе нагревают при 50—60° С в течение 3 ч 126 г диметилсульфата и 90 г формамида. После отгонки в вакууме образовавшегося метилформиата получают Сйроп, кристаллизующийся при трении стеклянной палочкой о стенки сосуда. Через Сутки продукт реакции растирают с сухим тетрагидрофураном, отфильтровывают* в промывают сухим тетрагидрофураном и абсолютным эфиром. После сушки в вакууме получают 117,5 г продукта (65% от теоретического); т. пл. 100—105° С (после кристаллизации из метилового спирта т. пл. 105° С).
[78^] Н. G. Mandel, A. J. Hill, J. Am. Chern. Soc., 76, 3978 (1954).
H. Bredereck, R. G о in p p e г, K. Klemm, H. R e m p f e r, Chern.
Ber., 92, 837 (1959).
H. Brcdvreck, R. Gompper et al., Chern. Bor., 92, 329 (1959).
Реакции карбонильных соединенийс азотсодержащими соединениями
Получение простых производных карбонильных соединений
Первичной реакцией при взаимодействии аммиака и его производных с карбонильной группой является реакция присоединения с образованием так называемых О,Хт-полуацеталей (стр. 379). Однако эти соединения нс могут быть выделены в чистом виде. Обычно они стабилизуются, причем отщепляется вода и между углеродом и азотом получается двойная связь (ср. стр. 379, 480, гак что формально реакция может рассматриваться как обмен карбонильного кислорода на = N—R-группу. Конечные продукты реакции представляют собой производные карбонильных соединений, имеющие большое значение в синтезах и в аналитической химии. Такой способ образования С— N-связи представляет особый интерес для препаративных целей, когда в молекуле карбонильного соединения имеются другие функциональные группы или соответственно ориентированные двойные или тройные связи, так как при этом с одновременным образованием новых С—С-связей образуются гетероциклические системы. '
Получение иминов, оснований Шиффа [792]. Мономерные вагины К — CH=NHt образования которых можно было бы ожидать при взаимодействии аммиака с альдегидами, неустойчивы: некоторые из них полимеризуются (например, 2.4,6-триметилгек- сагидро-1,3.5-трпазин из ацетальдегида), другие конденсируются с карбонильным соединением (гпдробензамид из бензальдегида) или претерпевают одновременно кон* денсацию и полимеризацию (уротропин из формальдегида ,[793]).
Кетимины R,C=NH обычно тоже не могут быть получены из кетонов и аммиака. Одним из немногих исключений является флуореноцимин, который был получен пропусканием аммиака в флуоренон при 165° С с выходом 66% от теоретического [794].. Недавно было показано, что прямое превращение кетонов в их имипы может провод диться при помощи фосфиниминов. ।
Дифенилкетимин [795]. Раствор 5,85 г трифенилфосфинимина и 3,4 в. бензофенона в 200 .«л бензола нагревают 2 ч до слабого кипения и отгоняют бек-: зол. В остатке получается масло, которое перегоняют в вакууме при 108° С (1 «ж. рт. ст.у Выход дифенилкетамина 3,24 г. При пропусканий газообразного НС1 в бензольный раствор кетимина выпадает его -гидрохлорид, сублимируй ющийся при 230—250° С.
О получении кетиминов из нитрилов и магнийорганических соединений см^ [796], а по методу Хеша см. [797].
Значительно большее значение, чем незамещенные имипы, имеют их Х-алниль^ ные и N-арильные производные (основания Шиффа, азометины, аяилы), получаемы*; из первичных аминов и альдегидов или кетонов. , .С
Для синтеза чисто алифатических альдиминов RCH=NR реакцию рекомендует"^ ся [798] проводить при 0° С без растворителя, прибавляя альдегид к амину и связывая^ образующуюся воду твердым КОН. Приведенный ниже пример можно распространить^ па получение других иминов. " .^
Обзор реакций альдегидов с аммиаком и аминами см. М. М. S р г u n g, CheriyJ Rev., 26, 297 (1940 .
70, 3659 (1948).70, 3659 (1948).Н. Н. Richmond, G. S. М у е г s, G. F. W г i g h t, I. Am. Chem. Soc-Л
70, 3659 (1948).
70, 3659 (1948).
[794][795][796][797][798][794][795][796][797][798]К. W. Wheeler, J. Am. Chemi
[794]
[795]
[796]
[797]
[798]
[794]
[795]
[796]
[797]
[798]
Soc., 68, 846 (1946).'?
R. Appel, A. H a u s s, Chern. Ber., 93, 405 (1960).,j
P. L. P tekard D. J. Vaughan, I. Am. Chern. Soc., 72, 876, 5017 (1950),l
P. L. Pickard, T. L. Tolbert, J. Org. Chem., 26, 4886 (1961).'
P. E. S poerri A. S. Du Bois, Org. Reactions, 5, 387 (1949).^
K. N. C a m p b e’l 1, A. H. S о m m e r s, В. K. Campbel 1, J. Am. Chen).' Soc., 66, 82 (1944).Й
N-Пропилбутиралыщмин [798]. В трехгорлой колбе емкостью 250 м снабженной мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, к 23,6 (0,4 моль') к-пропиламина прибавляют по каплям при охлаждении льдом в тече ние 2 ч 28,4 г (0,4 лоль) масляного альдегида. Смесь перемешивают еще 15 мин добавляют твердый КОП и оставляют до четкого разделения смеси на два слог (около 10 мии^. Органический слой ос1авляют на ночь в холодильнике над мелко раздробленным КОП и перегоняют над свежим КОН. Основное количество про дукта отгоняется при 120—124° С; выход 70% от теоретического; па° 1,4149
Следует отметить, что основания Шиффа этого типа, как и незамещенные у атом, азота имины, довольно неустойчивы. У ких тоже явно выражена склонность к триме рпзации с образованием производных гексагидротриазина. Кроме того, при высоко! температуре чисто алифатические основания Шиффа легко вступают в реакцию, анало гичную альдольной конденсации. Так, при нагревании «-бутилиден-н-бутиламина (I в колбе с обратным холодильником (140—150° С) в течение 3 ч образуется основани Шиффа (II); выход 65% от теоретического [799]:
2C3H7CII—NC4H92C3H7CII—NC4H9Сан3—CH—CH = NC4H9
2C3H7CII—NC4H9
2C3H7CII—NC4H9
С4Н9КН-СНСзН7
-, C2II5-C—CH-NC4Hg + C4H9NH2
CH—С3Н7
Реакпию между альдегидом и амином можно проводить также в таких условиях при которых в основном образуется не простейшее основание Шиффа, а продукт ег дальнейшей конденсации [800].
а,р-Ненасыщенпые альдегиды реагируют с аминами в большинстве случав" с одновременным присоединением по С=О- и С^С-связям. Для сохранения двойное С—С-связи имин получают из альдегида и N-алкилкетпмипа [801, 802|:
R\R'\
В-СНО+ >C=NRW —>. R-CH-=NR"'+>C-0
R"/Re/
В отличие от чисто алифатических оснований Шиффа продукты конденсаци первичных, особенно ароматических, аминов с ароматическими альдегидами являются достаточно устойчивыми соединениями. Ввиду их ярко выраженной способности к крв сталлизации они могут служить для идентификации аминов и альдегидов. Обыча реакция протекает с хорошими выходами уже при смешепии реагирующих Лцестгз иногда при непродолжительном пагреванин (например, в спиртовом растворе™ Част* склонность к конденсации столь велика, что реакцию можно проводить в водной среде
Бензальметиламин [80S]. К Юб г бензальдегида в течение 20 мин прр бавляют 150 г 33%-ного водного раствора метиламина. Реакция протекает с вы делением значительного количества тепла. Для завершения реакции смесь осте вляют на 12 ч при комнатной температуре, затем насыщают раствор поваренна
1799) W. S. Е m е г s о п, S. М. Hess, F. С. Uh] е, J. Am. Chern. Soc., 63, 8? (1941).
А. М. Paquin, Chern. Вег.. 82, 316 (1949).
С. W. S т i t h, D. G. Norton, S. A. В a 11 а г d. J. Am. Chem. Зое 75, 3316 (1953).
[802J Пат. США 2513996; С. А., 44, 8361 (1950).
N. И. С г о ш w е 1 1, R. D. В a b э о n, Ch. Е. Harris, ■ J. Am. Chert Soc., 65, 312 (1943).
солью н продукт экстрагируют эфиром. Высушенный эфирный раствор перегоняют на эффективной колонке; выход 83 г (70% от теоретического); бесцветная жидкость; т. кип. 183—185° С.
Бенаяльятлитин [804]. В колбе емкостью 500 мл к 106 г бензальдегида при хорошем перемешивании прибавляют 93 г анилина. Реакция начинается через песколько секунд и сопровождается разогреванием и выделением воды. Через 15 мин смесь выливают в химический стакан емкостью 600 мл, содержащий 165 мл 95%-ного спирта. Кристаллизация начинается через несколько минут. Раствор охлаждают льдом, осадок отфильтровывают и сушат на воздухе; выход ' 152—158 г (84—87% от теоретического); т. пл. 52° С. При упаривании маточного раствора в вакууме получают еще Ю г бензальанилина. Рекомендуется применять свежеперегианные бепзальдегид и анилин.
Бензальанилин является полиморфным соединением и не имеет постоянной температуры плавления; у разных препаратов т. пл. колеблется от 42 до 56° С, ,
В отличие от альдегидов кетоны, особенно ароматические, обычно с трудом всту-"' пают в реакцию с яминями Для получения соответствующих кетиминов реакцию при-.) ходится проводить при повышенной температуре и в присутствии катализаторов кон-^ денсации, которыми, по пянным Редделина [805], являются ZnCI2 и комплексные', соединения его с аминами.
Бензйфенонанил [805]. К смеси 10 г бензофенона и 10 г анитина при ; 160s С в течение 0,5 ч прибавляют 1 — 2 а свежерастертою безводного ZnClg. v После охлаждения желтую массу кипятят с небольшим количеством бензола^ или эфира. Из полученного раствора анил выпадает в виде желтых кристаллов;' выход 12 г (85% от теоретического); т. пл. 117° С.]
Аналогичным образом проводилось взаимодействие 2-метилцпклогскса-Л нона с анилином и циклогексанона с анилином и о-толуидином, с применением 1 толуола в качестве растворителя [806].;
Вместо ZqCI2 применяли также РОС13. Этот способ рекомендуется в тех слу--1 чаях, когда аддукты ZnCl2 с аминами нерастворимы и нс оказывают достаточного.1 каталитического действия [807]. Особенно эффективным катализатором конденсация Я флуоренона-9 с ароматическими аминами является эфират трифторида бора [808]/^
Простой метод получения чисто алифатических кетиминов приводит Нор-^ тон [809].‘|
Амин и кетон нагревают, удаляя образующуюся реакционную иоду в виде| ' азеотропа с бензолом, толуолом, ксилолом или избытком кетона.3
Растворимые в воде амины и кетоны, которые не вступают в реакцию в та-Я ких условиях, оставляют на 24 ч при комнатной температуре в присутствии koh-J центрированной IICI (3 г конц. НС1 на каждые 5 моль амина и кетопа), связывают^ образующуюся в результате реакции воду твердым NaOH и перегоняют органи^З ческий слой. Этими двумя способами синтезировано около 40 алифатических^! кетиминов с очень хорошими выходами [809].
Ацетопанил не может быть синтезирован прямым взаимодействием аце^я тона с анилином; при этом получается окись мезитила, реагирующая дальшЛа с анилином с образованием 2,2,4-триметилдигидрохиполина [810]. Ацетоианиж^
L.А. В i g е 1 о w,Н. Е a t п о u gh, Org. Synth., 8, 22(1928).И
G.R e d d e 1 i e n,Ber., 43, 2476 (1910); 42, 4759 (1909);J.H.Вi1 1ma nJ
К.M. T a i, J. Org. Chem., 23, 535(1958).У
С.II ansch F.Gschwend,J. Bamesberger,J.Am.ChemJ
Soc., 74, 4554 (1952).J
A. W. W e s t о n R. J. Micha ’’‘
er, J. Org. Chem., 26, 940 (1961).et al.. J. Ors. Chem.. 19 1054 091er, J. Org. Chem., 26, 940 (1961).et al.. J. Ors. Chem.. 19 1054 091(1951).
er, J. Org. Chem., 26, 940 (1961).
et al.. J. Ors. Chem.. 19 1054 091
er, J. Org. Chem., 26, 940 (1961).
et al.. J. Ors. Chem.. 19 1054 091
M.E. T а у 1 о г, T.L.F 1 e t c h
D.G. N о г t о n, V.E.H а и г у,,
G.Reddelfen, A.Th и г m, Вег.,65, 1511 (1932); I. W. Elliot jr. J
P.Yates, J. Org. Chem., 26, 1287(1961).Ц
легко получается при конденсации кеталей ацетона с анилином [811]. Однако этот способ применим не во всех случаях, так как многие ацетали и кетали проявляют необычную устойчивость к действию аммиака или аминов (см. [469 470]).
Взаимодействие эфиров Р-кетокарббновых кпслот с аммиаком или первичными и вторичными .аминами протекает с выделением тепла чаще всего уже при смешении реагентов. При этом получаются не соответствующие иминокислоты, а таутомерные ненасыщенные аминокислоты. Так, из эфиров р-кетокислот образуются производные эфира р-аминоакриловой кислоты:
R—СО—GHz—COORR-C=CH-COOR
nii2
Этиловый эфир p-аминокротоновой кислоты [812]. В 97,5 г ацетоуксусного эфира при перемешивании пропускают в течение 5 ч сильный ток сухого аммиака. В течение первого часа температура повышается до 40°С; далее, применяя охлаждение (баня с холодной водой), ее поддерживают в пределах 35—40® С. Затем добавляют 100 лл эфира и отделяют образовавшуюся воду. При вакуумной перетопке с колонкой Видыера отгоняется 88,2 з (90% от теоретического) этилового эфира p-аминокротоновой кислоты; т. кип. 91—93° С (8—9 мм pm. ст.); п1^ 1,4980.
Аналогичным способом получены эфиры р-метиламино- и р-диметпламино- кротоновой кислоты.
Ароматические амины часто реагируют только при повышенной температуре или в присутствии кислотных катализаторов (например, гидрохлорида амина) [813]; конденсацию ацетоуксусного эфира с анилином проводят в кипящем бензоле в присутствии небольшого количества ледяной уксусной кислоты [814]. Все же нагревание до слишком высокой температуры не рекомендуется, так как при этом в реакцию вступает эфирная группа и образуется амид [716, 815]. (ср. стр. 456).
Следует также упомянуть, что под действием аммиака и первичных аминов 1,4-дикетоны циклизуются с образованием производных пиррола (реакция Пааля — Кнорра [816]).
В настоящей книге не рассматриваются и многочисленные синтезы гетероциклических соединений, при которых наряду с новыми С—С-связями между углеродом и азотом образуется двойная связь из карбонильной и аминной функции. При ж>м только в редчайших случаях удается выделить стадию образования C=N-cbh3m в самостоятельную реакцию. Новым примером такой реакции является необычно гладко нротекающп|1 синтез производных пиридина по Вольману [817].
На первой стадии реакции происходит присоединение активированных енаминов, например эфира p-аминокротоновой кислоты, к ацетиленам, содержащим в а-по- ложении карбонильную группу, а образующееся аминокарбопильное соединение (1)
L. Claise'n, Вег., 29, 2931 (1896).
S. A. G 1 i с k m а п, А. С. С о р е, J. Am. Chern. Soc., 67, 1017 (1945).
8. Coffey, J. К. Thomson, F. J. Wilson. J. Chem. Sue., 1936, 856.
G. A. Reynolds, Ch. R. II а н s c r, Org. Syulh., Coll. v. 3, 1955, p. 374.
[813-J L. Knorr, Ber., 25, 77 5 (1892).
L. Lederer, С. P a a 1, Her., 18, 2591 (1885); L. Knorr, Ber., 18, 299
(1885).
F. В о h 1 in a n n, D. R a h I z, Chem. Ber., 90, 2265 (1957).
переходит при нагревании в производное пиридина — алкиловый эфир 2,6-диметил- никотиновой кислоты (II):
CH
CH
\
CH
/■ \
Clie—COOR
.ПС C—COOR
НС C—COOR
1 + II-
->1 II-
1 li
l-СС-СПз
СНз-С С-СНз
СНз-С С-СНз
II /
o h2n
0 nh2
N
I
п
Этиловый эфир 2,6-диметилникотиновой кислоты [817]. К раствору 12,9 г этилового эфира p-аминокротоновой кислоты в 30 лм спирта прибавляют 6,8 г бутин-1-она-З. По завершении реакции смесь нагревают на водяной бан^ еще 15 мин, а затем охлаждают. После перекристаллизации из метилового спирта получают аддукт (I) в виде бесцветных призм; выход 90% от теоретиче ского; т. пл. 135° С. '
При нагревании до 120—140° С аддукта (I) в вакууме протекает циклизд ция с образованием этилового эфира 2,6-диметилпикотпновой кислоты; выхб; 90% от теоретического; т. кип. 60° С (0,1 м.ч рт. ст.).
Получение гидразонов, семикарбазонов и аналогичных соединений. Гидразин, и особенно несимметричные продукты его замещения, образуют с альдегидами и негр; нами исключительно ценные в препаративной хвмии и в анализе производные.
Гидразоны — производные назамещенного гидразина, часто являются неустойчивыми соединениями. Они представляют малый интерес для препаративных цела! и применяются, например, в реакции Кижнера [818] или в синтезе гетероциклически) соединений. Получение таких гидразонов часто усложняется тем, что в гидразине оба МН2-груплы имеют тенденцию вступать в реакцию, причем образуются азины. Во избёг жание этого синтез гидразона чаще всего проводят с избытком гидразина. Катализаторами конденсации служат триэтпллмин [821], ВаО или NaOH в спиртовом раствор
Вместо гидразингидрата можно применять и сульфат гидразина; серную КН- лоту при этом связывают ацетатом натрия и осаждают образовавшийся сульфат натрг спиртом. Конденсация протекает при комнатной температуре или при умеренном наРр вании. Продолжительность взаимодействия кетонов несколько больше, чем дл альдегидов.
Гидразон ацетона [819, 520]. В 15 г гидразингидрата вносят несколы кусочков ВаО и приливают 15 г ацетона, причем реакционная масса сильно раз- гревастся. Через несколько дней реакционную массу фильтруют и перегоняю1 выход продукта около 31% от теоретического; т. кип. 124—125° С. При хран пии гидразон медленно разлагается с выделением аммиака и азота.
Способ получения гидразона бензила см. [820]; о синтезе гидразона и язва бензофенона см. [821].
Алифатические кетазины получаются при взаимодействии стсхпометрическя количеств реагентов.•;
Диметилкетазин [822]. К смеси 1 мдлъ гидразинсульфата и 2 .иол ацетона небольшими порциями при встряхивании прибавляют несколько болыл 2 люль NaOH в виде 20%-пого водного раствора. Образовавшийся кетазин извЖ кают эфиром, раствор сушат и перегоняют; т. кип. 131° С.
D. Т о d d, Org. Reactions, 4, 378 (1948).
Th. C u r t i u s, L. P f 1 u g, J. prakt. Chern. [2], 44, 53,5 (1891).
С. II. F. A 1 1 e n, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 497.,
D. II. R. В a г t о n, R.E. O’Brien, S. Sternhell, J. Chern. Soe; 1962, 470.
Th. C u г t i u s, *E. Z i n k e i 8 e n, J. prakt. Chern. [2], 58, 315 (1898) Th. Curt i us, K. Thun, J. prakt. Chem. [2], 44, 161 (1891).
Этот способ непригоден для синтеза алифатических альдазинов. Подробное описание получения бензальазина см. {823].
В отличие от обычных реакций карбонильных соединений из формальдегида и гидразина образуется продукт более высокой степени конденсации — «тстраформаль- трис-азин» [824]
I I IUN N Nil
при термической деполимеризации которого образуется мономерный формальдазип [825]. Точно так же не удается выделить простой фенилгидразон формальдегида; в уксуснокислом растворе образуется преимущественно симметричный 1,4-дифенилгексагидротетразин, однако выделены и другие продукты конденсации [826].
Гораздо большее значение, чем простые гидразоны, имеют феиилгидразоны и их 4-нитро- и 2,4-динитропроизводные. Они часто служат для выделения и идентификации карбонильных соединений.
Феиилгидразоны лучше всего получаются в разбавленном уксуснокислом растворе; применение более концентрированной уксусной кислоты может привести к образованию ацетилфенилгидразина (т. пл. 130—131° С, испр.). Если рядом с карбонильной группой имеется гидроксильная группа, возможно образование озазона. Во избежание этого синтез следует проводить в отсутствие кислоты в среде, близкой к нейтральной. Обычно конденсация протекает уже на холоду, но практически почти всегда реакционную массу нагревают некоторое время на водиной бане. Чаще всего компоненты вступают в реакцию и без растворителя. а,р-Нснасыщенные альдегиды и кетоны могут реагировать с фепилгидразином с замыканием кольца и образованием производных пиразола.
Фенилгидразон ацетофенона (827]. Эквимолярные количества ацетофенона (40 г) и фенилгидразина‘(36 е) нагревают 1 ч на паровой бане. Горячий продукт реакции растворяют в 80 мл этилового спирта. При охлаждении льдом и трении стеклянной палочкой о стенки сосуда фенилгидразон кристаллизуется. Его промывают 25 мл этилового спирта; выход 54—57 г; еще 4—10 г феяилгидр- азопа получают при упаривании маточного раствора и промывного спирта. Фенилгидразон сушат в вакуум-эксикаторе над СаС12; общий выход 61—64 а (87—91% от теоретического); т. пл. 105—106° С. '
Карбонильное соединение может быть выделено из фснилгидразона нагреванием с соляной кислотой, а во многих случаях и нагреванием с бепз- или формальдегидом.
, 2,4-Динптрофенилгидразоны обычно хорошо кристаллизуются и обладают четкой температурой плавления. Правда, они склонны к образованию смешанных ^Ми- сталлов. что может привести к ошибкам при идентификации карбонильных соединеЯй. Дли выделения и идентификации простых кетонов особенно пригоден 2,4-динитрофе- • нилгидразин. Применение его для получепия производных а-оксикетонов не рекомендуется [828]. '
2.4-Динитрофенилгидразин конденсируют с карбонильными соединениями в присутствии минеральных кислот (11С1, II2SO4, НЯРО4) [828—830]. В некоторых случаях серцуго кислоту очень трудно удалить из продукта реакции [830]. В присутствии уксусной кислоты 2,4-динитрофенилгидразин может еще и ацетилироваться [829],
Н. И. Hatt, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 393.
1624] К. A. Hofmann, D. Storm, Ber., 45, 1725 (1912).
[82aj N. P. Neu ref ter, J. Аш. Chern. Soc., 81, 2910 (1959).
E. Sch mitz, R. Oh m e, Ann., 635 82 (1960).
*R. L. Shriner, W. C. Ashley, E. W e 1 c h, Org. Synth,, Coll. v. 3,
1955, p. 726.
Ch. F. PI. Allen, J. Am. Chern."* Soc., 52, 2955 (1930).■
] II. П. Strain, J. Am. Chern. Soc., 57, 758 (1935).
что иногда приводит к недоразумениям. Образовавшийся 2,4-дпнитрофопплгидразон ^ иногда бывает трудно отделять от непрореагировавшего 2,4-дпнитрофенилгн» ; дразина, поэтому реакцию следует проводить с избытком карбонильного соедине-.й НИЯ ]830].•
Для идентификации пользуются раствором 1 г 2,4-дииитрофепплгидразина ■ в 3 мл концентрированной H2SO4 и 10 лм спирта. При умеренном нагревании реактив ■< взаимодействует со спиртовым раствором карбонильного соединения [829, 831]. С ним ^ конденсируются даже такие карбонильные группы, которые не вступают в реакцию с другими реагентами [831].
Джонсон [832] рекомендует применять фосфорнокислый раствор дпнитрофенндтШ гидразина: 50 е 2,4-динитрофепилгидразииа нагревают на паровой бане с 600 лц^ 85%-ной НаРО4и добавляют к получеппому раствору 395 мл 95%-ного спирта. я
Шани [833] проводит реакцию спиртового раствора карбонильного соединениях с раствором 2,4-динитрофенилгидразина в диметиловом эфире диэтиленгликоля • («диглим»), прибавляя в, качестве катализатора несколько капель концентрирован-;^ ной НС1.‘
Динитрофенилгидразоны стерически затрудненных кетонов, которые липа') с большим трудом или вообще не получаются прямым путем (например, из дибутил-, J диамил-, динонилкетона), большей частью легко получаются взаимодействием неэа>$ мещениых гидразонов с 2,4-диивтрохлорбензолом [520] (стр. 430).-^
Для выделения и идентификации карбонильных соединений наряду с фенил-! гидразином и его нитропроизводными использовали также много других арилгидра*/ зинов со свободной МН2-группой. Однако чаще всего их применение не дает никаких^ преимуществ по сравнению с применением 2,4-динитрофенплгидраэипа. Правда, известный интерес представляют некоторые производные гидразина, являющиеся^ специфическими реактивами на определенные группы карбонильных соединений» ■
Влиянию заместителей на реакцию замещенных фепилгидразинов с угле-^ водами и о селективности их действия на смеси углеводов посвящена работа Штрй [834]. Например, так называемый дифенилметандиметилдиглдраэид 4
СН3СНз
H2N—N—СН2—/—N—NH2
часто применяется для разделения смесей углеводов, так как он значительной легче конденсируется с альдозами, чем с кетозами [835]. Несимметричный фенилу метилгидразин также может быть использован для идентификации альдозу и кетоз: с альдозами он образует только моногидразопы, тогда как при действиям его на кетозы легко получаются соответствующие озазоны [836]. п-Карбокси-^ фенилгидразин дает производные карбонильных соединений, которые можно»: определять титрованном [837]. Меньший интерес представляют гидразоныу получаемые при помощи алифатических гидразинов, папример из метил-;, и NjN-диметилгидразина j838].Я
[830][831][830][831][832 [833 [834[835 [836 [837[838][832 [833 [834[835 [836 [837[838]С. F. Н. Allen, J. H. Richmond, J. Org. Chern., 2, 222 (1938).
[830]
[831]
[830]
[831]
[832 [833 [834
[835 [836 [837
[838]
[832 [833 [834
[835 [836 [837
[838]
О. В а у e г, в книге II ou ben -Weyl, Methoden der organisebeu Chemie,
Bd. 7/1, 4 Aufl., Stuttgart, 1934, S. 465.
G. D. J о h n s о n, J. Am. Chem. Soc., 73, 5888 (1951); 75, 2720 (1953).
H. J. Shine, J. Org. Chem., 24, 252 (1959).
H. H. S t г о h, Chem. Ber., 91, 2645, 2657 (1958); 90, 352 (1957).
J. v. Braun, Ber., 41, 2169, 2604 (1908); 43, 1495 (1910).
St.St.C. Neuberg, Ber., 35, 959 (1902).
St.
St.
St. Veibel, Acta Chem. Scand., 1,54(1947);
J. Org. Chern.;'Chem., 24. l&25jJ. Org. Chern.;'Chem., 24. l&25jH. W. Schmidt, Acta Chem. Scand., 2, 545 (1948).
J. Org. Chern.;'
Chem., 24. l&25j
J. Org. Chern.;'
Chem., 24. l&25j
R. H. Wiley, St. C. Slaymaker, H. Kraus, 22, 204 (1957); fi. H Wiley, G. I г i c k, J. Org. (1959).
Гидразиды кислот конденсируются с карбонильными соединениями так же, как алкил- и арилгидразины.
Значительный пптерес для аналитических целей представляют семикарбазопы, которые хорошо кристаллизуются, имеют четкие температуры плавления и поэтому особенно пригодны для идентификации низших алифатических альдегидов.
Семикарбазоны можно получать в водной среде, добавляя карбонильное соеди- ненно (в случае необходимости в спиртовом растворе) к водному раствору гидрохлорида семикарбазида в присутствии ацетата щелочного металла [839].
Для расщепления семикарбазонов их нагревают с разбавленной минеральной кислотой или вытесняют карбонильное соединение бензальдегидом или 2,4-динитро- бензальдегидом.
Тиосемикарбазоны также являются большей частью трудпорастворимыми и хорошо кристаллизующимися соединениями. Их получают при действии свободного нюсемикарбазида в спиртовом растворе на карбонильное соединение.
Тиосемикарбазон п-нитробензальдегида [840]. Смешивают теплые растворы 30,2 г (0,2 жоль) n-нитробензальдегида в 300 мл 95%-ного этилового спирта и 18,2 г (0,2 жаль) тиосемикарбазида в 300 ли воды. Сразу же начинается кристаллизация тиосемикарбазона. После охлаждения его отфильтровывают; выход 38 г (85% от теоретического); т. пл. 232—233° С (разл.).
Основания Шиффа, арилгидразоны, семикарбазоны и оксимы при нагревании их с тиосемикарбазидом в спиртовом растворе также почти всегда переходят в тио- семикарбазоны. Это очень устойчивые соединения и в отличие от других производных карбонильных соединений обычно не расщепляются с выделением карбонильного соединения (за исключением тносемикарбазона ацетона, стр. 377).
Особенно быстро выделяются альдегиды и кетоны, даже из очепь разбавленных растворов при действии питроаминогуанидияа [841 — 843]
ZNH
H2N-NH-GC
\NH-NO2
Реакцию проводят в водной или водно-спиртовой среде в присутствии небольшого количества уксусной кислоты [841]. Для выделения углеводов нитроампногуани- дин непригоден [841].
Очень легко подвергаются обратному расщеплению гидролизующиеся в мягких условиях продукты конденсации карбонильных соединений с 5-(а-фенилэтил)-семи- оксамгидразидом [844]
СНз
С6НВ—CH—NH-CO—CO-NH-NHa
Такие производные приходится получать в абсолютно безводной среде. См^, компонентов в сухом бензоле нагревают в течение нескольких минут в ирисутствш следов иода 1844].
При помощи оптически активных форм этого гидразида можно разделять на оптические антиподы рацематы карбонильных соединений [844]. Для этой же цели применялись следующие соединения: Рчартрамидгидразид [845]
N. Zelinsky, Вег., 30, 1541 (1897).
J. Bernstein, И. L. Y а 1 е et al., J. Am. Chern. Soc., 73, 906 (1951).
W. F. Whitmore, A. J. R e v u k a s, G. B. L. Smit h, J. Am. Chern.
Soc., 57, 706 (1935).
]842> G.B.L. Smith,E.P.Shoub,J.Аш. Chern. Soc., 59, 2077 (1937).
R.A.H e □ г у, G.В.L.Smit h,J.Am. Chem. Soc., 74, 278 (1952).
N.J.Leonard,J.11.Boyer,J.Org. Chern., 15, 42 (1950).
F.Nerdel, E. Henkel, Chem.Ber., 85, 1138 (1952).
H2NNH—СО—СН(ОН) — СН(ОН) — СО — NH2. и £-6-ментплсемикарбазид [846], H2NNH—СО—NH — С10Н19. При расщеплении антиподов камфоры был с успехом использован /,-мснтиловый эфир карбазиновой кислоты [847), NH.,NH —СО—ОС1ОТ118.
Растворимые в воде гидразоны альдегидов и кетонов получают из толуолсуль* фоната гидразида М-метилникотиновой кислоты
СО—NH—NH2
N СНзСвН45Оз I сн3
при кипячении смеси реагентов в абсолютном спирте в течение 15 .чип. Образующиес, продукты конденсации обладают четкими температурами плавления и легко подвер^ гаются очистке. Они вновь легко расщепляются кислотами или переводятся в 2,4-дннх^ трофенилгидразоны.• дй
Такие же растворимые в воде гидразоны получают из реактивов Жирара К и Т [489, 848а]
I ^_^N-CH,-CO -га-кнф1- ГОДэЙ -CH^-CO-NH-KIblCT- реактв Жирара Рреаклю Жирара Т
Особенно хорошие результаты дают эт гидразиды при разделении смесей природны: соединений [849, 850J.
Обычно конденсация проводится в среде водного метилового спирта в пр! сутсзвии ацетата натрия [489].
В тех случаях, когда уксусная кислота почему-либо мешает или в < присутствии усложняются операции по выделению копотного продукта, реакци проводят в нейтральной среде, пользуясь катионообменными смолами тН1 амберлит IRC 50 (пли иермутяг В, вофатит СР 300), которые после проведен! конденсации отделяют фильтрованием [851].
Дальнейшая обработка реакционной массы производится обычно без выделу пил гидразонов. Полученный раствор встряхивают с соответствующим нерастворимы! в воде растворителем, например эфиром; при этом гидразоны остаются в водной фазе а сопровождающие их органические вещества переходят в иронический слой. Карбо нильные соединения легко регенерируются из водного раствора при помощи мягкой гидролитического расщепления гидразонов в присутствии кислот. При соответствую щем подборе условии реакции, особенно-температуры и pH, можно провести достаточ но четкое разделение различных карбонильных- соединений как па стадии конденса ции, так и при расщеплении образовавшихся гидразонов. Неустойчивые в кислой сред карбонильные соединения (например, цитраль) рекомендуется выделять обменно) реакцией с избыточным количеством формальдегида [851].
А. В. Crawford, F. J. W i 1 s о n, J. Chern. Soc., 1934. 1122.
R. B. Woodward, T. В. К о h m a n, G. С. H а г г i s, J. Am. СйеЩ ,w„ 63, 120 (1941).
C. F. H. A I I c n, J. W. G a t e s jr., J. Org. Chem., 6, 596 (1941).
[848a] Обзорная статья: О. H. Wheeler. Chem. Rev., 62, 205 (1962),
A. St. Pfa u, P. A. P la tine r, Helv. chim. acta, 22, 64u (1939).
[8501 T. R e i c h s t e i nt Helv. chim. acta, 19, 1107 (1936).
[851 j C. L, T ? i UI b a u m, 3. Org. Chem., 23, 646 (1958).
Получение оксимов. Для превращения карбонильных соединений в оксимы реакцию проводят обычно в водно-спиртовой среде с избытком гидрохлорида гидроксил- ампна, нейтрализуя свободную кислоту ацетатом натрия или содой [852, 853]. Оптимальное значение pH ~ 4,7. Альдегиды и простые кетоны реагируют обычно при ком- патпой температуре. (О получении оксимов нитрозированием соединений с активной метиленовой группой см. на стр. 393.)
Энантальдоксим [854]. К смеси 348 г (5 .воль) гидрохлорида гиттоксил- . амина, 600 мл воды и 460 г (4 люль) энаптолп при перемешивапии прибавляют по каплям раствор 265 г (2,5 моль) Na2C03 в 500 мл воды, не допуская подъема температуры выше 45° С. После окончания прибавления карбоната смесь еще 1 ч перемешивают при комнатной температуре. Маслянистый слой отделяют, промывают двумя порциями воды (по 100 мл) и перегоняют в вакууме. При тем-' пературе бани 140—147° С отгоняется 420—480 г оксима, т. кип. 103—107° С (6 мм рт. ст.). Перегнанный оксим постепенно кристаллизуется, т. пл, 44— 46° С; после перекристаллизации из 60%-пого спирта т. пл. 53—55° С.
По данным Виланда [852], часто применяемый для оксимированпя высших кетонов (например, камфоры [855], ацетофенона [856], пропиофенона [856] и бензофенона [857]) метод, по которому реакция проводится при нагревании в растворах едких щелочей, не имеет никаких преимуществ перед обычным методом, использующим ацетатный буфер. Например, из 7-питро-а-тетралона .и гидрохлорида гидроксиламина в водно-спиртовой среде в присутствии ацетата натрия оксим образуется с выходом 98,5% от теоретического [858].
Исключительно сильным оксимирующим реактивом является смесь гидроксиламина с пиридином [859]. Кетоны с объемистыми углеводородными радикалами, которые не реагируют в обычных условиях с гидроксиламином, гладко оксимируются этим реактивом при нагревании, при необходимости в спиртовой среде [860, 861]. Пиридиновый метод применялся даже для количественного определения карбонильных соединений [862].
Диарилкетоксимы [86f ]. Раствор 0,01 моль кетона и 0,011 модъ солянокислого гидроксиламина в смеси пиридина и абсолютного спирта (в большинстве случаев достаточно 4—5 мл каждого из растворителей) нагревают 2 ч на паровой бане, отгоняют в вакууме растворители и промывают водой обычно быстро кристаллизующийся остаток.
ДлЯ оксимирования некоторых стерически затрудненных кетопов, например о-толиларилкетонов, требуется очень длительное нагревание (около 40 ч).
Оксимы углеводов, используемые при расщеплении углеводов по методу Воля, могут быть также с успехом получены из гидрохлорида гидроксиламппа в присутствии пиридина [863].
При взаимодействии альдегида со смесью солянокислого гидроксиламина и пиридила в присутствии уксусного ангидрида одновременно происходит отщепленп^ воды и образуется нитрил [863].w
W. Н й с k е 1, М. Sachs. Ann., 498, 176 (1932).
F. N в г d е 1, I. Н u 1 d s с h i n s к у. Chcm. Вег., 86, 1005 (1953).
E. W. Bousquet, Org. Synth., Coil. v. 2, 1943, p. 313.
K. v. A u w e г s, Ber., 22, 604 (1889).
K. N. Campbell, В. K, Campbell, E, P. Chapul, J. Org. Chern., 8, 99 (1943).
A. Lachman, Org. Synth., Coll. v. 2, "1943, p. 70.
II. J. Shine, J. Org. Chern., 23, 318 (1958).
J. Meisenheim er, E. Mahler, Ann., 508, 191 (1934).
] W. E. Bachmann Ch. H. Boa tner, J. Am. Chcm. Soc., 58, 2097 (•1936).
[SGt] W. E. В a c liman п M. X. Barto n, J. Org. Chern., 3, 300 (1939).
W. M, D. Bryant, D. M. Smith. J. Am, ('.hem. Soc., 37, 57 (1935).
С. H. Trabert, Arch. d. Pharm.. 294/66 , 246 (1961).
промывают водой и перекристаллизовывают из этилового спирта.4,1 г; игольчатые кристаллы; т. пл. 110° С.промывают водой и перекристаллизовывают из этилового спирта.4,1 г; игольчатые кристаллы; т. пл. 110° С.ВыходВыход2-Нитробензонитрил [863]. В колбе емкостью 100 зм растворяют в 30 ^ пиридина 5,0 г 2-нитробензальдегида (т. пл. 42.5° С) и 4.0 г гидрохлорида гидр! ксиламина. К полученному раствору небольшими порциями прибавляют 13 * уксусного ангидрида, причем температура раствора повышается до 80° С. Peai циопную массу нагревают 1 ч на кипящей водяной бане, охлаждают и выливая) на 500 г льда. Когда лед расплавится, кристаллический осадок отфильтровывав
промывают водой и перекристаллизовывают из этилового спирта.
4,1 г; игольчатые кристаллы; т. пл. 110° С.
промывают водой и перекристаллизовывают из этилового спирта.
4,1 г; игольчатые кристаллы; т. пл. 110° С.
Выход
Выход
Вместо относительно дорогого гидроксиламина для синтеза оксимов моче применять более дешевый гидроксиламин-М",М-дисульфокат натрия [864) (легко л лучаемый из NaNO,, NaHSO3n S02), причем выделение этого соединения из реакций ной массы не обязательно. Подробное описание такого способа получения оксим на примере ацетоноксима см. [864] и циклогексапоноксима см. [865]. В некотор случаях применялась также натриевая соль гпдроксиламин-М-моносульфокнсш [224, 866].
Из-за низких температур плавления оксимы мало пригодны для идентификаг карбонильных соединений. Они часто образуются в виде медленно кристаллизующи: масел. Оксимы низкомолекулярных карбонильных соединений часто удобнее очищ; при помощи вакуумной перегонкк.
Многие оксимы дают стереоизомеры [867, 868]. Из ароматических карбонн. ных соединений обычно образуются син-, или а-оксимы, у которых гидроксильная гр; па и альдегидный водород (соответственно в случае кетонов более короткий радик: находятся в цис-положении, тогда как в алифатическом ряду чаще образуются бо] реакционноспособные анти-, или p-изомеры, с транс-конфигурацией.
R—С-НIN-0HR—С-НIN-0HCUH- или «-оксимCUH- или «-оксимR—С—ННО—N анти- или З-оксимR—С—ННО—N анти- или З-оксим
R—С-Н
I
N-0H
R—С-Н
I
N-0H
CUH- или «-оксим
CUH- или «-оксим
R—С—Н
НО—N анти- или З-оксим
R—С—Н
НО—N анти- или З-оксим
Нередко в результате реакции образуются оба изомерных продукта; та! смеси, плавящиеся в широком интервале температур, разделяют фракционной крист! лизацией или переводят при помощи парциальной изомеризации в один из стервой меров [868]. ■
Получение аминов с функциональными группамив а-положении
Взаимодействие аминов с карбонильными соединениями может протекать - только с образованием двойной связи между углеродом и азотом, как это рассмат| валось выше. В некоторых случаях возможна также стабилизация образующихся- первой стадии реакции O.N-полуацеталей в результате замены гидроксильной грут на второй атом азота (I). ..
\с = 0-НЬ^ R'z .\с = 0-НЬ^ R'z .R\ /ОТТ Лх R’Z ХХR\ /ОТТ Лх R’Z ХХhnr; R /NR2-Hl° R'/^Xhnr; R /NR2-Hl° R'/^X
\с = 0-НЬ^ R'z .
\с = 0-НЬ^ R'z .
R\ /ОТТ Лх R’Z ХХ
R\ /ОТТ Лх R’Z ХХ
hnr; R /NR2
-Hl° R'/^X
hnr; R /NR2
-Hl° R'/^X
где (T) X = NR”; (II) X-GNi (III) X=SO3H.
Анало1ичный тип реакции наблюдается при взаимодействии карбоннльны соединений с синильной кислотой (II) нли бисульфитом (III) в присутствии аминО!
W. L. S е ш о n, Org. Synth., 3, 6f (1923).
J. С. Е с k, С. S, М а г v е 1, Org. Synth.. Coll. v. 2, 1943, p. 76.
W. L. S e m 0 n, V. R. Damerell, J. Am. Chern. Soc., 46, 1290 (191
K. .Pre 11 d e n berg, Stereocheftiie, Leipzig — Wien, 1933, S. 963ff.,,
G. Wittig, Stereochemie, Akademische Verlagsgesellschaft m. b. H., Leij>
zig, 1930, S. 18211.■ :
в этом случае первая стадия реакции представляет собой присоединение по С = О- сиязи с образованием аддукта (циангидрина или бисульфитного соединения), соответствующего О.N-полуацеталю, гидроксильная группа которого обменивается на атом азота.
Получение N.N-ацеталей и аналогичных соединений. O.N-Полуацетали, образующиеся в результате присоединения вторичных аминов к карбонильным соединениям (стр. 378), не могут стабилизоваться в результате отщепления воды и образования оснований Шиффа, как это возможно при присоединении первичных аминов. Вместо этого происходит обмен гидроксильной группы на второй аминный остаток и получаются М,№-ацетали [869, 8701-
N.N-Ацетали, или «аминали» [871], являются в сравнении с О, N-полу ацеталями довольно устойчивыми соединениями, и образование их протекает без осложнений даже при проведении синтеза с недостаточным количеством амина. Если взаимодействие- протекает слишком медленно, то получающуюся в реакции воду связывают К3С03;. под действием кислот М,М-ацетали тотчас гидролизуются.
Диморфолинофеинлметан [870].
O^^N-CH—Nf ХО
К 21,2 г (0,2 жоль) бензальдегида при охлаждении прибавляют 17,4 з (0,2 жольУ морфолина. Раствор мутнеет и через 1 ч начинает выпадать белый осадок. Реакционную массу оставляют на ночь, затем фильтруют. Фильтрат представляет собой непрореагировавший бензальдегид (примерно 10 жл). Выход сухого неочищенного продукта 20,4 г (77% от теоретического). После перекристаллизации1 из 95%-ного спирта получают бесцветные кристаллы; т. пл. 101 —101,5° С.
Аминали с подвижным атомом водорода в р-положеннн к азоту легко отщепляют- 1 моль ямина при нагревании и переходят в енамины [872—874]:
R—СН2—Cn(NR^2 _HNR, •> r-ch=ch-nr;
Па этой реакции основан простой метод получения енаминов из карбонильных соединений и вторичных аминов, причем синтез можно проводить без выделения’ Х,Х-ацеталей.
1-Морфолиноциклопентен-1 [875].
В круглодоннойколбе емкостью 500 мл, снабженной обратным холодильником» и ловушкой Дина — Старка, нагревают до кипения 42 з (0,5 жоль) циклопент^ нона и 65,4 з (0,75 моль) морфолина в 200 мл бензола в течение 5 ч. Начинающееся сразу выделение воды заканчивается через 4—5 ч. После отгонки бензола реакционную массу фракционируют в вакууме; выход 67,3 г (88% от теоретического);
кип. 105—109° С (13 Мм pm. cm.).
Па получении енаминов из морфолина и циклопентапона [875] или циклогексанона [876] основан разработанный Хюннигом изящный метод удлинения- [869] R. Л. Henry, W. М. Dehn, J. Am. Chern. Soc., 71, 2271 (1949). 870] М. Zief, J. Ph. Mason, J. Org. Chern., 8, 1 (1943).
871] Ц. в 6 h m e, Angew. Chern.. 68, 224 (1956).
C. Mannich, H. D a v i d s e n, Ber., o9, 2106 (1936).
E.В c n z i n g,Angew. Chern., 71,521 (1959).
<5.О p i t z,H.Hellmann, If.W. Schubert, Ann.,623,112 (1959),.
S.Hunig,W. Lendl e, Chern.Ber., 93, 909(1960).
S.H ii n i g,E.В e n z i n g, E. L ii c k e, Chem,Ber., 90,2833(1957).
31 Заказ 1895.
/ОВСН2СП=СНС< b3NHR;XH/ОВСН2СП=СНС< b3NHR;XH[877][878][877][878]Soc., 74, 2016 (1952).E. Bergmann, D. Her ma r, E. 7, imkin, J. Org. Chern., 13, (1948).Soc., 74, 2016 (1952).E. Bergmann, D. Her ma r, E. 7, imkin, J. Org. Chern., 13, (1948).1879]1879][880][881][882][880][881][882]
/ОВСН2СП=СНС< b3NHR;
XH
/ОВСН2СП=СНС< b3NHR;
XH
[877]
[878]
[877]
[878]
Soc., 74, 2016 (1952).
E. Bergmann, D. Her ma r, E. 7, imkin, J. Org. Chern., 13, (1948).
Soc., 74, 2016 (1952).
E. Bergmann, D. Her ma r, E. 7, imkin, J. Org. Chern., 13, (1948).
1879]
1879]
[880]
[881]
[882]
[880]
[881]
[882]
углеродной цепи алифатических карбоновых кислот па 5 или 10 и соответственно 6 или 12 атомов углерода [877]..
«^-Ненасыщенные альдегиды могут присоединять амин одновременно по С—О-’ и С—С-связи:
RCH2CHCH3CH(NR;)2-[-ЩО
NR5
Получающиеся из этих аддуктов З-амнно-1-енамины легко отщепляют вторую аминогруппу с образованием сопряженных С^С-связей [878|:
R—СН=СН—СП—CH—NR;R—СН=СН—СП—CH—NR;R-CH2-Cn-CH=NR'
R—СН=СН—СП—CH—NR;
R—СН=СН—СП—CH—NR;
I
nr;
При взаимодействии дивторичных диаминов с карбонильными соедин получаются циклические аминали, конечно, лишь в тех случаях, когда аминогр находятся в 1,2-, 1,3-или 1,4-положениях. Так, например, 1,3-диамины легко конд сируются с альдегидами и кетонами и дают производные гексагидропиримидина [879 880], а дивторичные этилендиамины образуют производные имидазолпдинов [881}
1,3-Диарилимидазолидины[881]. К раствору М.Н'-диарилэтилендиа в метиловом спирте или этилацетате прибавляют избыточное количество 30 ного раствора формалина и подкисляют реакционную массу уксусной кисл
Конденсация Ьг^'-дифенилэтилсндиамина с альдегидами протекает настоль» гладко, что ее можно применять для выделения и идентификации алифатич и ароматических альдегидов [882]:
СН3—NII—ArCH2-NX
I4-ОНС—R —> I XCH-R
СН2—NH—АгI /
CH3-N^
Реакцию рекомендуется проводить в растворе в метиловом спирте в присутстЯ одной капли уксусной кислоты, иногда при непродолжительном нагревании. O6pi дующиеся 2-замещенные 1,3-дифенилимидазолидины хорошо кристаллизуются и к вятся в узком интервале температур [882].
Гетероциклические соединения со структурным элементом N.N-ацеталей МОГ] быть получены и по реакции карбонильных соединений с производными гидразин
S. П u n i g et al., Chern. Ber., 90, 2833 (1957); 91, 129 (1958); 92, 652 (19 93. 909, 913 (1960).
C. Mannich, К. H a n d k e, K. Rot h, Ber., 69, 2112 (1936); W. L a g e n b с c k. O. G 6 d d e, L. Weschky, R. Schaller, Bor., 75, 2 (1942); H. F i n c h, E, A. P e t e г s 0 n, S. A. В a 1 1 a г d, J. Am. Che
J. L. R i e h s 0 m e r G. IL Morey, J. Oil-. Chern., 15, 245 (1950).
L. J a e n j c k 0, E, Brod e, Ann., 624, 134 (1959).
H.-W. W anzhck, W. L о c h e 1, Chern. Ber., 86, 1463 (1933).
Так, из тетрагпдрофталазипа (I) и формальдегида с количественным выходом образуется 1,2,4,5-бис-(о-ксилилен)-гексагидро-га.и.и-1етразин (II) [883]:
Зга реакция не идет с высшими альдегидами н может поэтому служить характерной реакцией на формальдегид (чувствительность реакции 10-5 гЛмл).
В качестве реактива применяют 0,1%-ный водный раствор гидрохлорида тстра- гидрофталааина. Значение pH испытуемого раствора должно лежать в пределах 4,5—6 (ацетатный буфер). Соединение (II) выпадает в течение 5 мин\ из воды — белые призмы, из горячего хлорбензола — листочки; т. пл. 265—270° С (разл.).
Реакции формальдегида с гидразином [824] и фенилгидразипом [826], при которых происходят подобные циклизации, уже упоминались ранее (стр. 475).
Из первичных аминов аминали получались лишь в редких случаях. В таких реакциях явно преобладает тепденция к образованию оснований Шиффа, лишь в редких случаях сопровождаемая побочной реакцией образования аминалей. Правда, основным продуктом реакции бензальдегида с n-нитроанилином является соответствующий аминаль [884].
Несколько проще получаются N-ацилироваппые аминали из альдегидов и амидов кислот, не содержащих заместителей при азоте [885]:
0/NHCOR'
RC/ +2H2NCOR'—>R— СИ
Хп\nhcor'
Известны также смешанные N,N-ацстали из амидов кислот и аминов [73, 886, 887]. М-Ариламинометилфталимиды образуются с высокими выходами при кипячении в течение 30 мин спиртового раствора смеси фталимида, формальдегида и первичных ароматических аминов:
СОСО
^NH + HCHO |-H2N—Аг —►СН2—NHAr
/\^\ zZ
СОсо
Они могут применяться для идентификации аминоп [73], так как представляют собой кристаллические вещества с четкими температурами плавления. Аналогично реагируют вторичные ароматические и алифатические амины [886].
Получение а-аминонитрилов, гидантоинов и аналогичных соединений. Гидре* сильные группы в аддуктах карбонильных соединений с бисульфитом и синильнга кислотой исключительно легко обмениваются на аминогруппы.
[883][884][883][884]R. О h m е, Monatsber. dtsch. Akad, Wiss. (Berlin), 1, 366 . 0. Schwab, Bor.,,34, 833 (1901).R. О h m е, Monatsber. dtsch. Akad, Wiss. (Berlin), 1, 366 . 0. Schwab, Bor.,,34, 833 (1901).Большое число а-ампносульфокислот [888] получено из аддуктов с бисульфитом (а-оксисульфокислот) и аммиака или аминов при комиатной температуре или при умеренном нагревании. Кроме тоги, эти соединения являются важными промежуточными
[883]
[884]
[883]
[884]
R. О h m е, Monatsber. dtsch. Akad, Wiss. (Berlin), 1, 366 . 0. Schwab, Bor.,,34, 833 (1901).
R. О h m е, Monatsber. dtsch. Akad, Wiss. (Berlin), 1, 366 . 0. Schwab, Bor.,,34, 833 (1901).
VV. A. Noyes, D. B. Forman, J. Am. Chern. Soc., 55, 3493 (1933); A. E. Martell, R. M. Herbs t, J. Org. Chem., 6, 878 (1941); T. R. L e- w is jr., F. R. Butler, A. E. Martell, J. Org. Chern., 10, 145 (1945).
*H. W. H e i n e, M. B. Winstead, R. P. В 1 a i r, J. Am. Chern. Soc., 78, 672 (1956).
H. Zfnncr, II. II e r b i g, П. W i g e r t, Chem. Ber., 89, 2131 .(1956).
L. Neelaken tan, W. H. II a r t u n g, J. Org. Chem., 24, 1943 (1959). 31»
продуктами при синтезе аминокислот по Штреккеру (ср. стр. 717 сл.) в варианте Кневав геля — Бухерера). По этому методу бисульфитное соединение альдегида подверг»! сначала взаимодействию с аммиаком или аминами; при действии цианида щелочно металла или синильной кислоты на образующуюся при этом а-аминосульфокисло получается а-аминонитрил, который далее омыляют:
R-CR-C/НВ— С—SOgNa^ОН/НВ— С—SOgNa^ОН/НR-C-SOsNa/НR-C-SOsNaNHaNHa
R-C
R-C
/Н
В— С—SOgNa^ОН
/Н
В— С—SOgNa^ОН
/Н
R-C-SOsNa
/Н
R-C-SOsNa
NHa
NHa
.Н R-C-CN^NHa.Н R-C-CN^NHa
.Н R-C-CN
^NHa
.Н R-C-CN
^NHa
R—CH—СООН
I
NH2
Разработан [889] общий метод получения а-аминонитрилов по этой ext ори необходимости натриевые соли а-амипосульфокислот можно выделить в час виде.
Подробную пропись получения диэтиламиноацетонитрила из бисуль ного соединения формальдегида, диатиламина и цианида натрия см. [( Аналогично перевод циангидринов в а-аминоиитрилы является одной из ст; синтеза Штреккера в варианте Тимана н тоже проводится при комнатной темпера или при умеренном нагревании *.
Нитрил «-ямиппияомягляной кислоты [891, 892}. Сухой аммиак пр скают в свежеприготовленный ацетонциангидрин, не допуская подъема пературы выше 65° С. Реакционную массу некоторое время выдерживают 60° С и извлекают эфиром образовавшийся а-аминонитрил. Полученный рас’ перед перегонкой тщательно (!) сушат над СаС1е, так как продукт реакции о1 легко разлагается. Перегонкой в вакууме получают аминонитрил с выхо, 64% от теоретического; т. кип. 48—50° С (11 мм. pm. cm.). Лучшие выходы* 85% от теоретического, получают при добавлении водоотнимающих сре (Na3SO4) уже при пропускании аммиака.
Разработано получение N-замещенных нитрилов п-амикоизомасл? кислоты из ацетонциангидринов и аминов при комиатной темперам [893].
1889][890][891]1889][890][891][892] 1893][892] 1893][894][895][896][894][895][896]Важным вариантом метода Штреккера является одностадийный синтез a-ai кислот, имеющий большое практическое значение (Н. Д. Зелине! Г. Л. С т_а д н и й о в, ЖРФХО 58, 722 (1906)]. — Прим. ред.D. В. Lute и jr., J. Org. Chern., 3, 594 (1939).С. H. F. A 1 1 e n, J. A. V a n A 1 1 a n, Org. Synth., Col], v. 3, o. 275.1Важным вариантом метода Штреккера является одностадийный синтез a-ai кислот, имеющий большое практическое значение (Н. Д. Зелине! Г. Л. С т_а д н и й о в, ЖРФХО 58, 722 (1906)]. — Прим. ред.D. В. Lute и jr., J. Org. Chern., 3, 594 (1939).С. H. F. A 1 1 e n, J. A. V a n A 1 1 a n, Org. Synth., Col], v. 3, o. 275.1IT. T. В u c h e г e r W Steiner, J. prakt. Chern. [2], (1934).IT. T. Clarke, H. J. Bean, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. L. J. E x n e r, L. S. Luskin, P. L. De В e n n e v i 1 1 e, Chern. Soc., 75, 4841 (1953).R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 66.R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 84.R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 88.IT. T. В u c h e г e r W Steiner, J. prakt. Chern. [2], (1934).IT. T. Clarke, H. J. Bean, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. L. J. E x n e r, L. S. Luskin, P. L. De В e n n e v i 1 1 e, Chern. Soc., 75, 4841 (1953).R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 66.R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 84.R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 88.140,140,29.J. A29.J. AОписаны различные примеры использования синтеза Штреккера — Tin с другими компонентами; с а-аминодиатилуксусной [894], а-аминофенилук ной [895] и а-амино-а-фенилпропионовой кислотой ]896].
1889]
[890]
[891]
1889]
[890]
[891]
[892] 1893]
[892] 1893]
[894]
[895]
[896]
[894]
[895]
[896]
Важным вариантом метода Штреккера является одностадийный синтез a-ai кислот, имеющий большое практическое значение (Н. Д. Зелине! Г. Л. С т_а д н и й о в, ЖРФХО 58, 722 (1906)]. — Прим. ред.
D. В. Lute и jr., J. Org. Chern., 3, 594 (1939).
С. H. F. A 1 1 e n, J. A. V a n A 1 1 a n, Org. Synth., Col], v. 3, o. 275.1
Важным вариантом метода Штреккера является одностадийный синтез a-ai кислот, имеющий большое практическое значение (Н. Д. Зелине! Г. Л. С т_а д н и й о в, ЖРФХО 58, 722 (1906)]. — Прим. ред.
D. В. Lute и jr., J. Org. Chern., 3, 594 (1939).
С. H. F. A 1 1 e n, J. A. V a n A 1 1 a n, Org. Synth., Col], v. 3, o. 275.1
IT. T. В u c h e г e r W Steiner, J. prakt. Chern. [2], (1934).
IT. T. Clarke, H. J. Bean, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. L. J. E x n e r, L. S. Luskin, P. L. De В e n n e v i 1 1 e, Chern. Soc., 75, 4841 (1953).
R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 66.
R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 84.
R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 88.
IT. T. В u c h e г e r W Steiner, J. prakt. Chern. [2], (1934).
IT. T. Clarke, H. J. Bean, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. L. J. E x n e r, L. S. Luskin, P. L. De В e n n e v i 1 1 e, Chern. Soc., 75, 4841 (1953).
R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 66.
R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 84.
R. E. Steiger, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 88.
140,
140,
29.
J. A
29.
J. A
При взаимодействии циангидринов не с аммиаком, а с (NH4)2CO3, обычно с хорошими выходами образуются 5-замещепвые гидантоины (синтез Вухерера — Хенце) 1891):
Вх ,CNR z ХОНВх ,CNR z ХОНRx /CN rX\NH—СО—NHaRx /CN rX\NH—СО—NHaNHr>JxhR'/ чЧН—СОNHr>JxhR'/ чЧН—СО
Вх ,CN
R z ХОН
Вх ,CN
R z ХОН
Rx /CN rX\NH—СО—NHa
Rx /CN rX\NH—СО—NHa
NHr>JxhR'/ чЧН—СО
NHr>JxhR'/ чЧН—СО
R .CO—NH
R,z ^NH—co
Эта реакция протекает очень гладко и может быть использована для идентификации карбонильных соединений [897].
5,5-Диметнлгидантоин [891]. Нагревают 0,1 моль ацетонциангидрина, 0,2 лоль (NH4)aCO3 и 80 мл воды до 30—40° С. Энергичная реакция, заканчивающаяся через 30 мин, сопровождается гомогенизацией реакционной массы. При упаривании в вакууме получают гидантоин с почти количественным выходом; после перекристаллизации из лигроина или этилового спирта т. пл. 174—175° С,
Для синтеза подобных соединений можно исходить также не из циангидрина, а непосредственно из цианида и карбоната аммония.
Часто при омылении гидантоинов получают а-аминокислоты с лучщими выходами, чем из соответствующих а-аминонитрилов. Из аминокислот, полученных через циангидрины и гидантоины, можно назвать метаопин [898], лизин [899, 900), алакин. 1901) и фенилаланин [901].
Получение аминов восстановительным алкилированием
Взаимодействие аммиака и аминов с альдегидами и кетонами в присутствии соответствующего восстановителя является важным методом получения аминов. В качестве восстановителей применяются главным образом каталитически возбужденный водород [S02], муравьиная кислота и ее производные (реакция Лейкарта — Валлаха, обзор [903]). Если карбонильной компонентой является формальдегид, то в некоторых случаях он одновременно действует и как восстановитель.
Подробно описаны способы получения из NH4C1 и формальдегида метиламина (выход 50% от теоретического) [904] и триметиламина (выход 89% от теоретического) [905].
Восстановительное алкилирование в принципе не отличается от гидрирования оснований Шиффа, но оно более удобно, так как и получение и восстановление проводятся в одну стадию.
Каталитически возбужденный водород в качестве восстановителя. Восстановй| тельное алкилирование каталитически возбужденным водородом обычно проводите® в автоклаве. В качестве катализаторов гидрирования чаще всего применяют никель Ренея (реже кобальт Ренея) и платиновые металлы. Давление водорода и температура
Н.R. Н е n z е, R. J. S р е е г, J.Am. Chern. Soc., 64, 522(1942).
Е.Pierson, М. G i е 1 1 а, М. Тi a h 1 е г, J. Am. Chern.Soc., 70,1450
(1948); D. О. Holland, J. Н. Naylor, J. Chern. Soc., 1952, 3403.
899}O.A. R о g e г s, R. D. E m m i C ket al., J. Am. Chern. Soc.,71, 1837 (1949).
900}R.G a u d r y, Canad. J. Res., Sect.B., 26, 387 (1948).
901} R. Gau dry, Canad. J. Res., Sect. B, 26, 773 (1948).
W. S. Emerson, Org. Reactions, 4, 174 (1948).
M. L. M о о г e, Org. Reactions, 5, 301 (1949).
9041 C. S. Marvel, R. L. Jenkins, Org. Synth., 3, 67 (1923).
R. A da ms, C. S. M а г v e 1, Org. Synth., 1, 79 (1921); R. Adams, В. K. Brown, Org. Synth., 1, 75 (1921).
реакции в значительной мере -.определяются реакционной способное! ью карбонильного соединении и активностью катализатора, поэтому давать какие-либо рекоменда? цнп для выбора условии реакции не представляется возможным. При работе с никеле вымп катализаторами давление водорода составляет от 20 до 150 ат и рабочая темпера* гура от/0 до 150е С. Однако известно немало случаев, когда гидрирование достаточно гладко протекало ум;с при комнатной температуре и незначительном даплетт (1—3 ат).
Наибольшее значение имеет восстановительное алкилирование для получения первичных аминов из альдегидов и кетонов. Обычно такой синтез проводится в спирта пом растворе с избытком аммиака в присутствии никеля Ренея.-^
Формальдегид мало пригоден для алкилирования аммиака, так как реакция протекает в основном с образованием уротропина. Низшие алифатические альдегид^ рекомендуется прибавлять к реакционной массе постепенно, во избежание альдольны# конденсаций. С высшими алифатическими и ароматическими альдегидами- реакция большей частью протекает гладко и не требует применения особых мер пре» осторожности.. j
я-Гептиламин (906}. В автоклав с мешалкой загружают 113 в (1 леоль! энанталя, 150 мл метилового спирта, 10 г никеля Ренея и 50 лм безводного амиам ака. Смесь гидрируют при 90° С и давлении водорода 100 ат. Примерно черев 30 мин поглощение водорода прекращается. Катализатор отфильтровываю! и отгоняют аммиак и метиловый спирт через колонку высотой 20 см до тех пош пока температура бани не достигнет 100° С. Азеотропной перегонкой с бензола] удаляют воду. После удаления бензола при 50° С (14 мм рт. ст.) отгоняется н-гептнламин; выход 93,5 г (81% от теоретического).•J
Бензиламин [907]. К раствору 51 г (3 моль) аммиака в 300 мл ходом него этилового спирта прибавляют 3 моль бензальдегида и 10 г никеля Рене^ Гидрирование пячипяется при 40° С и начальном давлении водорода 90 ат ■ заканчивается через 30 мин при 70е С. После фильтрования фильтрат перегод няют, выход бензиламина 28 7 г (89,4% от теоретического); т. кип. 7 0—80° Я (8 мм рт. ст.); выход дибепзиламипа 21,7 г (7,1%); т. кип. 140 — 150е в (7 мм рт. ст.).
Мстилалиилкетоны реагируют с аммиаком так же, как альдегиды, с хорошим® выходами, например, из гептанона-2 получается 2-аминогептан (ныход 75—80% от тесЯ ретического) [908]. Высшие кетоны, особенно кетоны, разветвленные в а-положёнМе к кетогруппе, даже при избытке аммиака легко восстанавливаются до вторичные спиртов. Добавление NH4C1 или уксусной кислоты (1% от количества когона) ловки шает выход амина [909]. Нортон [809] получил первичные амины сочень хорошим# выходами при гадриргтяпии смеси молярных количеств кетона и безводного аммиаки (без растворителя) в присутствии никеля Ренея при 120—150е С и 35—70 ат. я Изопропиламин [809]. В качающемся автоклаве гидрируют 696jj| (12 моль) ацетона и 204 г (12 моль) жидкого аммиака пад 50 г никеля Ренея дД 140° С и давлении водорода 52 ат. При перегонке смеси получают 545 г (77л| от теоретического) пзопропиламина; т. кип. 31,5—32,5U С; п1^ 1,377. 'Я В аналогичных условиях из метилэтилкетона получен 2-аминобутаМ с выходом до 90% от теоретического; из метиламялкетона — 2-амнногептаж с выходом 90% и даже из дийзобутилкетона [809] при 150° С и 70 ат — соотцеГ ствующий амин с выходом 48%.^
Реже проводилось восстановительное алкилирование аммиака при более низки! давлениях водорода. По данным Хаскельберга [910], некоторые кетоны, наприму
F. М б 1 1 е г, в книге Н о u b с n - W е у 1, Methoden der organischel Chemie, Bd. 11/1, 4 AufL, Stuttgart, 1957, S. 605.
Ch. F. Winau s, J. Am. Chern. Soc., 61, 3t>66 (1939).-
E. П о h г m a n п, H. A. S h о n 1 e, j. Am. Chem. Soc., 66. 1516(1944);
H. Wilms, в книге Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie] Bd. 11/1, 4 Aufl. Stuttgart, 1957, S. 611.
L. Ilaskelberg, J Am. Chem. Soc., 70, 2811 (1948).
фенилацетон и 1-диэтПламинопептанон-4, гидрируются с хорошими выходами (85% от теоретического) до первичных аминов в спиртовом аммиаке при комнатной температуре и нормальном давлении водорода в присутствии никеля Ренея. На платиновых катализаторах при низких давлениях получаются, по-видимому, преимущественно вторичные амины [911]. Однако, поданным Александера и Майзегэйдса [912], первичные амины можно получать с удовлетворительными выходами и на платиновых катализаторах при низких давлениях водорода, проводя восстановление в присутствии несколько более чем молярного количества NH4C1.
Восстанавливают водородом взвесь 0,2 а окиси платины в 10 мл воды, добавляют 0,3 моль кетона, 20 г (0,37 жмь) NH4C1, 225 мл насыщенного раствора аммиака в метиловом спирте л 25 мл водного раствора аммиака и гидрируют при давлении 1 — 3 am. По этому методу из соответствующих кетонов, в частности, получены 4-амияо-2-метлл-пептан (выход 57—65% от теоретического), 4-амино- гептан (40—60%), 3-амино-2,4-димстилпентан (55%) и а-фепилэтидамин (69%) [912].
Восстановительное алкилирование нс является таким общим методом для получения вторичных аминов, как для первичных. Взаимодействие аммиака с 2 моль карбонильного соединения в алифатическом ряду приводит обычно к образованию смеси моно-, ди- и триалкиламинов. Но из бензальдегида, а также из о-хлор- и о-метилбензаль- дегида соответствующие дибензиламины получаются с выходом 80—90% от теоретического [907].
Дибензиламин [907]. Его получают таи же, как монобепзиламин (стр. 486), с той лишь разницей, что реакцию проводят с 3 моль бензальдегида и 1,5 моль аммиака; выход дибензиламина 81%, выход монобензиламииа 12% от теоретического.
Более гладко, чем диалкилирование аммиака, протекает моноалкилировакие первичных аминов. Только формальдегид легко реагирует дальше с образованием третичных аминов. С другими алифатическими альдегидами выходы вторичных аминов получаются достаточно йдсокими, но во избежание альдольной конденсации альдегид рекомендуется добавлять к реакционной массе посгепенйо.
, Первичные ароматические амины подвергаются восстановительному алкилированию алифатическими альдегидами с удовлетворительными выходами в спиртовом растворе на никелевых или платиновых катализаторах уже при давлении водорода 3 ат в присутствии ацетата натрия [913].
Хорошие выходы вторичных аминов достигаются при действии ароматических альдегидов на первичные алифатические и ароматические амины, как при низких, так и при высоких давлениях водорода [914].
N-Бензил-м-толупдин [915]. Смесь 1 моль бензальдегида и 1 моль м-т^у- идина в 200 мл эфира гидрируют в присутствии 8— 10 г никеля Ренея при комнатной температуре и давлении водорода около 70 am. Выход продукта 89—94% от теоретического; т. кип. 153—157° С (4 мм pm. cm.).
Г911] A. S k i t а, F. Keil, Вег., 61, 1452 (1928;.
E. R. Alexander, A. L. Misegades, J. Am. Chern. Soc., 70, 1315 ,(1948).
W. S. R m e r s о n, P. M.W a 11 e r s, J. Am. Chern. Soc., 60, 2023
(1938); W. S. Emerson, W. D. Robb, J. Am. Chern. Soc., 61,3145 r(1939).
D. м.Вa1с оm,C.R.Nо1 Ic r,Org. Synth., 30,59 (1950); K. Boden-
,d о r f.H.RaaLArzneimittol-Forsch.,5,695 (1955).
C. ILF. Allen, J. V a n A 1 1 a n, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 827.
N-Метилбензпламин [916]. Сначала готовят катализатор гидрирование» смеси 0,5 г PdCl2 и 5 г активного угля в разбавленном солянокислом растворе Многократным декантированием с метиловым спиртом удаляют воду, добавляю* к катализатору 45 г бензальдегида, раствор 31 г метиламина в метиловом спирт< и гидрируют смесь водородом при атмосферном давлении. Поглощение водорода протекает быстро, примерно 1 л в течение 5 мин. Выход продукта 44 г; т. кип. 78° С (14 мм рт. ст.).
При восстановительном алкилировании ароматических аминов нередко перед гидрированием удаляют образовавшуюся воду азеотропной перегонкой или гидрируют предварительно полученное основание Шиффа (стр. 518). Такая модификация синтеза особенно выгодна при восстановительном алкилировании кетонами [809, 917], которые легко восстанавливаются до вторичных спиртов. Но и в этом случае введение каталитических количеств NH4C1 или уксусной кислоты подавляет образование спирта (ср. стр. 486).
Исключительно легко протекает восстановительное алкилирование этаноламина альдегидами и кетонами при давлении водорода 2 ат в присутствии платинового катализатора [918[.
Третичные амины обычно получаются методом восстановительного алкилирования с неудовлетворительными выходами. Некоторое значение имеет лишь метилирование вторичных и диметилирование первичных аминов формальдегидом. Боумен [919) описывает синтез ряда алифатических диметиламинокислот гидрированием смеси аминокислот с формальдегидом в водной среде при нормальном давлении в присутствий палладия на активном угле. Лучшие результаты получаются обычно при постепенном добавлении альдегида к реакционной массе. При метилировании ароматических аминов приходится принимать специальные меры, чтобы предотвратить конденсацию формальдегида с ароматическим ядром [920[.
Для восстановительного алкилирования часто применяют не только первичные амины, но и такие азотсодержащие соединения, которые при восстановлении превращаются в первичные ямины, как, например, нитрозо- и нитросоединениа, нитрилы 8 другие производные. Так, из нитробензола в одну операцию можно получать N-алкил-^ и N.N-диалкиланилины [921, 922]. На стр. 519 приведен синтез алкилариламинов и» ароматических нитросоединений.'■
Циклические вторичные амины можно получать гидрированием таких карбо*" нильных соединений, в которых на соответствующем расстоянии от карбонильной] группы имеется другая функциональная группа, восстанавливающаяся" до первично^ аминогруппы [923, 924]. Например, при гидрировании p-бензоилпропионитрила в сред» метилового спирта в присутствии никеля Ренея водородом при нормальном давлений; происходит циклизация и образуется 2-фснилпирролидин с выходом 77,5% от теоре-1 тического [923].
В некоторых случаях проводилось также восстановительное алкилирование^ гидразина. Например, из ацетона и гидразина в кислой среде в присутствии плати--* нового катализатора и давлении водорода 2 ат с практически количественным выходом: получается М.М'-диизопропилгидразин [925].I,
[916][917]918919920921922923924[925][916][917]918919920921922923924[925]В. W е g 1 е г, W. Frank, Chern. Вег., 69, 2071 (1936).41
[916]
[917]
918
919
920
921
922
923
924
[925]
[916]
[917]
918
919
920
921
922
923
924
[925]
R. Е. L ц t z et al., J. Org. Chern., 12, 760 (1947); J. S. В u c k, J. Аш. Chern. Soc., 53, 2192 (1931).
С. С о p e, E. M. II a n с о c k, J. Am. Chem. Soc., 64, 1503 (1942).
R. E. Bowman, II. H. Str on d', J. Chem. Soc., 1950, 1342.
E. P e а г s о n, J. D. Bruton, J. Am. Chem. Soc., 73, 864 (1951).-
W. S. Emerson, H. W. M о h r m a n, J. Am. Chem. Soc.. 62, 69 (1940).^ W. S. Emerson, C. A. U г a n e c k, J. Am. Chem. Soc., 63, 749 (1941).
B. Knot t, J. Chem. Soc., 1948, 186.»
PI. H e n e c k a, Chem. Ber., 82, 104 (1949).ч
L. L о c h t e, J. R. В a i 1 e y, W. A. Noyes, J. Am. Chem. Soc.ул 43, 2597 (1921)4 H. L. L о c h t e, W. A. No yes, J. В. В alley. J. Ашм Chem. Soc., 44, 2556 (1922).
Реакция Лейкарта — Валлаха . Реакция Лейкарта — Валлаха представляет собой восстановительное алкилирование аммиака или аминов карбонильными соединениями в присутствии муравьиной кислоты или ее производных, играющих роль восстановителей [923]:
П, / R" Нх /R'
^СО + ГШ< +НСООН —► /CH-N< + СО2 + Н2О\R-' R'Z \R^
Наплучгпие результаты дает взаимодействие аминов с формальдегидом и выс- пшми кетонами, температура кипения которых выше 120° С. Первичные и вторичные амины получаются в виде N-формильных производных, из которых свободные основания выделяют гидролизом. Реакция Лейкарта — Валлаха применяется более ограниченно, чем описанное ранее каталитическое восстановительное алкилирование. Однако использование в качестве восстановителя муравьиной кислоты позволяет применять при алкилировании такие компоненты, в которых имеются легко гидрирующиеся группы, как, например, двойные связи, нитро- и нитрильные группы. Эти группы, восстанавливающиеся каталитически возбужденным водородом, не изменяются в условиях реакции Лейкарта — Валлаха.
Первичные и вторичные амины метилируются формальдегидом до третичных иминов с хорошими выходами. На каждую вводимую метильную группу берут 1 — 1,25 моль формальдегида и 2—4 моль муравьиной кислоты.
Метилирование первичных и вторичных алифатических аминов до третичных [926]. К смеси 5 моль 90%-ной муравьиной кислоты и 2,2 моль 35%-ного раствора формальдегида при охлаждении прибавляют 1 моль первичного амина. Для алкилирования вторичных аминов достаточно половины указанного количества муравьиной кислоты и формальдегида, но избыток реагентов не мешает. Смесь нагревают на паровой бане. Сначала реакция протекает с бурным выделением СО2, затем выделение СО» прекращается и нагревание реакционной массы продолжают еще в течение 2—4 ч; общее время нагревания 8—12 ч. После добавления более 1 моль НС1 отгоняют формальдегид и муравьиную кислоту. Бесцветный остаток растворяют в воде, разлагают гидрохлорид амина 25%-ным раствором NaOH и отгоняют амин с вОдяным паром. Дистиллят насыщают сухим КОН, отделяют масляный слой и сушат над КОН, после чего амин перегоняют над натрием. По атому методу были получены следующие амины с выходами более 80% от теоретического: диметил-м-бутиламин, т. кип. 94° С; диметил- бензиламин, т., кип. 176—180° С; N-метилпиперидин, т. кип. 106° С.
Метилированные гидразины нс могут быть получены иа гидразингидрата таким способом [927].
Поскольку формальдегид может реагировать с ароматическими аминами не только по атому азота, но и по атомам углерода ароматического ядра, амины типашн- лпна могут метилироваться по этому способу только в том случае, когда замест^вли в 2-, 4- и б-положепиях исключают возможность подобной конденсации. По методу, опробованному Борковски и Вагнером [928], с хорошими выходами метилируются и амины с одним или с двумя заместителями в орто- или пара-положении.
На паровой бане нагревают 2,5 моль параформа и не менее 3 моль 98%- ной муравьиной кислоты. К этой смеси при интенсивном перемешивании в течение 10—15 мин прибавляют 1 моль первичного ароматического амина и продолжают нагревание еще 5 мин. Если получаемый метилированный амин склонен
к реакциям конденсации по ядру, то исходный амин прибавляют в два раза быстрее j п реакционную массу не нагревают. Полученную смесь выливают в охлажденный ' раствор NaOH (1,3 же в расчете на муравьиную кислоту) и перегоняют с водяным j паром. Полученное масло извлекают эфиром, сушат над К2СО3 и выделяют обра- I зивавшийся амин перегонкой. J
Высшие алифатические альдегиды использовались сравнительно редко в каче-1 стве алкилирующих средств. В достаточно мягких условиях из вторичных алифатиче-J ских аминов и алифатических альдегидов могут быть получены третичные амииы.д Так, с выходом 60% от теоретического из диметиламина получены [929]: диметилпро-Я пиламин, диметилизопропиламин, диметилгептиламин и др. да
Циклические вторичные амины, такие, как морфолип [929] и пиперазинЯ [930], также подвергались N-алкилированию при помощи алифатических^ альдегидов. Для получения бензиламина из бензальдегида требуются боле^ жесткие условия (3 ч нагревания при 190° С); выход 60% от теоретического. За-Я мощенные в ядре первичные бензиламины (за исключением n-метильного пройд*» водного) получаются лишь с плохими выходами [931]. Бензилирование бензаль™ дегидом таких вторичных аминов, как пиперазин [930] или пиперидин [932]#Ц протекает исключительно гладко.
Низшие алифатические кетоны мало пригодны для алкилирования по методу Лейкарта — Валлаха. Но превращение ацетофенона и других высококипящих кет<й нов в первичные амины с выходом 70—80 % от теоретического легко осуществить npj действии смеси формиата аммония и формамида (реактив Ингерсолла) [933], получав мой нагреванием формиата аммония или смеси карбоната и карбамата аммония с муравьиной кислотой до 165° С. . .■]
Алкилирование кетонами [933—935]. В трехгорлой колбе емкостью 3 4s снабженной термометром, доходящим до дна колбы, широким нисходящим хол® дильником и капельной воронкой, к 215 г продажной смеси карбопата/каред амата аммония (количество, соответствующее 4 молъ аммиака) прибавляют н^ степенно 215—230 г (4,1 .ноль) 85—90%-ной муравьиной кислоты. Смесь остЙ рожно нагревают, постепенно повышая температуру до 165° С, при этом отго^ няется вода. К горячей смеси прибавляют 1 мель кетона и нагревают далее На небольшом пламени горелки. Через холодильник отгоняются вода, двуокИди углерода, аммиак и некоторое количество кетона, который можно иериодичесЯЯ возвращать в реакционную колбу. Реакцию с легколетучими кетонами провод® в колбе с обратным холодильником и ловушкой для воды. Когда реакционней масса нагреется до 175—185° С, выделение воды практически прекращается нагревание при этой температуре продолжают еще 3—4 ч. При алкилироваий стерически затрудненными кетонами, например камфорой или фенхоном, пре! должительность реакции увеличивается до 10 ч. Реакция заканчивается, когда в холодильнике практически прекращается осаждение (NH4)2CO3. После охл® жденпя реакционную массу размешивают с двойным объемом воды. НерастворВИ
Р. L. D е В е nn е v i 1 1 е, J. Н. Macarthney, J. Am. Chern. Soc;
3073 (1950).3
W. Т. F о г s е е jr., С. В. Pollard, J. Am. Chern. Soc., 57, 17S (1935).
К. G. Lewis, J. Chern. Soc., 1950, 2249.M
E. Staple, E. C Wagner, J. Org. Cham., 14. 559 (1949).Л
A. W. Ingersoll, J. H. Bro wn ct al., J. Am. Chcm. Soc., 58, 18Я (1936).
F. N e г d e 1, Н» L i о b i g, Chem. Bur., 87, 221 (1954).J
A. W. Ingersoll, H. 1). D e W i t t,J. Аш. Chern. Soc., 73, 33m
(№1).1
мый в воде неочищенный продукт кипятят с 100 мл концентрированной НС1 в течение 30—50 мин п из полученного раствора нопрореагировавший кетон или продукты его конденсации удаляют многократной экстракцией бензолом. Легко осмоляющиеся кетоны молото также отгонять с водяным паром перед кислотным гидролизом. Из солянокислого раствора выделяют амин едкой щелочью и дальнейшую обработку ведут обычным способом.
Для перевода кетонов в первичные амины были предложены многочисленные модификации реакции Лейкарта — Валлаха. детали которых здесь не рассма- трикаются. Опубликованы сведения о наиболее целесообразных способах проведения этой реакции применительно к отдельным кетонам [936—938] и о катализаторах реакции [938—940].
Алифатические [941] и жирно-ароматические кетоны [937] с длинными алкильными цепями превращали в первичные амины, например, в следующих условиях.
я-Амипододсцилбензол [903, 937]. В трохгорлой колбе емкостью 500 -ил, снабженной капельной воронкой, термометром и нисходящим холодильником, медленно нагревают до 160° С смесь 105 г (1,72 моль) 28%-ного водного раствора аммиака и 88 г (1,72 .моль) 90%-ной муравьиной кислоты; при этом отгоняется вода. Затем к смеси в один прием добавляют 89,5 г (0,344 моль) лаурофснона и нагревают в течение 24 ч при 160—170° С. Отгоняющийся кетон время от времени возвращают в реакционную колбу. Образовавшийся N-формилироваппый амин омыляют в реакционной массе кипячением с 120 лм концентрированной НС1 в течение 8 ч. Реакционную массу оставляют на 12 ч при комнатной температуре, добавляют 200мл воды, измельчают кристаллы выпавшего гидрохлорида амина, отфильтровывают и промывают холодной водой. После перекристаллизации из горячей воды получают 76 а (78% от теоретического) гидрохлорида а-амино- додецилбепзола; т- пл. 115—116° С (из этилового спирта). Свободный амии кипит при 170—172° С (1 — 2 мм рт. ст.); п^ 1,4903.
Аналогично получают из аминов и кетоиов вторичные [916, 942—944] и третичные [932, 940, 944—946] амины. Вместо аммиака (пли формиата аммония) или формамида в этом случае применяют муравьинокислые соли аминов и соответственно N-ал- кил- и N,N-диaлкилфopмaмиды. Так, при взаимодействии циклогексанона и муравьиной кислоты с метилформамидом получают N-метилциклогексиламин, с диметилформами- дом — Н,А'-циметилциклогексиламин, а с формамидом и муравьиной кислотой — нсзамещенйый циклогексиламин [944].
N-Циклогексилпиперидин [945]. При умеренном охлаждении водопроводной водой к 23 г (0,5 .коль) 98%-ной муравьиной кислоты быстро прибавляют 43 г (0,5 моль) пиперидина. К еще горячей смеси добавляют 25 г (0,25 молъ) циклогексанона и кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 5,5 ч (для равномерного кипения обязательно добавить кипятильники!). Охлажденный раствор выливают в большой избыток воды, подкисляют 50 мл концентрированной НС1 и трижды экстрагируют амин бензолом. Для гидролиза N-формилпЛ перидина водный раствор оставляют на 6 ч, затем добавляют концентрированны! водный раствор 30 г NaOH и отгоняют с водяным паром 400 мл дистиллята. Маслянистый слой амина отделяют от дистиллята, основание из водного слоя
С. В. Pollard, D. С. Young jr., J. Org. Chern., 16, 661 (1951).
F. S. С г о s s 1 e у, M. L. Moore, J. Org. Chern., 9, 529 (1944).
938 V. J. Webers, W. F. Bruc e, J. Am. Chern. Soc., 70, 1422 (1948)..
A. H. Кост, А. П. Терентьев, Г. А. Швехгеймер, Известия АН СССР, ОХН, 1951, 150; С., 1954, 1221.
J. F. Bunnet, J. L. Marks, J. Am. Chern. Soc., 71, 1587 (1949).
B. L. Mur r, Ch. T. Lester, J. Am. Chern. Soc., 77, 1684 (1955).
A. Novelli, J. Am. Chem. Soc., 61, 520 (1939).
H. Suter, П. Zotter, Ami., 576, 220 (1952).
M. M о u s s e г о и, R. J a c q u i e r, R. Z a g d о u n, Bull. Soc. chim. France, 1952, 197; C. A., 47, 5905 (1953).
5] P. A. S. Smith. A. J. Macdonald,!. Am. Chem. Soc., 72, 1037 (1950).
J. F. В n l n e t, J. L. Marks, 11. M о о, J. Am. Chem. Soc., 75, 985 (1953).
экстрагируют петролеиным эфиром, полученный экстракт объединяют с ога^ ной порцией амина, сушат и перегоняют в вакууме. Выход М-циклогексилпипе] дина 25,4 г (61 % от теоретического); т. кип. 114—118° С (25 мм рт. ст.у, , 1,4662.
При взаимодействии ацилоинов с избытком формамида образуются с хорош выходом 4,5-дизамещенные имидазолы [946а], а не ожидаемые аминоспирты: 4
- дqq(]цд HCONHi ^ R—С=^С—R
I।।
ОНN ™
СН
Подобно ацилоинам реагируют и а-галогея- и а-аминокстоны [946а].^
4,5-Ди-н-прош1лимидазол [947]. Умеренно нагревают до кипения (175 190° С; воздушный холодильник) в течение 3 ч 20 г к-иутироина и 40 мл фот амида. Вакуумной разгонкой продукта реакции получают 17 г (81% от теори ческого) желтоватого масла; т. кип. 168° С (10 мм рт. ст.у, т. пл. 66° С. Гж^ хлорид 4,5-ди-я-пропилимидазола плавится (из малонового эфира) при 163®
Реакции спиртов и феноловс азотсодержащими соединениями
Обмен спиртовых гидроксильных групп на аминогруппы '■
Обмен на аминогруппы неактивированных гидроксильных групп, связав с алифатическим атомом углерода, может происходить только в присутствии кат заторов и в исключительно жестких условиях.
При использовании таких катализаторов дегидратации, как окись алюмвс каолин, боксит, фосфат алюминия или соответствующим образом подобранные сми ные контактные катализаторы, реакция протекает при температурах порядка 2 500° С и давлениях до нескольких сот атмосфер. Для проведения такой реакции тр ются специальная аппаратура и катализаторы. Поэтому метод применим только в ! мышленности, тем более, что в таких жестких условиях возможно аминирование л простейших соединений и получающиеся амины в лаборатории проще синтезирО! другими способами...
Алкилирование аммиака, а также первичных и вторичных аминов иервичн п вторичными/спиртами в присутствии катализаторов гидрирования, например 1 тины, палладия, никеля или хромита меди, протекает в несколько более мягких ус виях, при температурах порядка 100—250° С и давлениях до 25 ат (реже от 100 150 ату Температура реакции в значительной мере определяется катализатором. Д ствие катализаторов иа основе ’благородных металлов проявляется уже при темпе турах, начиная со 100° С, аминирование спиртов в присутствии никелевых каталй; ToptOB проводится обычно при 150—220° С, а при использовании катализаторов нач нове хромита меди, рабочие температуры достигают 190—250° С. СинтеЖтрн 8TI нередко проводится в атмосфере водорода.
При алкилировании аммиака обычно образуются смеси первичных, втори1-^ и третичных аминов; из циклогексанола при 150° С в атмосфере водорода при давл 20 ати в присутствии восстановленного никеля довольно гладко получается цг гексиламин с выходом 91% от теоретического [948]. Многочисленные способы i
[946а] Обзорная статья Н. Bredereck, В. G о ш р р е г et al., Aj Chern., 71, 753 (1959).
] II. В г e d e r e t k, G. T h e i 1 i g, Chern. Ber., 86, 88 (1953).
] A. G u у о t, M. Fournier, Bull. Soc. chim. France [4], 47, 203 (1 C., 1930, I, 2730.
лпроваппя различных аминов спиртами, преимущественно над никелевыми контактами и при повышенных давлениях, описаны Адкинсом [949—952].
Соединения с несколькими гидроксильными группами, расположенными в мо- .'юкуле у разных атомов углерода, могут реагировать с образованием циклических аминов [951—952]. Так, из бутандиола-1,4 и бензиламина при 250е С в присутствии хромита меди в автоклаве получают 1-бензилпирролидин [951] с выходом 76%, а из гексан- диола-1,5 и к-амиламина в аналогичных условиях 1-амил-2-метилпиперидин с выходом 75% от теоретического [952].
Особый интерес для лабораторной практики представляют реакция, протекающие нри нормальном давлении. Поэтому здесь будут в основном рассмотрены реакции высококипящих спиртов с аминами. Однако известны и случаи алкилирования низшими спиртами (за исключением метилового), которые дают высокие выходы продуктов, алкилирования при атмосферном давлении. Так, например, возможно моноалкилкро- ванис анилина и бензидина алифатическими спиртами С2—Св, а также бензиловым спиртом при кипячении смеси исходных соединений в присутствии никеля Ренея [953].
N-Пропиланилнн [953]. Смесь 25 мл анилина, 15 г хорошо промытого пропиловым спиртом никеля Ренея и 100 мл пропилового спирта нагревают в колбе с обратным холодильником при перемешивании в течение 16 ч. После- охлаждения катализатор отфильтровывают и несколько раз промывают спиртом. Фильтрат и промывной спирт объединяют и перегоняют в вакууме через колонку Вигре высотой 25 см. Выход амина 30,3 г (82% от теоретического); т. кип. 98,5— 100е С (И лл pm. cm.); 1,5406.
Мопоалкиланилниы с. выходами того же порядка получаются при проведе- шги реакции с другими неразвегвленпымн спиртами, но с изобутиловым и пзо- амиловым спиртом выход соответствующих моноалииланилинов составляет соответственно только 41 и 49% от теоретического [953].
N-Этнл- ^-нафтиламин [954]. Смесь 14,3 ^-нафтиламина, 100 мл 95%-ного- этилового спирта и 40 г влажного никеля Ренея нагревают 4 ч в колбе с обратным холодильником и после фильтрования фракционируют в вакууме. Выход N- этил-В-пафтиламина 14 г (82% от теоретического); т. кип. 162° С (12 мм pm. cm.); n™ 1,6402.
Минеральные кислоты (H2SO4, НС1) и их соли [ZnCl2, Zn(NH3)2Cl2, CuCl2> FeCIs и дрЛ тоже оказывают каталитическое действие на реакции спиртов с аминами. В данном случае особый интерес для лабораторной практики представляет алкилирование ароматических аминов, протекающее при 180—250° С под давлением.
Диматпляннлии [955, 956]. В автоклаве с чугунным вкладышем нагревают смесь 93 г анилина, 105 г чистого метанола и 9,4 г 94%-ной H8SO4 в течение 6 ч до 215° С. После охлаждения смеси к ней добавляют 25 г 30%-ного раствора NaOH и снова нагревают 5 ч при 170° С для разложения частично образовавшее гося четвертичного основания до третичного амипа. Реакционную массу перегс^ няют с водяным паром, высаливают из дистиллята амик, отделяют его д делительной воронке и перегоняют через колонку. Выход почти чистого диметил- апилина 117 г (96% от теоретического); т. кип. 192° С.
С. F. W i n a n s, II. Adkin s, J. Am. Chern. Soc., 54, 306 (1932).
E.J.S c h w о e g 1 e г, H. Adkins, J. Am. Chern. Soc., 61,3499(1939).
J.H.P a d en, H. A d k i n s, J. Am. Chern. Soc., 58, 2487 (1936).
R.m.II i 1 I, H. Adkin 8, J. Am. Chern. Soc., 60, 1033 (1938).
9o3JR.G.Rice, E. J. К о h n, J. Am. Chern. Soc., 77, 4052 (1955);Org.Synth.,
,Qr/136,21(1956).
[9.j4] C. Ainsworth, J. Am. Chern, Soc., 78, 1635 (1956).
См. ссылку [330], S. 129.
[9a6] R. N. Shreve G. N. V г i e n s, D. A. Vogel Ind. Eng. Chern., 42, 791 (1950).
Диэтиланплин. Его получают с хорофшм выходом аналогичным способ бом из шдрохлорида анилина и этилового спирта при нагревании в течение 8 W до 180—200° С. Образовавшийся наряду с пйм в небольшом количестве моно- ■ этиланплин отделяют n-толуолсульфохлоридом. В этом случае не рекомендуется применять в качестве катализатора серную кислоту, так как она вызывает дегид-] ратанию этилового спирта до этилена J955J.'
Кневонагсль [9571 употреблял в качестве катализатора под. Нагревая 18,61 анилина, 36,8 я этилового спирта и 0,5 г иода в течение 10 ч при 220—230° С. он получил чистый диэтиланплин с выходом 87% от теоретического. В этой же работе приводится большое число других примеров.
Реже проводилось взаимодействие аминов со спиртами в присутствии щелочны катализаторов конденсации (NaOH, MgO, алкоголяты). На ряде примеров установлен |958], что особенно хорошие результаты таким способом достигаются при монобеим ллрованип первичных ароматических и гетероциклических аминов.,
М-Бепзил-а-нафтнламин [958]. В колбе, снабженной обратным ходе дольником и ловушкой для воды, нагревают до кипения 35,6 г а-нафтилами£ 40 г бензилового спирта и 3 г сухого КОН. Через 15 лиги температура в пара достигает 267° С и реакционную массу начинают охлаждать. При добавлен* равного объема воды амин выделяется в кристаллическом виде; выход 95* от теоретического. ";
Способ получения 2-беизиламинопиридина (выход 99% от теоретическою из 2-аминоппридина и бензилового спирта см. [959]. ^
В гораздо более мягких условиях удается обмен гидроксильном группы j аминогруппу, когда гидроксильная группа активирована соседней электроноакцепто ной группой. Так, Бодендорф [960] уже па холоду получил 1-(у-кетобутил)-пипер! дин из З-кетобутанола-1 и пиперидина, а 1-диметиламинобутанон-З из 3-котобутанола; и диметиламипа. :
Реакции енолизованных эфиров кетокарбоновых кислот с аммиаком и амина^ рассматривались па стр. 473; на стр. 480 сл. описаны аналогичные превращен* а-аминоспиртов, циангидринов и а-оксисульфокислот. 1г
- Реакции фенолов с аммиаком, аминами и гидразинами гЗ
^Обмен связанной с ароматическим ядром оксигрудны на аминогруппу с ДОСТ точной для препаративных целей скоростью протекает обычно только в присутств кислотных катализаторов и притом в довольно жестких условиях. Исключением Я ляются некоторые нитрозофенолы и полиоксипроизводные, которые вступают в рей цню обмена уже в относительно мягких условиях и иногда без катализатора. \
Так, цапример, при нагревании n-нитрозофепола с солямш аммония 1 паровой бано в течение 30 мин образуется я-нитрозоанилни с выяодом 50% 1 теоретического [961, 962], а из а-нитрозо-р-нафтола и водного раствора мети амина при 35° С получается ос-нитрозо-р-метиламинонафталип [963] с выхода
Е.Knoe venage I, J. prakl. Chern. [2], 89, 1 (1914).4
Y.8 р г i n z a k, J. Am. Chern. Soc., 78, 3207 (1956).i
Y.Sprinzak, Org. Synth., 38, 3 (1958).■
[960JК.В о d e n d о r f, G. к" о r a 1 e w s k i, Arch. d. Pharm.,271/43,113(1933
O.Fischer, X. Hepp, Ber., 20. 2475 (1887); 21, 684 (1888).v
J.Willenz, J. Chern. Soc., 1955, 2049.1
]963]E.W. Malmberg, C. S. II a m i 11 о n, J. Am.Cliem.Soc.,71
2415 <1948).•
90%. Легкость такого обмена, по-видимому, обьясняется таутомерией этих фенолов с соответствующими кетонами:
Флороглюцин, который под действием гидроксиламина может превращаться даже в триоксим [§64], реагирует со смесью аммиака и NH4C1 уже при комнатной температуре, переходя с почти количественным выходом п 5-амино- резорцин [965].
Наличие нитрогруппы тоже повышает реакционную способность феполов, но тем не менее замена оксигрупп на аминогруппы протекает при 150—200е С, и поэтому реакцию приходится проводить в автоклаве [966]. Для получения первичных аминов из ди- и тринитрозамещенных фенолов и нафтолов при нормальном давлении их сплавляют с мочевиной [967, 968]. Таким путем был получен пикрамид [968] с выходом 88% от теоретического (т. пл. 188° С), для чего пикриновую кислоту и 3 .ноль мочевины нагревали в течение 36 ч при 173 С.
Важнейшим способом получения ароматических аминов из соответствующих фенолов является реакция Бухерера, несмотря на ограниченные возможности ее применения [969]. Под реакцией Бухерера понимают превращение некоторых феполов и амины в присутствии сернистой кислоты и обратный процесс, а также катализуемое- бисульфитом переаминирование ароматических амидов (ср. стр. 502).
Механизм этой интересной реакции в течение днительного времени оставался спорным и выяснен лишь в последнее времи благодаря работам Рихе и Зееботд [970] *. Конечный результат взаимодействия является следствием ряда равновесных реакций, показанных па примере а-иафтола и соответственно а-нафтяламина:
Решающее значение в этой реакции имеет положение равновесия II *± зависящее не только от концентрация реагирующих веществ, но и в значител) мерс от направления дальнейшего превращения имина (III), который может отщеп: бисульфит пли подвергаться гидролитическому расщеплению [971]. *
Реакция Бухерера применима главным образом для производных нафта; [972—976]. Иза- и р-нафтола гладко получаются соответствующие первичные амт Заместители в положении 5, 6, 7 или 8 мало влияют на скорость реакции, а-Нафт с сульфогруппами в положении 2 или 3, а также Р-нафтолы с заместителями, особ( с карбоксильной группой, в положении 3, в реакцию Бухерера обычно не встут Исключительной реакционной способностью обладает оксигруппа в положении 1 в 1 фтол-4-сульфокислотах; даже при наличии других гидроксильных групп эта оксигру обменивается в первую очередь. В ряду бензола в реакцию Бухерера вступаю» i ным образом резорцин и его гомологи ]977, 978]. В хинолинах и изохинолинах г нивяются только оксигрупцы, находящиеся в бензоидном кольце [979].
Для перевода нафтолов в первичные амины нафтол, сульфит аммопия и ам [молярные соотношения АгОП : SO2 : NHS около 1 : (1,5—2) : (5—8)] нагре в автоклаве при 130—160° С; продолжительность реакции 6—30 ч.
Р-Нафтиламин [980]. В автоклаве с мешалкой в течение 8 ч нагрг при 150° С 144 г (1 лоль), р-нафтола с раствором сульфита аммония, получи пропусканием 100 г SO2 в 400 мл раствора аммиака (d = 0,90) при охлажд Давление в автоклаве достигает 5—7 ат. Затвердевшую при охлаждении ционную массу размешивают с небольшим количеством воды, отфильтровьЕ промывают водой и растворяют при нагревании в 1,5 л воды с 150 мл конце рованной НС1. Мутный от непрореагировавшего нафтола и незначительных L честв вторичного амина раствор кипятят с 10 г животного угля и фильтр Из отфильтрованного в горячем состоянии раствора осаждают р-нафтила добавляя при перемешивании 20%-ный раствор NaOH до щелочной реакце фенолфталеину. После охлаждения амин отфильтровывают, промывают и с в вакууме при 30—50° С. Получается 130—140 а красноватого нсочищее продукта с т. пл. 109—111° С. Для дальнейшей очистки вещества его neperoi в вакууме в колбе с саблевидной трубкой на металлической бане с температ 210° С. Выход чистого амина 125—135 а; бесцветные кристаллы, т. пл. 11 Аналогичным способом синтезируют применяемую в промышлеш 2-нафтиламин-1-сульфокислоту из 2-нафтол-1-сульфокислоты [981].
Вторичные амины можно получать из фенолов и из соответствующих первн •аминов. р-Нафтиламины реагируют с аминами легче, чем р-нафтолы, которые в очередь более реакционноспособны, чем а-нафтолы. Обмен гидроксильной групи остаток сильного основания можно проводить так же, как ири синтезе первичных нов, в присутствии сульфита алкиламмония и алкиламина [молярные соотнош
Н. S е е h о t h, Monatsber. dtsch. Akad. Wise. [Berlin], 3, 43 (1961).
H. Th. Bucherer, J. prakt. Chern. [2], 69, 49 (1904); 70, 345 (1904)? Z. ben- u. Textilchemie, 2, 193 (1903); C., 1903, II, 42.' '
H. Th. Bucherer, A, Stohmann, J. prakt. Chern. [2], 71, 433 (1 Z. Farben-u. Textilchemie, 3, 57 (1904); C., 1904, I, 1012.
H. Th. Bucherer, F. S e у d e, J. prakt. Chern. [2], 75, 249 (1907).
H. Th. Bucherer, M. Schmidt, J. prakt. Chern. [2], 79, 3o9 (1 H. Th. Bucherer, A. U h 1 m a n n, J. prakt. Chern. [2], 80, 201 (i H. Th. Bucherer, E. Hoffmann, J. prakt. Cnem. [2], 121, 113 (1 W. H. Hartung L. J. M i n n i c k, H. F. Koehl er, J. Am. C Sac., 63, 507 (1941).
N. N. W о г о s h t z о w, J. M. Kogan, Ber., 65, 142 (1932); R. A. b i n s о n, J. Am. Chem. Soc., 69, 1944 (1947); R. H. F. M a n s k e, M. К u- J. Am. Chern. Soc., 72, 4907 (1950).
R. S c h r 6 t с s, в книге Houben-Weyl, Methoden de? organii Chemie, Rd. 11/1, 4 Aufl., Stuttgart, 1957, S. 150.
См. ссылку [3.30].
АгОН : S02 : НХН2 около 1:2: (2—3)1. Если скорость реакции не имеет существенного значения, то реакцию проводят путем кипячения фенола с 2—3 моль амина и бисульфита натрия при добавлении к реакционной массе сульфита аммония (всего 4— 12 лоль S0s). Ароматические амины можно вводить в небольшом избытке, но такая реакция протекает гладко лишь с ^-производными нафталина. О синтезе N-арилиро- ванных Р-пафтиламинов см. |970|, а также стр. 503.
Симметричные диариламины, например ди-(р-нафтил)-амин [982], могут быть получены также взаимодействием первичных ариламинов с бисульфитом.
В принципе по реакции Бухерера можно получать и арилгидразииы [983— 986] взаимодействием соответствующих фенолов с гидразингидратом и SO2. Так, из 2,3-ди- оксинафталина получают 2,3-нафтилендигндразин с выходом 57% от теоретического [983, 9о4|, а из 2,7-диоксинафталниа — 2-гидразино-7-оксинафталии [9851 с выходом 82%. Все же большого значения эти реакции не имеют.
При взаимодействии арилгидразинов с нафтолами в присутствии сернистой кислоты соответствующие гидразопроизводные не образуются. Из tz-нафтола, фенил- гидразниа и NaHSO3 сначала образуется фенилгидразон а-тетралон-3-сульфокислоты, который при действии кислот (по аналогии с синтезом ипдола по Фишеру) циклизуется и получается 1,2-бензкарбазол; выход 85% от теоретического. Подобным способом из Р-пафтола получается 3,4-бензкарбазол [970].
Амины из фенолов, гидроксильные группы которые не активированы соответствующими заместителями (ср. стр. 494) и не обмениваются на аминогруппы по реакции Бухерера, получают при повышенных температурах (180—300° С) и поэтому в большинстве случаев под давлением. В качестве катализаторов часто с успехом применяют ZnCl2, Zn(NH3)2Cl2 (получение см. [987]), реже — CaCl2, NaHSOs, FeCl3 и сульфаниловую кислоту. Очень хорошие выходы при арилировании ароматических аминов нафтолами получал Кнсвепагель [957], проводивший реакцию в присутствии каталитических количеств иода. Часто рекомендуется вести реакцию не со свободными ами- ними, а с их гидрохлоридами. Лабораторные методики по аминированию с участием простых компонентов реакции приводятся главным образом в старой литературе [967, 988].
2-Амино-З-нафтойная кислота [989]. 2-Окси-З-нафтойную кислоту, водный аммиак и ZnCl2 нагревают в автоклаве 36 ч; выход кислоты 70% от теоретического. Эта кислота не может быть синтезирована по методу Бухерера.
2-Фенил-7-амияохш1Олин [990]. В запаянной трубке в течение 3 ч нагревают 6,6 г 2-фенил-7-оксихинолииа и 25 г аммиаката хлорида кальция при 250° С, а зат^м еще 7 ч при 280—290° С; выход продукта 80% от теоретического.
Недавно Хекер [991] предложил простой метод перевода п-алкилфенолов в л-алкиланилины. Этот метод, использовавшийся для получения аминозамещенных эстрогенов, может иногда применяться и для синтеза других соединений. Алкилфенол окисляют тетраацетатом свинца до n-хинолацетата, при взаимодействии которого с семикарбазидом или 2,4-динитрофенилгидразином образуется азосоединение; восстановительным расщеплением этого азосоединсния получают соответствующий и -алкилапилив.
Герм. пат. 114974; Frdl., 6, 198 (1900—1902).
Н. Franzen, Вег., 38. 266 (1905).
Franzen, J. prakt. Chern. [2], 76, 205 (1907).
Н, Franzen, W. D e i b e 1, J. prakt. Chern. [2], 78, М3 (1908).
H. F г a ц z e и. Th. E i c h I e r, J. prakt. Chern. [2], 78, 157 (1908).
Merz, P. Muller, Ber., 19, 2901 (1886).
M e г г, P. Muller, Ber., 20, 544 (1887); R. Lloyd, Ber., 20, 1254 (1887); K. Buch, Ber., 17, 2634 (1884).
С. II. F. Allen, A. Bell, Ore. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 78.
W. В о r s c h e M. W a gner - R о e m m i c h, Ann., 544, 292 (1940).
E. Песке г, Chern. Ber., 92, 3198 (1959); E. Hecker, E. Walk, Chern.
Ber., 93, 2928 (1960).
32 Заказ 1835,
Реакции простых эфиров и оксониевыхсолей с азотсодержащими соединениями
Замена алкокспльной группы в простых ациклических алифатических эфирах! на аминогруппу представляет незначительный препаративный интерес. В не очень- жестких условиях удовлетворительные результаты получаются лишь в тех случаях^ когда эфирная связь в достаточной мере активирована находящимися в ^-положет^ карбонильными, карбоксильными или нитрильными группами. Некоторые р-метоксИт кетоны (например, I) переводятся в р-аминокетоны [992] уже при температурах ниже] 100° С. Еще лете протекает расщепление эфирной связи в активированных еполоэфн* рах типа этоксиметиленацетоуксусного эфира (II), этоксиметплепмалоноиого эфирд. (Ш) *, а также этоксиметиленацетилацетона (IV).€ $
R-CO-CIbСН3С0-С—coon*
R'-СН-ОСНзCII-OC2H5
1111
ROOC—С—COOR СНзСО-С-СОСН3
СП-ОС3НБ CH —OC3II5
III IV
Под действием аммиака и первичных алифатических аминов они часто уже пр^ комнатной температуре с очень хорошими выходами превращаются в соответ^? ствующие аминометиленовые производные [993], используемые для многочисленных^ синтезов азотсодержащих гетероциклических соединений, например 4-оксихинолннов> [995—999L J
Этиловый эфир аминометилешцавелсвоуксусной кислоты [1000]. К рас^ твору 61 г (0,25 лоль) этоксиметиленщавелевоуксусного эфира в 250 мл cyxorai эфира при охлаждении смесью льда с поваренной солью приливают в одни прие» 26 е 18%-ного раствора аммиака в абсолютном спирте (0,27 молъ аммиака);" Реакционную массу встряхивают и оставляют на 20 ч в закрытом сосуде, затем! желатинообразный осадок отфильтровывают и тщательно промывают сухн|| эфиром. Из объединенных фильтратов при упаривании в вакууме получают сироп, который быстро кристаллизуется. Выход продукта 45—49 г (84—91% оа теоретического); т. пл. 68—69е С (из смеси эфира и петролейного эфира).
Нс всегда нужпо исходить из выделенных в чистом виде алкоксиметиленовый соединений (например, 11, II], IV и др.); их получение из соединений с активной метЕ* леновой группой (ацето- или циануксусного эфира и т. д.) и эфира ортомуравьнноЖ кислоты и взаимодействие с амином можно проводить в одну операцию [999]. j
Реакции простых эфиров с ароматическими аминами [995—999, 1001, 1002] и амидами кислот [993, 1001, 1003], например с мочевинами, протекают с хорошими выходами лишь при 100—150я С.
При взаимодействии алкоксиметилоновых соединений с гидроксиламинами, гидразинами или бифункциональными аминопроизводными одновременно происходят обмен алкоксильной группы па азотпые функции и циклизация и образуются разные гетероциклические соединения [993, 1003—1006].
Кроме алкоксиметиленовых производных с активной метиленовой группой расщеплению под действием аминов подвергаются также многие другие енолоэфиры, как, например, эфиры р-алкоксиакриловой кислоты [1007], у-пироны [1008, 1009] и.фурфурол [1010].
1,2,6-Триметилпирндон-4 [1009). Поддерживая температуру ниже 40° С, к 150 мл 40%-пого водного раствора метиламина при перемешивании в течение 1 ч прибавляют раствор 70 г 2,6-диметнлмипоца-4 в 200 мл воды. Реакционную массу оставляют на 1 — 2 ч, охлаждают ди 0° С, осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из горячей воды. Выход продукта 88% от теоретического; т. пл. 245—246° С.
1-(4'-Ннтрофенил)-пиррол-2-альдегид [1010]. В колбе с обратным холодильником кипятят в течение 2—3 ч фурфурол с л-нитроанилилом в среде водного метилового спирта в присутствии кислоты. Выход продукта практически коли- чествепцый.
В ароматическом ряду расщепление эфирной связи аммиаком и его производ- лыми Используется для препаративных целей главным образом в реакциях с простыми эфирами некоторых интрофенолов. Так, например, эфиры ди- и тринитрофенолов расщепляются аммиаком, первичными аминами, гидразингидратом или гидроксиламином при температурах от 50 до 200° С, в зависимости от активирующего влияния заместителя. Диариловые эфиры реагируют более гладко, нежели алкариловые эфиры. При расщеплении алкариловых эфиров атом азота всегда замещает алкоксильную группу, а в диариловых эфирах замещается наименее нитрованная или непитрованная ароксильная группа.
, Так, Борше [1011] получил 2,4-дицитроапилин при действии аммиака на 2,4-диннтродифениловый эфир, а при действии анилина на это же соединение был получен 2,4-динитродифениламин. 2,4-Дннитрофенил-р-нафтиловый эфир при кипячепии с анилином дает 2,4-дипитрОдифениламин с выходом 97%; т. пл. 156-157° С [1012].
[1001 ] R. И. В а к е г, А. Н. S с h 1 е s i n g и г, J. Am. Chern. Soc., 68, 2009 (1946).
R. Н. Baker, J. G. Van О о t et al., J. Am. Chern. Soc.,71, 3060 (1949).
C. W. Whitehead. J. Am. Chern. Soc., 74, 4267 (1952). ,
p. Schmidt, K. Eichenberger, W. Wilhelm, Angew. Chern., 73, 15 (1961).
A. D о г п о w et al., Chem. Ber., 91, 1830 (1958); 93, 1ЮЗ (1960).
A. Kreutzberger, Ch. G r u n d m a n n, J. Org. Chern., 26, 1121 (1961).
P. L. D e В e n n e v i I 1 e, J. H. Macarthney, J. Am. Chern. Soc., 72, 3725 (1950).
J. w. A rm it, T. I. Nolan, J. Chem. Soc., 1931, 3023.
K. N. Campbell, J. F, Ackerman, В, K. Campbell, J. Org. Chem., 15, 337 (1950).
Л, А. Яновская, Синтезы органических соединений, Сборник 1, Изд. АН СССР, 1950.
w. Bors с Нс, Вег., 56, 1488 (1923).
Y. О g a t а, М. Okano, J. Am. Chem. Soc., 71, 3211 (1949).
Аналогично протекают реакции эфиров нитрофенолов с гидразином [1011 я гпдроксиламином [1013]. При нагревании 2,4-дннитроапизола с 90%-ным гилрая»^! гидратом на водяной бане в течение 0,5 ч с почти количественным выходом образует» 2,4-динитрофенилгидразин [1011].. -
В ряду производных пируг/птя и хинолина расщепление эфирной связи предел вляет интерес в основном для введения аминогруппы в положение 4. Так, б-нитрое аминохинолин [1014] был получен с выходом 84% от теоретического при нагревая в течение 25 мин соответствующего 4-феноксипроизводного с избытком ацетата ям ния при 170—180° С.
Активации эфирвой связи нитрогруппами в производных пиридина не требует если реакция проводится не с аминами, а нх гидрохлоридами. Йерхель и Якоб [10 получали N-замещеиные 4-аминопиридины с хорошими выходами из 4-пириди; ниловых эфиров и ряда гидрохлоридов амилов."
4-Анилинопиридин [1015]. Получается из 4-фепоксипиридина и из точного количества гидрохлорида анилина при нагревании смеси при 18( в течение 3 ч; выход 89% от теоретического.
Насыщенные циклические простыв эфиры с пяти- или шестичленными кольц реагируют с аммиаком или аминами с заменой эфирного кислорода на NH- или I группу. Однако эта реакция может представить интерес для лабораторной практ лишь в исключительных случаях, так как она протекает в чрезвычайно жест: условиях *. ,
Так, для перевода тетрагидропирана в N-фенилпиперидин под действием а лина требуется температура порядка 330—340° С и наличие катализатора на оса окиси алюминия [1016]. В аналогичных условиях из тетрагидрофурана можно пс чить пирролидины [1017].
Циклические эфиры с меньшим числом членов в кольце реагируют при б< низких температурах. При этом получаются только линейные соединения (ам: спирты). Для перевода триметиленоксида в N-эамещенные 3-оксипропиламины ре рующие вещества длительно нагревают в запаянной трубке при 150° С в присутс^ небольшого количества воды [1018].
Этиленоксиды реагируют с аммиаком и более основными аминами боль частью уже при комнатной температуре; реакция протекает с выделением тепла и у ряется в присутствии спиртов или воды. Следует напомнить, что при работе с oxt этилена возможны взрывы!
Из окиси этилена и аммиака в зависимости от взятого соотношения реаге образуется смесь различных количеств моно-, ди- и триэтаноламина, которые м< разделить перегонкой [1019]. Более однозначно протекает взаимодействие ониси лена с первичными и особенно с вторичными аминами.
р-Диэтиламиноэталол [1020]. В смесь 880 е (12 моль) диэтиламииг 440 в метилового спирта при перемешивании пропускают 220 г (5 моль) OKI
этилена, скорость подачи которой регулируют, чтобы температура не поднималась выше 60° С. По окончании реакции при нормальном давлении отгоняют метиловый спирт и непрореагировавпгий диэтиламин; диэтиламиноэтанол перегоняют D вакууме; выход 550 г (94% от теоретического); т. кип. 54—55® С (12 мм pm, стД.
Описан общий метод получения другвх Р-диалкиламипоэтанолов [1021].
В реакцию с окисью этилена вступают и третичные амины; так, из триметиламина и окиси этилена при комнатной температуре получают холин [1022].
Первичные ароматические амины [1023] реагируют с окисью этилена чаще всего уже при комнатной температуре или при умеренном нагревании. Слабоосновные амины вступают в реакцию при температурах 100—140° С (автоклав).
Реакционная способность замещенных этиленоксидов снижается с увеличением числа заместителей. В несимметричных этиленоксидах аминогруппа присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода.
Гидроксияамин реагирует с окисью этилена уже при комнатной или даже при более низкой температуре с образованием Г^ТЧ-бис-ф-оксиэтил^гидрокснламина; с увеличением продолжительности взаимодействия образуется трис-(р-оксиэтил)-амин- оксид [1024].
С хорошими выходами протекает взаимодействие эпоксидов с гидразингидра- том до гидразиноспнртов [493] и с азидом натрия до азидоспиртов [1025].
Двуокись азота реагирует с окисью этилена в среде' хлороформа (0—20° С), образуя с почти количественным выходом 2-яитроэтилнитрат, который при 35—45° С омыляется 10%-ным раствором соды до 2-нитроэтилового спирта [1026]. Нитроэтиловый спирт может быть получен с выходом 85% от теоретического также прямым действием окиси этилена и СО3 на водный раствор NaNO$ при 25—30° С [1027].
Важным методом получения производных пиридина является взаимодействие пирилиевых солей [1028] с аммиаком, первичными аминами, гидроксиламином или гидразинами:
где R = алкил, арил; R' = алкил, арил, ацил, —NHQ,He, —NHC0NH3, —ОН.
Действуя аммиаком на легкодоступные пирилиевые соли, можно получать большое число пиридинов, синтез которых другими методами часто связан с значительными затруднениями. К таким производным пиридина относятся 2,4,6-триалкил- или
Е. Rohrmann, Н. A. S h о n 1 е, J. Am. Chem. Soc., 66, 1641 ,(1944).
К. Н. М е у е г, Н. Н о р f f, Вег., 54,2279 (1921).
Ю. К. Ю р ь е в, и сотр., Известия АНСССР, ОХН,1951,317; С..1952, 203.
L. W. Jones, G. R. Burns, J. Am. Chern. Soc., 47, 2966 (1925).
C. A. VanderWerf, R. Y. H e is 1 er, W. E, McE wen,J. Am.
Chem. Soc., 76, 1231 (1954); W. E. M с Ewe n, W. E.С о nr a d, С.A. V a n-
derWerf, J. Am. Chem. Soc., 74, 1168 (1952).
G. Darzens, С. r., 229, 1148 (1949); C. A., 44, 4412 (1950).
Яп. пат. 6910; С. A., 48, 1412 (1954).
] Обэор работ по получению и реакциям пирилиевых солей см. К'. D i m- г о t h, Angew. Chem., 72, 331 (1960).
2.4.6-триарилзамсщенпые пиридины. По старым прописям реакцию ведут н водной среде. ■ Димрот [1028] рекомендует суспендировать соли пирилия в абсолютном третичном бути-г ловом спирте и пропускать в суспензию сухой газообразный аммпак. Смесь раэогре-; вается и соль переходит в раствор; при охлаждении выделяется аммониевая соль ' неорганической кислоты, анион которой входил в состав пирилиевой соли (например,'1’ NH4CIO4, 1Ш4ВЕ4); производное пиридина осаждают из раствора добавлением воды.|
2,4,6-Трифснилпиридин [1028]. В 100 лм абсолютного третичного буц-'j левого спирта суспендируют 10 г тетрафторбората 2,4,6-трифенилпирилшГ и смесь нагревают до кипения; затем пропускают через нее сильный ток сухого аммиака. Соль пирилия переходит в раствор. Через 30 мин отфильтровывают; выпавший NH4BF4 и добавляют к фильтрату небольшое количество воды до? появления мути. В холодильнике через некоторое время выпадает кристалличе-J ский продукт в виде листочков, выход 8 г (90% от теоретического); т. пл. 138° С,'
При действии первичных алифатических и ароматических аминов на 2,4,6-три-с замещенные соли пирилия в результате аналогичной реакции образуются соот-' ветствующие N-алкил- или N-арилпиридинисвые соли, обычно с превосходными^ выходами [1028].-^;
Если заместители в положении 2 и 6 не оказывают слишком больших стерический затруднений, то при действии гидроксиламина образуются пиридин-М-оксиды [1029],? при действии семикарбазида — N-уреидопиридины [1029], а при действии фенилгидр/Й азина — представляющие интерес [1030] N-арпламинопиридины [1030, 1031], которые? другим способом вообще не могут быть получены.-^
За редким исключением соли хромилия и ксантилия не переводятся в соответ-3 ствуютцис производные хинолина или акридина.i
)
IV. Обмен других элементов на азот-^
Обмен азота на азот’
В этом разделе рассматриваются представляющие наибольший интерес реакций переамидировапия и пороаминирования, а также различные возможности образования С—N-связи при помощи диазонисвых солей и диазосоединений. Обмен нитрогрупв па аминогруппы возможен практически только в о- и n-динитропронзводных и вряд л<г имеет какое-либо значение. Получение а-нитрозо- и а-оксиминоэфиров из а-нитроэфи-i ров и нитрита натрия [145, 255, 256] уже рассматривалось па стр. 397 в 442.3,
Нереаминирование (реакции обмена аминогрупп)
Под реакциями персаминирования или обмена аминогрупп понимают такое взаимодействие аммиака с аминами или двух аминов между собой, при которых формально аминогруппа одного амина обменивается на аминогруппу другого; некоторой примеры обмена азотной компоненты в основаниях Шиффа, гидразонах и аналогичны^» соединениях упоминались в разделе, посвященном их получению (стр. 470—480), яа^ пример:-;’;
r-nh2+r'-nr;—> r-nr;+r'-nh2. >
При нагревании первичных ароматических аминов в присутствии кислот (НС1^ П3РО4, п-толуолсульфокислоча) в некоторых случаях гладко протекает конденсация с образованием диариламинов. Например, дифениламин можно получать нагревание^ в течение 20 ч при 230е С и давлении 6 ат смеси анилина с его гидрохлоридом [1032^
А. Т. Balaban, С. D. N е n i t z с s с п, Ann., 625, 74 (1959)?
Е. Schmitz, Chern. Вег., 91, 1488 (1958).
К. Dimroth, G. Arnoldy el aL, Ann., 604, 221 (1957).4
W. Schneider et aL, Ber., 54, 2285 (1921); 61, 2445 (1928); 74, 1252»
(1941); Ann., 438, 115, 147 (1924).7
См. ссылку [330].^
N-Фснил-а-нафтиламин [1033]. (Для получения этого амина реакция Бухерера мало применима.) В колбе с термометром п длинным воздушным холодильником кипятят 143 г а-вафтиламина, 175 г анилина и 3 е сульфаниловой кислоты в тсчепие 40—48 ч. При этом выделяется аммиак, а температура кипения смеси повышается со 195° С до приблизительно 215° С. По окончании реакции продукт разгоняют в вакууме (12 ля рт. ст.) при 70° С. Сначала отгоняется 80—85 г анилина, затем с толчками и вспениванием перегоняется промежуточная фракция (8—10 г), в которой уже содержится некоторое количество N-фенил- а-нафтиламипа. Основная фракция (190—195 г) перегоняется при 212 — 216° С, остаток переходит при 225° С. Общий выход около 200 г (91 % от теоретического). Бесцветные Иглы с т. пл. 62° С (из небольшого количества этилового спирта).
Хорошие выходы N-арил-а-нафтиламннов были получены также в присутствии каталитических количеств пода, например при переаминировании а-нафтиламина анилином, толуидинами, м- и n-хлоранилинами, о- и в-анизидинами [957], 2,3- и 3,4- диметиланилинами [1034]. При нагревании р-иафтиламипа в течение 4 ч при 230°С в присутствии 0.5—1% иода с почти количественным выходом образуется дл-(р-наф- тил)-амин, а из n-амипофенола в аналогичных условиях получается 4,4-диоксндифе- ниламин с выходом 70% от теоретического [957].
При нагревании 2.2'-диаминодифенила и его производных с Н3РО4 они почти количественно превращаются в карбазолы [1035].
Карбазол [1035]. В открытом сосуде при хорошем перемешивании нагревают при 200—210° С 50 з 2,2'-диаминодифенила и 278 г Н3РО4 (3 = 1,85). Уже через 15 мин начинает выделяться карбазол. Через 5 ч отфильтровывают выделившийся карбазол из горячей реакционной массы и промывают водой до нейтральной реакции; выход 45 з (количественный); т. пл. 238° С.
В алифатическом ряду в результате такой же циклизации получают пирролидины и пиперидины [1036, 1036а].
Обмен аминогруппы возможен и в р-нафтиламипе, и его производных; эти соединения можно также обратимо превращать в N-алкил- и N-арил-Р-нафтиламины в условиях реакции Бухерера (ср. стр. 497).
, 8-Окси-2-фениламинонафталин-6-сульфокислота («фепил-у-цислота») [1037]. Кипятят в течение 24 ч 239 г чистой 8-окся-2-аминонафталин-6-суль- фокислоты (у-кислота), 750 г раствора NaHSO3 (содержащего 25% SO2), 750 мд воды и 200 г анилина. Затем подщелачивают реакционную массу концентрированным раствором Na2CO3 и отгоняют избыток анилина с водяным паром. При подкислении раствора ПС1 выпадает фенил-у-кислота почти в чистом вКде; выход 75—80% от теоретического.
Третичные и четвертичные основания Манниха часто легко и в мягких условиях вступают в реакцию обмена аминогруппы, если аминный компонент применяется в избытке, а выделяющийся вторичный или третичный амин достаточно летуч (ср. обзоры^ [72, 1038]. Таким образом можно получать и первичные амины, обменивая аминныи остаток основания Манниха иа фталимидную группу [1039] и подвергая продукт реакции омылению.
[1O33J См. ссылку [330].
N. Р. Buu-Hoi, J. Chern. Soc., 1949, 6 70.
Н, Leditschke, Chern. Вег., 86, 522 (1953).
A. Ladenburg, Ben, 18, 3100 (1885); 20, 442 (1887); W. Keil, Hoppe- Seyler’s Z. physiol. Chern., 171, 242 (1927).
[1036a] K. Kindler, D. Maltbies, Chern. Вет., 95, 1992 (1962).
См. ссылку [330].
H. Hellmann, Angew. Chern., 65, 473 (1953).
R. O. Atkinson, J. Chem. Soc., 1954, 1329; Л. В u t e n a n d. t, U. Renner, Z. Naturforsch, 8B, 454 (1953); пат. ФРГ 933339; С., 1956, 1738.
Обмен аминогруппы в основаниях Манниха может протекать также под д станем сульфонамидов [10401, гидроксиламинов [1041] и фенилгндразина [10* Основания Манниха, полученные из кетонов, при взаимодействии с гидразинами чала превращаются в гидразоны, которые затем циклизуются с обменом аминогр) и превращаются в пиразолины [1043]:
R—СО—СН2ArNTiNHi , R—С—СН2
ch2-nr'n ch2-nr;
NHL
R-CCH2
N CH2
V
I RC1"I RC1"Четвертичные пиридиниевые соли [467] с электроноакцепторными группир ками при атоме азота, например 2,4-динитрофенил- или пиридил-4-пиридииие] соли, могут реагировать с аминами, являющимися нуклеофильными агентами, двум направлениям: четвертичное ядро пиридиния вытесняется введенным в реанв амином (реакция 2) или оно расщепляется с образованием производного глутаноноэ альдегида (расщепление Цинке) [1044], причем атом азота пиридина отходит в в первичной аминогруппы с заместителем, находившимся у этого атома в соли пиридин (реакция 2). Производное глутаконового диальдегида в свою очередь может сц< циклизоваться с образованием гетероциклической системы, так что конечным реэу татом этой реакции является обмен заместителей при атоме азота [1044, 1045]:
I RC1"
I RC1"
HfNR'-HClHfNR'-HCl
HfNR'-HCl
HfNR'-HCl
сн=сн-сн2
> || +rnh2
СПсн
IIII
NR'NR'
N
R'Cl-
J. J. Lie a ri, G. Dougherty, J. Am. Chern. Soc., 76, 4039 (195 J. J. Li с а г i, L. W. H а г tze 1, G. Dougherty, F. R. В en 8 $ J. Am. Chern. Soc., 77, 5386 (1955).
J. Th esing, Chem. Ber., 87, 507 (1954); J. T h e s i n g, A. Mu 116 G. Michel, Chem. Ber., 88, 1027 (1955).;
J. T h e s i n g, C.-H. W i 1 1 e г s i n n, Chem. Ber., 89, 1195 (1956).
M. S t a m p e г, B. F. А у с о c k, J. Am. Chem. Soc., 76, 2788 (195 H.B. Nisbet, J. Chem. Soc., 1945, 126.<
T. Z i n c k e, Ann., 330, 361 (1903); 333, 296 (1904); T. Z i n c k e, W. Wfi ker, Ann., 341, 865 (1905).
H. Lettre, W. Haede, E. Ruhbaum, Ann., 579, 123 (1953).
Протекание реакции по схеме 1 или 2 зависит от строения пиридиниевой соли к условий проведения реакции (ср. обзоры [219, 467]).
При нагревании М-(2,4-динитрофенил)-пиридинийхлорида с гидрохлоридом анилина при 200° С через некоторое время образуется 2,4-диннтродифенил- амии [1046] (реакпия Z); известны другие примеры этой реакции [1047].
Реакция, протекающая по схеме /, представляет значительный препаративный интерес для аминирования солей пнридил-4-ниридиния, так как позволяет вводить аминогруппы в положение 4 пиридина.
Так получают 4-аминопиридин [1048], для чего хлорид М-пиридил-4-пиридиния нагревают с водным аммиаком в течепие 8 ч при 150° С или пропускают в течение 3 ч аммиак в раствор этой соли в феноле при 180—190° С (выход 80% от теоретического) [1049]. Аналогичным способом из этой же соли в расплавленном феноле при пропускании диметиламнна синтезируют 4-диметиламинопиридин [1050]. При действии ароматических аминов в этих условиях легко протекает расщепление четвертичного пириди- пиевого кольца; поэтому для получения 4-ариламипопиридннов реакцию рекомендуется проводить с гидрохлоридами ароматических аминов [1015].
4-Фениламинопиридин [219]. Смесь 2,3 г гидрохлорида М-пиридил-4- пиридиннйхлорида и 2,6 г гидрохлорида анилина нагревают при 180° С в течение 90 мин. После охлаждения смесь растворяют в воде и при нагревании обрабатывают животным углем. Полученный раствор сильно подщелачивают раствором NaOH и нагревают до кипения. При охлаждении выделяются кристаллы 4-феннламинопиридина; выход количественный. После перекристаллизации из водного метилового спирта т. пл. 172° С.
Расщепление кольца, подобное расщеплению по реакции Цинке, в некоторых случаях для получения альдегидов проводилось и с другими азотсодержащими гетероциклическими соединениями. Так, например, в щелочной среде в присутствии гидр- оксиламина можно в результате расщепления пиррола получить диоксим янтарного диальдегида [1051]. Аналогичным способом иа дигидропириднна, который готовят восстановлением пиридина натрием в метиловом спирте, синтезируют диоксим глутарового днальдегида [1052].
Циялическая система эгиленимина расщепляется аммиаком или аминами с гораздо большим трудом, чем кольцо окиси этилена; в качестве катализаторов при этой реакции применяют хлорид аммония [1053] и хлорид алюминия [1054].
Переамидирование и аналогичные реакции
Группа NH2 амидов карбоновых кислот может обмениваться на остатки других аминов, гидразинов и аналогичных соединений. Особенно легко эта реакция протекает в отсутствие заместителей у амидного атома азота. Так, при нагревании аминов с формамидом в вакууме часто уже при температурах до 70° С достаточно гладко получаются формильные производные аминов [1055]. Амиды высших карбоновых кислот подвергаются аналогичным превращениям при температурах около 150—200° С [1056].
F. К г б h n k е, Angew. Chern., 65, 605, 624 (1953).
А. Ф. Вомпе, Н. Ф. Т у р к ц и н а, ДАН СССР, 64, 341 (1949);
С. А., 43, 4671 (1949).
Е. Koenigs, Н. Greiner, Вег., 64, 1049 (1931); J. Р. Wibaut,
Herzberg, J. Schlatmann, Rec. trav. cnim., 73, 140 (1954).
11049] A. Albert, J. Chern. Soc., 1951, 1376.
[10501 D. Jerchel, H. Fischer, K. Thomas, Chern. Ber., 89, 2921 (1956).
[1051 ] R. Willstatter, W. Heubner, Ber„ 40, ,3871 (1907); L. С. К eag 1 e, , W. H. Hartung, J. Am. Chem. Soc., 68. J608 (1946).
А. С. С о p e, H. L. D г у d e n jr, et al., J. Am. Chem. Soc., 73, 3416 (1951). *
L. B. Clapp, J. Am. Chem. Soc., 70, 184 (1948).
G. H. Coleman, J. H. Callen, J. Am. Chem. Soc., 68, 2006 (1946)..
B. Lachowicz, Mh. Chem., 9, 695 (1888); герм. пат. 449112; Frdl,, 15, 234 (1925-1927).
J. II. McGregor, F. W e г d, J. Soc. Chem. Ind., 66, 344 (1947).
Переамидирование протекает легче при сплавлении амида карбоновой кислоты с гидрохлоридом амина [641, 1057]. Диациламиды, включая циклические имиды дикарбоновых кислот, папример сукцинимид или фталимид [1058], обладают большей реакционной способностью, чем простые амиды.
Интересные реакции переамидирования осуществимы с исключительно реакционноспособными N-ацилимидазолами [560а]. Легко получаемый из фосгена и имидазола карбонилдиимадазол (стр, 435) реагирует с аминами иногда уже при комнатной температуре с образованием соответствующих мочевип [560]. Например, из апилинд в среде тетрагидрофурана при комнатной температуре за 30 мин образуется дифенил-, мочевина с выходом 91% от теоретического [560]. Имидазолиды карбоновых кислот, легко получаемые в среде тетрагидрофурана из карбонилдипмидазола и кярбонопы^ кислот (см. уравнение реакции па стр. 448), легко переходят в другие амиды при взаимодействии с аминами при комнатной температуре, причем реакцию проводят в одну стадию без выделения имидазолидов [650, 650а]. Таким способом, например, был#* получены анилиды н диэтиламиды га-алкилзамещенных бензойных кислот с выходами 90—95% от теоретического [650]. Этот же метод с успехом применялся для синтеза, пептидов [561]. Имидазол- или триазол-Г^-карбалкоксипроизводные, образующиеся' из имидазола пли триазола с эфирами хлоругольной кислоты, легко превращаются в эфиры карбаминовой кислоты (уретаны) под действием аминов [1059]. Имидазолиды, и трпазолиды ароматических кислот обладают меньшой реакционной способностью,': чем соответствующие производные алифатических кислот. Так, для получения диятт- лида достаточно нагревать диимидазолид адипиновой кислоты с анилином в течения 15 мин при 120° С, тогда как аналогичная реакция диимидазолида терефталевой кис-' лоты с анилином [1060] протекает за 3 ч при 150° С.
Реакции переамидирования часто применяются для перевода мочевины в N-' и М,№-замсщонные мочевины и в соответствующие гидразиды. Мочевипу можно сплав-) лять с амином [1061] или некоторое время нагревать компоненты в ледяной уксусной' кислоте [1062]. В зависимости от температуры реакции и молярпого соотношения ре-’ агентов при этом получают моно- и симметрично дизамещенные мочевины, но нередко, реакция протекает с образованием смеси моно- и дизамещенных продуктов. Гидро-: хлориды аминов могут реагировать также с кипящими водными растворами мочевины.". Известным примером является образование метилмочевины из мочевины при нагреб вании ее в течение 3 ч с раствором гидрохлорида метиламина в процессе получения нит* розометилмочевины [1063]. Синтез фенил-и К^'-дифенилмочевины при действии вод* пого раствора гидрохлорида анилина на мочевину см. [1064].■
При использовании в качестве исходного соединения нитромочевицы почт! всегда получаются амиды с очень хорошими выходами [1065—1068]. В этом случа на новый амидный остаток обменивается исключительно нитроамидпая группа, по этому такой метод особенпо пригоден для синтеза монозамещенных мочевин и иногД даег лучшие результаты, чем обычный метод их получения через изоцианаты [1066]
Этилмочевина [1069]. В сосуде емкостью 2 л растворяют 44 а этилами! в смеси 200 мл воды и 100 г льда, прибавляют 104 г интромочевины и нагревая на водяной бане до начала интенсивного выделения азота. Во избежание выброс , массы сосуд охлаждают ледяной водой, а после прекращения выделения азотау
A. G a 1 a t, G. E 1 i s о n, J. Аш. Chem. Soc., 65, lo66 (1943); D. К 1 a1* m a n n, Mh. Chem., 84, 925 (1953).
F. S. Spring, J. C. W о о d s, J. Chem. Soc., 1945, 625.j
H. A. Staab, ' -'
H. A. S t a a b,
T. L. Davis, (1922).
[1062] A. Son n, Вег.,
1063]
1064
1065
1066
1067
1088
10691
Ann., 609, 83 (1957).
Chern. Вег., 90. 1326 (1957).
H. W. Underwood jr.,
Am. Chern. Soc., 44, 25S$
, 47. 2437 (1914).1
F. A г n d t, L. L о e w e, S. A v a n, Ber., 73, 606 (1940).
T. L. Davis, К. C. Blanchard, Org. Synth., 3, 95 (1923).’
T. L. Davis, К. C. Blanchard, J. Am. Chem, Soc., 51, 1790 (1929$ J. S. buck, C. W. Ferry, J. Am. Chem. Soc., 58, 854 (1936).,
R. W. Charlton, A. R. Day, J. Org. Chem., 1, 552 (1936).-
J. K. S h i 1 1 i n,g ton et al., J. Am. Chem. Soc., 80, 6551 (1958).)
E. В i i 1 m a n n, А. К 1 i t, Ber., 63, 2205 (1930).,
для завершения реакции смесь нагревают до кипения. Этилмочевина кристаллизуется при упаривании раствора в вакууме. Затем массу" охлаждают до 0° С, отфильтровывают этилмочевину и промывают ледяной водой; выход 55 г; т. пл. 90—92° С. Из маточного раствора и промывных вод при упаривании выделяют дополнительно 15,7 г этилмочевины; т. пл. 89—92° С. Еще 7—8 г этилмочевины получают из остатка после кристаллизации при растворении его в абсолютном спирте и осаждении эфиром. Общий выход продукта 78 г (90% от теоретического).
Описано также взаимодействие с амидами питрогуапидина [1070].
Гидразиды карбоновых кислот могут быть получены действием гидразингидрата и.т замещенных шдрааинов на соответствующие амиды. В зависимости от условий проведения реакции, молярного соотношения реагентов и уже имеющихся в молекуле гидразина заместителей реакция приводит к образованию моно- или диацилироваппых гидразинов.
Н,Н'-Диформилгидразин [1071]. Раствор 25 .ил (0.5 моль) гидразингидрата в 45 г (1 моль) формамида нагревают 2 ч на паровой бане. Пепрореагиро- вавшие исходные соединения отгоняют в вакууме и добавляют к остатку 100 мл этилового спирта. Получают N,N'-диформнлгидразин; выход 80% от теоретического; т. пл. 160° С
Бензгидразид [1072]. Бензамид нагревают в трехкратном количестве воды с эквивалентным количеством гидразингидрата до прекращения выделения аммиака и охлаждают. Выкристаллизовавшийся бензгидразид перекристаллизовывают из горячей воды. Образование гидразида из амида протекает более гладко и быстро, чем из этилового эфира бензойной кислоты.
Интересной областью применения описанной реакции является взаимодействие пептидов с гидразином (8—10ч при 100° С). При этом все аминокислоты, за исключением С-концевых, превращаются в гидразиды. Так как С-концевые аминокислоты легко отделяются от гидразидов кислот, то при помощи данного метода можно определять последовательность аминокислот в пептиде (см., например, [1073]).
При нагревании в запаянной трубке мочевины с молярным количеством гидр- азинвидрата при 100° С в течение Зч образуется семикарбазид [1074]; т. ил. 96° С. 4-Фенилсемикарбазид [1075] CfiH5NH —СО —NHNII2 был получен нагреванием в течение 12 ч па паровой бапе фенилмочевины (0,5 моль) с 42%-ным гидразингидратом (1 моль).
Синтез 4-замещенных семикарбазидов можно осуществить также из семпкарб- азонов, обменивая при нагревании с высококипящимя аминами свободную аминогруппу на замещенную [1076].
В исключительно мягких условиях протекает синтез гидразидов карбоновых кислот по Штаабу [650а, 1077] через имидазолиды. Для этого соответствующий гидразин прибавляют к эквимолярной смеси карбоновой кислоты и карбонилдиимидазола в сухом тетрагидрофурано (реакцию контролируют по выделению СО2). Для синтеза незамещенных гидразидов можно применять гидразингидрат, так как гидразинолиз имидазолидов протекает быстрее, чем их гидролиз [650а. 1077].
Но для того чтобы перевести гидразид карбоновой кислоты в амид, часто рекомендуется сначала получить азид из гидразида л азотистой кислоты и затем провести реакцию с амином; азидный остаток ооменивается легче, чем гидразидная группа.
] Л. F, М с К а у, Chern. Rev., 51, 301 (1952).
1071 ] С. A i п s w о г t h, R. G. Jones, J. Am. Chern. Soc., 77, 621 (1955).
Th. Curtins, G. Struve, J. prakt. Chem. [2], 50, 296 (1894).
G. В г а и n i t z e r, Chem. Ber., 88, 2025 (1955).
Th. C u rt i u s, K. Heidenreich, Bor., 27, 55 (1894).
A. S. Wheeler, Org. Synth., 6, 74 (1926).
W. Borache, Ber., 38, 831 (1905).
H. Л. Staab, Angew. Chem., 71, 385 (1959).
Обмен азидного азота на а минный имеет особенно важное значение в химии пентилов 1660, 661}.л
Интересный обмен азотных функций происходит в симметричном трназине (полу* чение см. [762, 1078}). При действии первичных аминов каждая метиловая груша триазина конденсируется с двумя молекулами первичного амина с образование ’ М,№-дизамещенного формамидина, в то время как три атома азота гетероциклическ< системы выделяются в виде аммиака. ,
СН
N ^NzNR
II | +6NH2R —> ЗНС^ +3NH3 НСCH\NHR
Реакция протекает с превосходными выходами в среде инертных безводных ра< творителен (бензол, тетрагидрофуран, диоксан) или без растворителей. Низшие а фатические амины реагируют при комнатной температуре, высшие — при умерев нагревании (обзорную статью см. [1079а]).
Применяя в этой реакции диамины, аминофенолы, аминотиофенолы и аналог ные соединения с соответственно расположенными функциональными группами, моя осуществить замыкание кольца в гетероциклическое соединение, при этом обе функ овальные группы амина связываются метановой группой триазина, а в качестве . бочного продукта практически образуется только аммиак [1079]. Симметричн триазнн реагирует с гидразингидратом и дает дигидразон N,N,-дифopмилгидpaзl HaNN = CH—NH—NH—CH^NNH^, при помощи которого можно также проводить тересные синтезы гетероциклических соединений [1080]; замещенные гидразины т фенилгидразина реагируют аналогично первичным аминам с образованием фор аанов [1080].
Обмен азота в солях диазония и диазосоединениях
Ароматические аминогруппы могут обмениваться на другие азотсодержш остатки с промежуточным образованием диазониевых солей.
Основное значение реакции заключается в возможности переводить аш в нитросоединенин. Многие нитросоединения, которые пе могут быть получены пряв нитрованием, легко синтезируются по этому методу с удовлетворительными или щ, отличными выходами из нитритов и нейтральных или слегка щелочных растворов соя диазония. Успех реакции в значительной степени зависит от выбора подходяще переносчика нитрогруппы [1081]. По данным Ходжсона и Марсдена [152], лег всего в нитросоединения переводятся гексаннтритокобальтиаты диазония.
Диазотируют 0,1 моль амина 7 г NaNO2 в возможно меньшем по обьО соляно- или сернокислом растворе. Раствор соли диазония нейтрализуют СаСО фильтруют и прибавляют к фильтрату при перемешивании 45 г тринатрийгек» нитритокобальтиата; при этом большей частью выделяется трис-диааониев! соль в твердом виде. Для перевода в нитросоединенне 10 г тонконзмельчеиН!
соли диазония вносят при комнатной температуре небольшими порциями и| хорошем перемешивании в раствор 10 г NaNOa и 10 в CuSO4 в 60 мл воды, в й тором суспендировано 4 г Си2О. После окончания выделения азота образовав
Ch. Grund mann, A. Kreutzberger, J. Am. Chern. Soc., 76, 564*
(1954)..■
Ch. Grundmann, A. Kreutzberger, J. Am. Chern. Soc., 77, 65& (1 15 5): J. Polymer Sci., 38, 425 (1959).
[1079a] Ch. Grundmann, Angew. Chern., 75, 393 (1963).
Cb. Grundmann, A. Kreutzberger, J. Am. Chern. Soc., 79, 2831 (1957); cp. Ch. G r*u n d m a n n, R. Rat z, J. Org. Chem. 21, 1037 (1956).
A. Hantzsch, J. W. В 1 a g d e n, Ber., 33, 2544 (1900).
шееся нитросоединение экстрагируют подходящим растворителем (например, хлороформом) или отгоняют с паром из щелочного раствора [152].
По этому методу получены [152]: а-нитронафталин (выход 68% от теоретического), Р-нитронафталин (60%), п-нитротолуол (69%), п-нитроаниаол (68%) и о-нитротолуол (61%").
Аналогичным способом, но с худшими выходами получен ряд динитронафталинов [1082].
В качестве исходных соединений могут применяться также твердые сульфаты диазония (получение см. [1083]). Их отмывают от свободной нислоты спиртом или эфиром и вносят в виде водного раствора или в твердом виде в водный раствор NaNOa, в котором суспендирован сульфит меди (1) и (II) [1084].
Для получения сульфитов меди к водному раствору сульфата меди прибавляют равное весовое количество водного раствора Na»S03 н промывают осадок [1084, 1085].
Такой метод особенно пригоден для синтеза динитронафталинов. Подробную пропись получения 1,4-динитронафталнна из 4-нитро-1-нафтиламина, которую можно использовать также и для синтеза аналогичных соединений, см. [1085]. Вместо сульфатов диазония в этой реакции можно применять также гексанитритокобальтиа- ты [1084].
Во всех случаях, когда амин диазотируется в водном растворе н образующаяся соль диазоння устойчива в нейтральном растворе, проведение реакции можно еще более упростить [1086, 1087], как видно из следующего примера.
о-Дииитробензол [1087]. Растворяют 10 г о-нитроанилипа в горячей смеси 12 мл HaSO4 (^ = 1,84) и 30 мл воды н выливают полученной раствор при интенсивном перемешивании в 50 мл ледяной воды. После добавления 20 а раздробленного льда к полученной смеси очень быстро (I) и при хорошем перемешивании прибавляют раствор 8 г NaNOa в 13 мл воды. Перемешивают 5 мин и полученный раствор соли диазония приливают отдельными порциями, но достаточно быстро, через широкую стеклянную трубку к хорошо перемешиваемому раствору 100 г NaNOa и 45 г NaHCO3 в 1 л воды при 60е С, к которому добавлен силиконовый пеногаситель (трубка должна быть опущена в жидкость). Через 5 мин после того, как добавлено все количество смеси, осадок отфильтровывают и промывают 2 н. раствором НС1 и большим количеством воды. Выход практически чистого о-дннитробензола 11,8 г (97% от теоретического); т. пл. 116—118° С. Совершенно чистый о-динитробензол получают пропусканием бензольного раствора неочищенного продукта через колонку с окисью алюминия; выход 90% от теоретического; т. пл. 118° С.
п-Динитробензол [1087]. Его получают таким же способом, но в этом случае достаточно половинного количества НаЗО4 и NaHCO3. -
При взаимодействии других диазониевых солей приходится добавлять катализатор [1086]; достаточно добавить к горячему раствору NaNOa несколько граммов CuSO4 и СпаО.
В принципе диазогруппа может быть замещена не только на нитрогруппу, но и на другие азотсодержащие заместители. Так, например, при взаимодействия
Н.Н.II о d g s о n,Е.R.Ward, J. Chern.Soc., 1947, 127.
11083]II.ILHodgson,A.P.Mahadevan,J. Chern. Soc., 1947, 325.
H.H.Hodgson,A.P.Mahadevan,E. R. Ward, J. Chern. Soc.,
1947, 1392.
H. H. H о d g s о n, A. P. M a h a d e v a n, E. R. Ward, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 341.
H. H. Hodgson, F. Heyworth, E. R. Ward, J. Chern. Soc., 1948, 1512.
E. R. Ward, C. D. Johnson, J. G. Hawkins, J. Chcm. Soc., 1960, 894.
с цианатами щелочных металлов получаются арилизоцианаты [ 1088], а с азидом натрия а или с азотистоводородной кислотой образуются арплазиды [1089, 613]. Другие превра- 3 щенпя см. [291}.I
Кроме того, следует упомянуть, что алифатические и ароматические амины ал- .^
пилируются под действием диазометана [1090] в присутствии BFS пли под действием ^ диазокетонов [1091] л присутствии порошкообразной меди, однако препаративное 3 значение таких реакций невелико.»£
Из ароматических изоцианатов и диазометана можно получат к Р-лактамы [1092]:' ^
C6II6-NCO ^l^^C6II6-NCO ^l^^g6h5-n-cog6h5-n-coН2С—СЦгН2С—СЦг
C6II6-NCO ^l^^
C6II6-NCO ^l^^
g6h5-n-co
g6h5-n-co
Н2С—СЦг
Н2С—СЦг
Обмен углерода на азотi
Образование С—N-связи с разрывом С—С-связи наблюдается в некоторых,1 случаях в качестве нежелательной побочной реакции при нитровании (обзор работ о та- * них аномальных процессах см. [146, 1093}), нитрозировапии и азосочетании. Некоторые примеры подобных реакций рассматривались в соответствующих разделах. Такой обмен представляет препаративный интерес лишь в тех случаях, когда он становится основной реакцией, как, например, в некоторых случаях оксимирования азотистой . кислотой (стр. 394) или в реакции Джэппа — Клищемана (стр. 402).
Нитрование n-цимола дымящей HNO3 приводит к образованию 2,4-дини-,;ч тротолуола [1094]. 3,5-Динитро-1-метилпиридон-2 [1095] образуется с хорошим J выходом при кипячении б-кето-1-метил-1,6-дигидропикотиновой кислоты ч с HNO3 (tZ = 1,52). 4-Окси-3,5-дибромбензойпая кислота в водно-спиртовом^а растворе количественно превращается в 4-иитрозо-2,б-днбромфенол [1093] а под действием NaNO5. Оксимотильныо группы в фенолах обмениваются на нитро- группы под действием азотистой кислоты [1096} и на азогруппу под действием I солей диазония [1097].4
Изящным методом ацилирования достаточно сильнооснокнык аминов является их взаимодействие с ацилцианидами [623];
R-CO—CNH-R'NHsR-CO—CNH-R'NHsR—СО—NHR' + HC.NR—СО—NHR' + HC.N
R-CO—CNH-R'NHs
R-CO—CNH-R'NHs
R—СО—NHR' + HC.N
R—СО—NHR' + HC.N
Преимуществом этого метода [1098, 1099] в сравнении с обычным ацилированием; | поШоттену— Бауманну или по Эйцхорну является возможность ацилировать амины.^Я неустойчивые в водной, кислой иля щелочной среде. Я
[1088 [1089 [1090 [1091 [1092[1088 [1089 [1090 [1091 [1092L. Gattermann, А. C a n t z I e г, Вег., 23, 1225 (1890); 25, 1086 (1892).О. N о e 1 t i n g, .0. Michel, Ber., 26, 86 (1893).E. M u 1 ] e г, II. II и b e r - E m d e n, W. R и я d e 1, Ann., 623, 3-1 (1959).L. Gattermann, А. C a n t z I e г, Вег., 23, 1225 (1890); 25, 1086 (1892).О. N о e 1 t i n g, .0. Michel, Ber., 26, 86 (1893).E. M u 1 ] e г, II. II и b e r - E m d e n, W. R и я d e 1, Ann., 623, 3-1 (1959).Реакция проводится при комнатной температуре в инертных растворителях,4^ причем связывание выделяющейся синильной кислоты не обязательно. В этих уело- ч
[1088 [1089 [1090 [1091 [1092
[1088 [1089 [1090 [1091 [1092
L. Gattermann, А. C a n t z I e г, Вег., 23, 1225 (1890); 25, 1086 (1892).
О. N о e 1 t i n g, .0. Michel, Ber., 26, 86 (1893).
E. M u 1 ] e г, II. II и b e r - E m d e n, W. R и я d e 1, Ann., 623, 3-1 (1959).
L. Gattermann, А. C a n t z I e г, Вег., 23, 1225 (1890); 25, 1086 (1892).
О. N о e 1 t i n g, .0. Michel, Ber., 26, 86 (1893).
E. M u 1 ] e г, II. II и b e r - E m d e n, W. R и я d e 1, Ann., 623, 3-1 (1959).
Р. Yates, J. Аш. Chern. Зое., 74, 5376 (1957).)^
С. 3 h е е h a n, Р. Т. 1 z z о, J. Am. Chern. Зое., 70, 1985 (1948); 71, 405» Я
(1949).Я
R. А. Н е п г у, 3. Org. Chern., 23, 648 (1958).1
J. Alfthan, Вег., 53, 78 (1920).4
A. II. В e г г i e, G. T. Newbold, F. 8. Spring, J. Chem. Soc., J 1951, 2590.4
E. Ziegler, K. G а г t 1 e r, Mh. СЬеш., 80, 634 (1949).4
II[ 1097 }E. Marder, I. W. Rudorman J. Am. Chern. Soc., 73 5475, (1951); 1
I
I
E. Ziegler, G. Z i g e u n e r, Mh. Chern., 79, 42, 89, 358 (1948).^
[1098] A. Dornow, H. Theidol, Angew. Chern., 66, 605 (1954). [1099} A. Dornow H. Theidd, Chern. Ber., 88, 1267 (1955).
J
циях аминосппрты только N-ацилируются даже в присутствии избытка реактива; лишь при температурах выше 100° С, папример в кипящем димстилформамиде, в реакцию вступает и гидроксильная группа.
Ы-Вензоил-^-эфедрин [1099}. К раствору 1 г (6 ммоль) L-эфедрина в приблизительно 100 мл эфира постепенно прибавляют 0,9 г (7 ялеоль) бензоил- цианида в 50 мл эфира. Через несколько часов из умеренно упаренного раствора начинается кристаллизация чистого N-бензоил-Л-эфедрина; выход 1,2 а (71,5% от теоретического); т. пл. 110° С.
Аналогичным способом, исходя из дпхлорацетплцяаяпда, который может быть получен [1100] в реакционной массе из хлораля и NaCN, синтезировали хлорамфеникол (левомицетин) [1099].
Малая прочность С—С-связи в хлорале, легко расщепляемой сильноосновными аминами, с успехом используется для N-формилирования, тем более что реакция протекает обычно в мягких условиях с очень высокими выходами [1101—1103].
Для этого к раствору амина в хлороформе в отсутствие доступа влаги по каплям прибавляют эквимолярное количество хлораля, смесь перемешивают несколько часов при комнатной температуре и затем нагревают 30 мин на паровой бане [1102].
При нагревании днэтиловото эфира ацстондикарбоновой кислоты с трехкратным количеством амина происходит двукратное расщепление С—С-связи. Исходя из замещеппых р-фенилэтиламинов таким способом получали соответствующие мочевины [1104].
Обмен серы на азот
Обмен сульфогруппы на азот.
Ввиду доступности сульфокислот ароматического ряда обмен их сульфогруппы на другие функциональные группы часто является самым простым методом введения заместителей в ароматическое ядро. Этот путь имеет особенно большое значение при по- лучении аминов антрахинонового ряда. Так, 1- и 2-амнноантрахиноны и 1,5-, 1,8- о 2,6-диаминоантрахнноны получают нагреванием соответствующих сульфокислот с аммиаком под давлением; при этом очень важно удалять отщепляющийся сульфит на среды вследствие равновесного характера процесса, что достигается осаждением (на* пример, хлоридом бария) или окислением до сульфата (мышьяковой кислотой или .и-нитробензолсульфонатом натрия).
1-Аминоантрахннон [1105]. Смесь 60 г антрахиноп-1-сульфоната калия, 120 з 24 % -ного раствора аммиака и 21 г .м-нитробензолсульфоната патрия нагревают в течение 4 ч до 170—175° С в автоклаве о мешалкой и поддерживают ату температуру в течение 12 ч (давление около 25 am). После охлаждения реакционную массу тщательно фильтруют через воронку Бюхнера и осадок промывают небольшим количеством горячей воды. Осадок снимают с фильтра и кипятят с 300 мл воды, подкнеленной НС1. Вновь отфильтровывают осадок, промывают горячей водой и сушат при 90° С. Выход технического продукта около 39 г (95% от теоретического); т. пл. 238° С. После перекристаллизации из ксилола получают чистый 1-аминоаптрахннон, выход 75% от теоретического; т. пл. 241е С.
Англ. пат. 712745; С., 1955, 3736.
G. В. L. Smith, М. Silver, Е. S. Becker, J. Аш. СЬеш. Зое., 70, 4254 (1948).
F. F. В И с к о, С h i - J u n g L u, J. Am. Chern. Soc., 74, 3933 (1952).
11103 F. F. Blicke, Chi-Jung Lu J. Am. Chern. Soc., 77, 29 (1955).
M. I. Moyer, W. E. McEwen, J. Am. Chem. Soc., 73, 3075 (1951).
См. ссылку [330].
Точно так же можно синтезировать 2-аминоантрахинон [1105]. В соответ- > ствующей прописи получения 1-метиламивоантрахинона [1106] в качестве ' окислителя используют NaC103. . )
1,3-Диаминонафталин. Нагревают 1-нафтиламин-З-сульфокислоту у с аммиаком или аминами под давлением при 160—180° С (сульфогрунпы, находя-i щиеся в другом кольце, в этих условиях не обмениваются). Одновременный обмеЙ сульфо- и оксигруппы происходит при проведении реакции с 1-нафтол-З-сульфоА; кислотой [1107}.
При сплавлении солей сульфокислот с амидом натрия реакция протекает п] нормальном давлении, но с худшими выходами [357]. В то же время в синтезе N-apa пиперидинов из ароматических сульфокислот проведение реакции в кипящем пипер дине с амидом натрия полностью себя оправдало [1108].
Алкил- и арнлсульфоннльные остатки обмениваются на амины так же, к< сульфогруппы. Подобное расщепление сульфонов протекает прп взаимодействии с вт ричными циклическими аминами в присутствии амида натрия, часто с высокими вых дами третичных аминов [1108—1110].
Известен также обмен сульфогруппы на дназогруппу. Иногда при сочетай о- нли n-амипобензолсульфокислот и о-, м- и n-оксибензолсульфокислот с соля: диазоння такое превращение протекает исключительно легко [342].
Особое значение имеет замена сульфогруппы на нитрен руппу [1111], Пиот удается очень изящно предотвратить окисление фенолов, происходящее при их прям нитровании, для чего сначала фенолы сульфируют, а затем вытесняют сульфогруп остатком азотиой кислоты [1112]. Многие нитропроиэводные, представляющие техн ческий интерес, получают в промышленном масштабе именно таким образом. Извест лабораторный способ синтеза пикриновой кислоты, который можно распространи на получение 2,4-динитро-1-нафтол-7-сульфокислоты (нафтоловый желтый S) и нит{ крезолов [1113,1114]. В некоторых случаях фенол-, крезол- и ксиленолсульфокисло1 с успехом переводились питрозными газами в соответствующие ннтрофенолы [1115
Обмен других серусодержащих функциональных групп на азот
ЛН2~NHR'ЛН2~NHR'Часто используемый метод получения гуанидинов основан на взаимодействЯ S-алкилизотиурониевых солей с аммиаком или аминами [1116—1118]..|
ЛН2
~NHR'
ЛН2
~NHR'
/NHa r'nh< HN=C<
XSR
С. V. Wilson, J. B. Dickey, С. H. F. Allen, Org. Synth* 29, 66 (1949).
Герм. пат. 89061, 90905, 90906, 94075; FrdL, 4, 598—600 (1894—1897).
T. K. Brotherton, J. F. Bunnett, Chern, a. Ind., 1957, 80; J. An Chern. Soc., 78, 155 (1956); J.'F. Bunnett, T. K. Brothertons 3. M. Williamson,' Org. Synth., 40, 74 (1960).
W. Bradley, J. Chern. Soc., 1938, 458.
H.-J. Nitzschke, H. В u d k a, Chern. Ber., 88, 264 (1955).-
Ch. M. S u t e r, The Organic Chemistry of Sulfur, John Wiley a. Sona, Nfl?
York, 1944, p. 406ff.$
R. King, J. Chern. Soc., 119, 2105 (1921).
См. ссылку [330], стр. 144.ft
L. Gattermann, IT. W i e 1 а я d, Die Praxis des organischen СЬенй kers, 35 AufL, Berlin, 1953, S. 172.
L. D a 11 a, P. 3. V a г m a, J. Am. Chem, Soc., 41, 2039 (1919).4Braun, J. Am. Chem. Soc., 55, 1280 (1933).King, S. M. Tonkin, J. Chem. Soc., 1946, 1063..M с К a y, W. G. Ila tton. R. О. В г а п n, J. Am. Chem. Soc* 6144 (1956).L. D a 11 a, P. 3. V a г m a, J. Am. Chem, Soc., 41, 2039 (1919).4Braun, J. Am. Chem. Soc., 55, 1280 (1933).King, S. M. Tonkin, J. Chem. Soc., 1946, 1063..M с К a y, W. G. Ila tton. R. О. В г а п n, J. Am. Chem. Soc* 6144 (1956).R.
L. D a 11 a, P. 3. V a г m a, J. Am. Chem, Soc., 41, 2039 (1919).4
Braun, J. Am. Chem. Soc., 55, 1280 (1933).
King, S. M. Tonkin, J. Chem. Soc., 1946, 1063..
M с К a y, W. G. Ila tton. R. О. В г а п n, J. Am. Chem. Soc* 6144 (1956).
L. D a 11 a, P. 3. V a г m a, J. Am. Chem, Soc., 41, 2039 (1919).4
Braun, J. Am. Chem. Soc., 55, 1280 (1933).
King, S. M. Tonkin, J. Chem. Soc., 1946, 1063..
M с К a y, W. G. Ila tton. R. О. В г а п n, J. Am. Chem. Soc* 6144 (1956).
C.
K.
A.
78,
При использовании тиурониевых солей с незамещенными атомами азота реакция протекает обычно уже на холоду.
Гуанпдоуксусная кислота (гликоциамин) [1119}. При охлаждении льдом к 92,5 г бромида S-этилизотиурония приливают 252 мл 2 н. раствора NaOH и затем быстро добавляют горячий (80° С) раствор 41 г гликоколя в 90 мл воды. Когда температура реакционной массы достигает 25°С, прекращают охлаждение., Кристаллизация продукта начинается примерно через 30 мин, после чего в реакционную массу добавляют 100 мл эфира и оставляют ее на ночь. На следующий1 день смесь охлаждают в течение 2 ч в бане со льдом, сливают эфир и отфильтровывают продукт. После промывки его ледяной водой (2 порции по 20 ял), этило- вымспиртом (2 порции по 150 мл) и эфиром (2 порции по 150 мл) и сушки на воздухе получают 47—53 г (80—90% от теоретического) гуанидоуксусной кислоты; т. лл. 280-284° С.
В случае N-замещенных тиурониевых солей необходимо нагревание. Таким, же образом были получены и нитрогуанидины из N-нитропроизводных тиурони- свых солей [1120]. Особенно гладко протекает взаимодействие тиурониевых солей с гидразингидратом с образованием аминогуапидинов [1121]. Вместо изотиурониевых солей можно применять также тиомочевины, проводя их взаимодействие с аммиаком или аминами в присутствии обессеривающих средств, например окиси свинца (ср. 11122, 1123}).
Расщепление этиленсульфидов аминами можно использовать для получения р-аминоэтантиолов [1123а]. В то время как взаимодействие с алифатическими аминами протекает при кипячепии в бензоле в нолбе с обратным холодильником [1123а], для проведения реакции с ароматическими аминами применяются жесткие условия (нагре- нание под давлением до 100° С и выше) (1124].
Обмен металлов на азот
Из большого числа металлоорганических соединений препаративное зпаченИе- для получения С—N-снязей имеют главным образом реактивы Гриньяра. Алкил- И арилмагнийгалщениды подвергаются многочисленным превращениям под действием азотсодержащих соединений [ 1125}, однако определенный интерес представляют лишь, немногие из них.
Так, например, из магнийорганических соединений и хлорамина можно получать, первичные алифатические и ароматические амины:
2RMgCl I-NH2CI —► RNHMgCl + MgCh+RHjnEo
RNH24-Mg(OH)Cl
E. Brand, F.C. Brand, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 440.
L. Fishbein, J. A. Callaghan, J. Am. Chem. Soc., 76, 1877 (1954). [1121$ G. W. Kirsten, G. B. L. Smith, 3. Am. Chem. Soc., 58, 800 (1936); R. A. Henry, G. B. L. S m i t h, J. Am. Chem. Soc., 73, 1858 (1951); W. G. Finnegan, B. A. Henry, E. Lieber, J. Org. Chem,. 18, 779- (1953); E. S. Scott, L. F. A u d г i e t h, J. Org. Chem., 19, 1231 (1954).
[1122J S. Petersen, в книге II ouben-Wey 1, Methodcn der organischen Chemie, Bd. 8, 4 Aufl., Stuttgart, 1952, S. 183.
J. Macholdt-Erdniss. Chem. Ber., 91, 1992 (1958).
[1123a] Литературный обзор: R. J. Wineman et al., J. Org. Chem., 27, 4222 (1962).
f 1124J П. R. Snyder, J. M. Stewart, I. B. Ziegler, J. Am. Chem. Soc., 69, 2672 (1947); герм. пат. 631016; С., 1936, 11, 1615; англ. пат. 445805; С., 1986, II, 3946.
М. S. К h а г a s с h, О. R е i п m n t h, Grignard Reactions of Nonmetalhc. Substances, Prentice-Hall. Inc., New York, 1954, p. 1199fl. ’
33 Заказ 1835.
Взаимодействие протекает в эфирном растворе, лучшие результаты получаются при использовании алкилмагнийхлоридов; побочным продуктом реакции является соответствующий алкилхлоридУЭтот метод может представлять интерес главным образом при синтезе первичных аминов, аминогруппа которых связана с вторичным нли третичным атомом углерода. Примеры применения этой реакции, а также метод получения хлорамина приведены в обзорной статье [1126].
Вместо неустойчивого хлорамина можно применять более удобный в обращении О-метилгидроксиламин .
Третичный бутиламин [1127]. Раствор 141 г О-метилгидронсиламииа в 300 мл сухого эфира постепенно прибавляют при интенсивном перемешивании и температуре от —10 до —15° С к реактиву Гриньяра, приготовленному из 609 а mpem-бутилхлорида в 3 л эфира. После добавления всего О-метилгидр- оксиламина смесь выдерживают при —10° С еще в течение 30 мин, а затем 2 ч нагревают в колбе с обратным холодильником. Раствор, охлажденный до 0° С, разлагают Зл 5 н. раствора НС1. Водный слой упаривают в вакууме до мипималт— ного объема. Затем его сильно подщелачивают 50%-ным раствором КОН и отгоняют неочищенный амин, собирая фракцию в интервале 35—70° С. Полученный амин сушат над КОН и перегоняют еще раз; выход 153 г (70% от теоретического из расчета на О-метилгидрокспламин); т. кип. 40—45° С. После многократной перегонки получают чистый ямин с т. кип. 44,4° С; п^ 1,3789.
ИЗМЕНЕНИЕ АЗОТНОЙ ФУНКЦИИ В ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ 1
/. Образование N-П-связи2
Образование N—Н-связи может происходить в результате реакции присоеди-' нения или замещения. Все применяемые для этого методы основаны на реакции восстановления.
Образование N—Н-связн в результате реанции..^
присоединения
Получение гидразопроизводных из азосоединений^
(R—N=N—R —> R-NI1-NH-R)'I
Азосоединения легко восстанавливаются до К,№-дизамещенных гидразинов^ называемых также гидразосоединекнями. Простейшим ароматическим представителен.^ этого ряда является гидразобензол, получаемый преимущественно восстановление]» нитробензола цинковой пылью и щелочами [1] или электрохимическим восстановлю^ нием [2] через стадию образования азобензола. Для прямого восстановления азобеЯУЯ зола до гидразобензола могут применяться, в частности, такие восстановители, каЖ$ цинковая пыль и спиртовой раствор КОН, амальгама алюминия [31, взвесь желевЙЭ
в щелочном растворе [4], а также электрохимическое восстановление суспензии азобензола в щелочной среде (5]. Гидразосоединения образуются с хорошими выходами и при разложении водой продуктов присоединения этилмагнийбромида к азосоединениям [С].
При проведении реакции с избытком восстановителя происходит расщепление N — N-связп и образуются две молекулы первичного амина. Такое восстановительное расщепление а.зосоединеннй облегчается наличием в ядре электроноакцепторных заместителей. Азосоедипения удивительно устойчивы к действию алюмогидрида лития и только длительное взаимодействие с этим восстановителем приводит к образованию дшндропроизводных с плохими выходами. Между тем азогруппа, входящая в состав ароматического гетероцикла, легко восстанавливается алюмогидридом лития [7].
Процесс получения гидразобензола и других гидразосоедннений необходимо вести непрерывно и без доступа воздуха, так как эти соединения легко окисляются кислородом воздуха до исходных азопроизводных.
Описано частичное восстановление бис-азосоединений цинковой пылью в пиридине в присутствии небольшого количества ледяной уксусной кислоты. Неустойчивые азосоедипония мягко восстанавливаются цинковой пылью в аммиаке в атмосфере азота [8}. Нитроазосоединопия, суспендированные в растворе аммиака пли щелочи, восстанавливаются сероводородом с сохранением нитрогруппы.
Алифатические азосоединения восстанавливаются в соответствующие N,N'-flnaa- килгидразины с хорошими выходами. Тиле [9} описывает восстановление азомотава, до симметричного димстилгидразина цинковой пылью в 8%-ном растворе NaOH при (J° С. Восстановление можно проводить также амальгамой натрия.
Получение гидразинов из диазониевых солей
(К—N2X —> RNH-NH2)
Арилдиазониевые соли обычно восстанавливают до арилгидразипов сульфитами щелочных металлов по методу Фишера или действием SnCl2 по методу Мейера. При- действии сульфита на арилдиазониевые соли в нейтральной или щелочной среде сначала образуются диазосульфонаты (R—X—N—SO;jNa), которые далее восстанавливаются цинковой пылью и уксусной кислотой или сернистой кислотой. При этом они переходят в соли арилгидрааннсульфокислот, сульфогруппа которых отщепляется при нагревании с разбавленной H2SO4.
Ведение процесса по старым прописям часто приводит к неудачам. В последнее время предложен ряд модификаций этих методов, которые можно использовать при восстановлении аналогичных соединений. Так, рекомендуется после подкисления реакционной массы, обработанной раствором .Na2SO8, нагревать се в течение нескольких часов [9а].
Дли восстаповлопия солей арилдиазония в кислой среде часто применяется SnCl2. В результате реакции, как правило, получаются комплексные соли олова с гидрохлоридами арилгидразипов, которые легко разлагаются щелочами. Этот метод проще сульфитною и особенно пригоден для лабораторных синтезов; восстановление протекает при низкой температуре (около 0°С). Метод оказался непригодным для восстановления диазонпевых солей антрахинонового ряда, хлорида п-нитробензол- диазония и хлорида о-бензолтетразолпя. Пример восстановления хлорида бензолди- азоиия SnCl2 до фенилгидразина приводит В. Мейер [10].
Герм. пат. 138496 (19.1.1903). Chern. Fabr. vorm. Weiler-ter Meer, дополнение к герм. пат. 181116.
Е. Darmstadter, герм. пат. 196979 (С., 1908, I, 1505; 1907, I, 1649).
[6[ И. Franzen, W. D о i b е I, Вег., 38, 2716 (1905).
[7| F. В о li 1 m a n n, Chern. Вег.. 85, 390 (1952).
] Р. R n g g 1 f К. Н б I z 1 о, llolv. chim. acta, 26, 814, 1190 (1943).
J. Thiele, Ber., 42, 2578 (1909).
[9a] Org. Synth., Coll. v. 1, 1941, p. 432.’
V. Meyer, Ber., 16, 2976 (1883).
Гидрохлорид фенилгидразина (получение по методу Бриптцннгера [11 К 9,3 г анилина прибавляют 40 мл НС1, разбавленной в отношении 1 : 1, и азотируют при охлаждении 70 мл 10%-ного раствора NaNO2). ПрозрачЕ раствор соли диазония медленно (в течение 15—20 лик) приливают к 1 л на щенного раствора SO2, охлаждая реакционную массу водой и продолжая п пускать SO2. После непродолжительного ^стояния (5—10 мин) добавля 50 мл концентрированной НС] и упаривают смесь до объема около 250 . При атом начинается выделение почти бесцветного гидрохлорида фенилгж, азнна, который после охлаждения получают с выходом 13,5 а (94% от теб тического).
п-Нитрофенилгидразин. Растворяют 20 а n-ннтроанилина в 42 мл к< центрированной НС] и40 мл воды, выливают в 100 а измельченного льда и п охлаждении и перемешивании диазотируют реакционную массу раствор 12 8 NaNOe в 12 мл воды. Оставленный на 3 ч во льду раствор фильтру* и при интенсивном перемешивании в течение 15 мин приливают к охлажд пому до 0° С раствору 45 8 безводного Na2SO3 и 4 г NaOH в 100 мл воды. Че 5 мин к темно-красному раствору приливают 140 мл концентрированной Т и оставляют на 12 ч. Выделившиеся кристаллы п-нитрофенилгидраяинсул^ дата отсасывают и нагревают на водяной бане в течение 20 мин с 40 мл кош трированной НС]. После охлаждения отфильтровывают смесь NaCl и гидро! рида ге-нитрофенилгидразина, растворяют последний в спирте, фильтр; и упаривают спиртовой раствор; выход продукта 9—12 г.
Для синтеза арилгидразинов из солей арилдиазония рекомендуются и дру методы восстановления.-
В последнее время осуществлено электрохимическое восстановление хлор; фенилдиазония [12}. При этом гидрохлорид фенилгидразина получается с кош ственным выходом.
В качестве общего метода синтеза арилгидразинов рекомендуется восстаио! ние солей арилдиазония трифеннлфосфином [13]. Хорошие выходы получаются та; при использовании SO2 в качестве восстановителя [14].
Фенилгидразин и его гомологи являются сильными ядами крови, кото могут привести к хроническим отравлениям организма. У некоторых щ фенилгидразин вызывает па коже сыпь н сильный зуд.
Получение аминов из нитрилов
(R —C=N-»R — CH2— NH2)
Все большее значение для получения первичных аминов приобретает во( новленяе нитрилов. Несмотря на сильно ненасыщенный характер нитрильной гру восстаповление ее до аминогруппы иногда затруднительно. Подходящими мето; восстановления являются каталитическое гидрирование и восстановление Li) или натрием в каком-либо спирте.',
Каталитическое гидрирование. При каталитическом гидрировании нитрид образуются ие только первичные амины. В иачестве побочных продуктов образую" также вторичные и третичные амины. Ввиду большого значения, которое приоб; промышленный синтез амниов, каталитическое восстановление нитрилов подвертя детальному исследованию. Замечательный обзор применяемых в настоящее вр( методов см. [14а]. Для получения главным образом первичных аминов рекомендую1 следующие методы каталитического гидрирования.
Н. Brintzinger, Die Chemie, 66, 233 (1943).
Р. Ruetschie, G. Т г u m р 1 е г, Helv. chim. acta, 36, 1649 (1953).
L. И о г п е г, Н. Hofmann Angew. Chern., 68, 484 (1956).
К. Р f а п п s t i е 1, J. J a n e c k e, Ber., 75, 1096 (1942).
[14a] II о и b e n - W e yl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 11/1, 4 At 1957, S. 454-571.
Связывание образовавшегося амина в виде соли [15]. Реакцию ведут в спиртовом растворе в присутствии 3 моль кислоты на моль нитрила (HC],H3SO4, НС1О4) в качающемся автоклаве под давлением с применением палладиевого катализатора. Выходы по этому методу достигают 90% от теоретического.
Связывание выделяющегося амина в виде амида [16]: Нитрилы гидрируют в присутствии ангидридов кислот или сложных эфиров. При этом образуются соответствующие амиды с хорошими выходами. В качестве катализаторов применяют контакты на основе благородных металлов или обезвоженные металлы ренея. Гидрирование протекает при избыточном давлении —3 ат и нормальной температуре в присутствии платинового катализатора или при 100 ат и температуре около 100° С в присутствии никеля Ренея.
Гидрирование в присутствии аммиака [17]. Метод нашел широкое применение. Очевидно, в результате проявления закона действия масс в этом случае предотвращается отщепление аммиака. Гидрирование можно вести как прн атмосферном давлении и комнатной температуре, так и при повышенном давлении и комнатной или повышенной температуре. Восстановление при атмосферном давлении ведут всегда в присутствии растворителя и с большим количествам катализатора (кобальтовые катализаторы или катализаторы Ренея). При гидрировании под давлением аммиак может частично или полностью играть роль растворителя. Необходимое количество аммиака колеблется от 1,2 моль (для восстановления ароматических нитриль- ных групп) до 5 моль на 1 моль нитрила (для восстановления низших динитрилов).
Восстановление нитрильной группы в присутствии аммиака при нормальных условиях под действием никеля Ренея на примере получения бензиламин-4-карбоновой кислоты из 4-цианбензойной кислоты описано Альбертом [18]; гидрирование под давлением в присутствии аммиака см. [19].
Фенилэтиламин. В автоклав емкостью 2 л загружают 1 кг перегнанного над никелем Ренея бензилцианида и столовую ложку никеля Ренея и закрывают его. Затем подают 180 мл жидкого аммиака н водород до давления 140 ат и встряхивают около 1 ч при 120—130° С. После охлаждения продукт гидрирования отфильтровывают от катализатора и перегоняют в вакууме. Выход 83—87% от теоретического; т. кип. 90—93° G (15 мм рт. ст.).
Восстановление алюмогидрпдем лития. Под действием LiAlH* нитрилы переходят в первичные амины с выходами от 32 до 98% от теоретического. В отличие от продуктов каталитического гидрирования по этому способу вторичные и третичные амины не образуются, вследствие чего метод особенно пригоден для лабораторного синтеза первичных аминов. Для восстановления 1 моль нитрила достаточно 0,5 моль LiAlH4, одиако введение избытка восстановителя повышает выходы (как правило, работают с молярным отношением компонентов 1 : 1). Амундсен [20] изучал оптимальные условия восстановления нитрилов ЫА1Н4. Общий метод описан им на примере гидрирования нитрнла каприловой кислоты.
Октиламин. К охлаждаемому в бане со льдом раствору 3,8 г (0,12 моль) LjAlHd в 200 мл абсолютного эфира по каплям прибавляют раствор 12,5 8 (0,10 лоль) нитрила каприловой кислоты в 20 mU эфнра. По окончании восстановления при интенсивном перемешивании, продолжая охлаждение реакционной массы, понемногу последовательно прибавляют 4 мл воды, 3 мл 20%-вого раствора NaOH и 14 мл воды. Эфирный раствор сливают с белого осадка неорганических веществ, промывают осадон небольшим количеством эфнра, эфирные растворы объединяют, отгоняют эфир, а затем в вакууме — октиламин. Выход амина 11,5—11,9 г (89—92% от теоретического); т. кип. 53° С (6 лл pm. cm.).
W. Н. Hartung, J. Am. Ghem. Soc., 50, 3370 (1928).
W. H. Carothers et al., J. Am. Ghem. Soc., 49, 2912 (1927).
Англ. пат. 282083 (8.11.1928); герм. пат. 541229 (19.1.1932); G. Hahn, О. S c h a I e s, Ber., 67, 14Й1 (1934).
[18] A. Albert, D. Magrat h, J. Ghem. Soc., 1944, 678.
[191 Org. Synth., Coll. v. 3, p. 720.
l-20j L. H, Amundsen et al., J". Am. Ghem. Soc., 73, 243 (1951).
Восстановление натрием. Нитрильные группы, связанные с первичными алифатическими радикалами, восстанавливаются натрием в спирте. Метод непригоден для восстановления нитрильпых групп, связанных с ароматическим ядром или с вторичным атомом, имеющим в «-положении бензольное ядро, [СвН^—CH(CN) — RJ. В этом случае происходит отщепление нитрильной группы:
RCN + H2 —> RH+HCN
При восстановлении в качестве растворителя применяется обычно н-бутиялпи^ спирт. Натрий вводят в избытке из расчета 7 г-атом натрия на одну нитрильную группу; введение большего количества натрия приводит к дальнейшему повышению выхода.' Для полного растворения 1 г-атом натрия достаточно несколько более 3 моль бутид^ вого спирта. Восстановление рекомендуется проводить прп механическом перемет.: вании. Ниже приведена методика такого восстановления [21], применимая во миогиу случаях.
В двухгорлой колбе емкостью 5 л с широким холодильником (диаме 2,5 см, длина 100 ел) нагревают до кипения раствор 1 моль нитрила или окси) в 2300 мл н-бутилопого спирта. К кипящему раствору прибавляют 161 г натр) (порциями по 10—20 г через каждые 10—20 мину После замедления реакщ продолжают нагревать с обратным холодильником до практически полно растворения всего натрия, К охладившейся реакционной массе прибавляв, 1,5 л воды и отгоняют бутиловый спирт и амии, проверяя дистиллят на содер^ жание амина; при необходимости добавляют еще некоторое количество води и продолжают отгопку до полного удаления амина. Дистиллят подкисляю? до слабокислой реакции и упаривают до объема 300 мл. К концентрату добаЗ вляют еще 500 мл воды и перегоняют до полного удаления бутилового спирта^ Концептрированный раствор гидро хлорида амина, свободный от бутилового спирта, пересыщают щелочью, амии отделяют (при необходимости его извя# кают эфиром) и сушат сначала твердой едкой щелочью, затем натрием. Перегонкой получают амин в чистом виде без предгона и остатка.
При употреблении для восстановления натрия *, содержащего 0,1— 0,01% калия, восстановление яс идет [49].
Получение вторичных аминов из оснований Шиффа
(R—CH=N—RR-CII3-NH-R)^
Гидрирование оснований Шиффа протекает обычно легко и с удовлетворите^* пыми выходами. Восстановлению поддаются основания Шиффа алифатических и ар<^ магических альдегидов с алифатическими и ароматическими первичными аминами. Восстановление проводится как каталитическими методами, (над никелем Ренея, ката^ лизатором Адамса, палладием на угле), так и в присутствии LiAlH4, особенно в лаборад торных условиях. Во многих случаях шиффовы основания не выделяют в чистом ВИДО, а непосредственно гидрируют смесь амина и карбонильного соединения. Если приме* няемые альдегиды неустойчивы или склонны к альдольной конденсации, карбонильное соединение постепенно добавляют к смеси первичного амина, водорода и катализатора гидрирования. В особых случаях в реакционной массе получают и используемые И реакции амины. Вместо аминов иногда берут соединения, легко восстанавливающиеся до периичпых аминов (нитро-и нитрозопроизводные, оксимы, нитрилы), см. такж$ стр. 485, 488.Ч
Методы каталитического восстановления демонстрируются на приведенный ниже примерах.
N-Метилбензиламин (22]. При комнатной температуре под нзбыточя давлением 3 ат встряхивают 83 г перегнанного бензальметиламина и 7 г ник( Ренея в 100 мл абсолютного спирта. Восстановление практически закан*
вается через 2 ч. Продукт реакции выделяют перегонкой с эффективной колонкой; выход 60 г метилбензиламина; т. кип, 184—186’ С (760 мм рт. ст.).
N-Метнланилии [23]. К смеси 640 г 29,8%-ного раствора водного формальдегида и 6 г триэтиламина в течение 15 мин при перемешивании приливают 558 г анилина, поддерживая охлаждением температуру на уровне 20— 25° С. После прибавления всего анилина перемешивание продолжают еще 10 мин, после чего отделяют органический слой и смешивают его с 500 мл метилового спирта и 46 г триэтиламина. Эту смесь гидрируют в присутствии катализатора никель на кизельгуре, при температуре 6б—85° С и избыточном давлении водорода 10 ат. Поглощение водорода закапчивается через 1,5 ч. Катализатор отфильтровывают, к фильтрату добавляют 20 мл 30%-ного раствора NaOH и перегоняют в вакууме (120 мм рт. ст.). Сначала отгоняется 440 мл метилового спирта, содержащего 46 мл триэтиламина. Перед дальнейшей перегонкой остаток переносят в делительную воронку и отделяют 230 мл воды. Получается 575 а продукта, содержащего 90% N-метиланилина, 4,9% анилина и 5,1% N.N-диметиланилина.
Алкилариламипы [24]. В 150 мл спирта растворяют 0,1 моль ароматического нптросоединения, 0,3 моль альдегида и 2,0 а ацетата натрия. После добавления 3 — 6 г никеля Ренея смесь гидрируют при начальном избыточном давлении водорода 3 ат. Через 12—24 ч поглощение водорода заканчивается. Катализатор отфильтровывают, фильтрат подкисляют НС1 и растворитель отгоняют на паровой бале. Остаток подщелачивают раствором NaOH, экстрагируют эфиром амин и выделяют его перегонкой.
По этому методу получены следующие вторичные амины: N-этиланилин (выход 57—63% от теоретического), N-бутиланилин (94—96% от теоретического), N-бутил-и-толуидин [88% от теоретического).
С хорошими выходами получаются вторичные амины при восстановлении азометинов ЫАШ4. Описано восстановление бензальанилина до N-бензиданили- на [25]. Проведение восстановления полностью соответствует описанному выше восстановлению нитрилов до первичных аминов под действием ЫА1Н4.
Получение замещенных гидразинов из гидразонов и азинов
(R-NH-N=CH-R —> R-NII-NH-CH2-R)
(R-CH=N-N=CH-R —> R—СП2—NH—NH—СНа—R)
Восстановление гидразонов и азинов приводит к образованию N,N,-зaмeщeнпыx гидразинов. Для этого применяется каталитическое гидрирование* (палладиевые или платиновые контакты), восстановление натрием и спиртом или восстаповление алюмо- гидридом лития, которому следует отдать предпочтение при проведении реакции в лабораторных условиях (ср. [666], а также стр, 525). При каталитическом гидрировании не рекомендуется применять никелевые контактные катализаторы, таи как в их присутствии возможно расщепление N—N-связи.
Образование N—Н-связя в результате реакции обменаПолучение аминов восстановлением нИтросоединений
(R-NO2 —> R-NH2)
Восстановление нитрогруппы до аминогрушйл — одна из важнейших титла реакций органической химии — происходит по всех нитросоединениях без исключи с хорошими выходами . Химизм реакции в каждом отдельном случае определя. связью нитрогруппы в молекуле соединения, применяемым восстановителем и сред в которой проводится восстановление. На первой стадии восстановления всегда об зуется нитрозогруппа независимо от строения нитросоединения и условий реакц Нитрозогруппа, образующаяся из нитрогруппы, связанной с первичным или йтор ным атомом углерода, реагирует обычно далее в изоформе. Она восстанавливав' подобно оксимной группе через гидроксиламино- или иминогруппу до аминогрут Промежуточно образующаяся нзонитрозогруппа придает известную неустойчиво реакционной массе в кислых гидролитических средах. Поэтому лишь немногие В становители, применяемые для восстановления ароматических нитросоединец; могут быть использованы для получения алифатических аминов из соответствую^ нитросоединений. Если образующаяся нитрозогруппа связала с третичным атом углерода, то она либо переходит в аминогруппу с промежуточным образованием ги, оксиламина, либо амии получается в результате конденсации нитрозогруппы с обра вавшимся гидроксиламином и промежуточным переходом через азокси- и гидра производные:
,О
R-NO + HO-NH-R —*- R-N^N-R —►
—> R-N=N-R —► R-NH-NH-R —> 2RNHa
По первой схеме восстановление протекает преимущественно в кислой ср< тогда как щелочная среда благоприятствует протеканию реакции с промежуточ! образованием азоксипроизводных. Нитрофенолы и нитроапилины непосредстве восстанавливаются даже в щелочной среде. При соответствующем подборе уело все промежуточные продукты обоих направлений реакции могут быть выделены в стом виде. Само собой понятно, что эти промежуточные продукты восстанавливая до аминов, даже если они получены другими способами. Однако препаративное £ ченне имеют только азосоединения, получаемые по реакции азосочетания.
Восстановление нитрогрупп может осуществляться различными способа; Важнейшими из них являются:" каталитическое гидрирование на Pt, Pd, Си, ник Ренея (в промышленности применяются также специальные смесевые катализатор восстановление железом, оловом, SnCla, Na2SaO4, Fe(OH)a, ЫАШ#, H2S и его соля гидразином, сульфитами, цинком, алюминием; электрохимическое восстановлен Если нитрогруппа является единственной функциональной группой в молеку то выбор восстаповитоля определяется лишь способом выделения образующей амина. Реакция почти всегда проводится при температурах не выше 100° С; кои трации реагирующих веществ подбирают с таким расчетом, чтобы сильноэкзотерми^ реакция восстановления не протекала слишком бурно.
При наличии в восстанавливаемом нитросоединении других функциональ групп, с трудом поддающихся гидролизу или восстановлению в обычных уело? (например, алкоксильные, сульфокил’ьные, карбоксильные, сульфоновые, амид н сульфамидные группы), сохраняется достаточно широкий выбор восстановите» Если в молекуле нитросоединения имеются сульфамидная, сульфо- или ашй группы, реакцию ведут в кислой или щелочной среде, что определяется свойств конечных продуктов реакции. Металлическое олово или SnCl2 могут вызывать ра" пление алкоксильных групп и декарбоксилирование, поэтому их следует приме с известной осторожностью. При налички в молекуле реакционноспособных г] следует учитывать следующие факторы: устойчивость заместителя к кислотному щелочному гидролизу, к действию восстановителя, возможность других превращ* под действием восстановителя. Может оказаться необходимым проводить реав в условиях, отличных от общепринятых. В таких случаях рекомендуется обраща к специальной литературе, так как в этой книге приводятся лишь выборочные о( методы восстановления нитросоединений.
Непрерывное каталитическое восстановление нитросоединений в жидкой или газовой фазе применяется главным образом в промышленности. Для препаративных целей используется преимущественно периодический способ гидрирования. Восстановление проводят при нормальном или повышенном давлении; если есть возможность выбора, то предпочитают вести гидрирование при повышенном давлении (до 50 ат).
В промышленности чаще всего используются комбинированные катализаторы; для лабораторных целой применяют Pd, Pt, Ni, Си. Восстановителем служит обычно молекулярный водород, в особых случаях применяется химически связанный водород, например водород из гидразина, муравьиной кислоты или ненасыщенных гидроарома- тических соединений (циклогексен). В качестве растворителя рекомендуется применять соединения, достаточно хорошо растворяющие воду, образующуюся в результате реакции (низшие спирты и моноэфиры гликолей, тетрагидрофурап, диоксан, пиридин, диметилформамид, ледяная уксусная кислота). Для растворимых солей (например, солей нитрокарбоновых кислот) рекомендуется вести процесс в воде.
Реакция каталитического гидрирования протекает с выделением большого количества тепла; при недостаточном отводе тепла реакция может протекать со взрывом |26]. Течение процесса регулируют подбором соответствующих концентраций, парциального давления водорода и количества катализатора. Особое внимание следует уделять отводу тепла — охлаждению. Наиболее гладко протекает гидрирование при нормальном давлении. Чаще всего реакцию проводят при разбавлениях от 1:1 до 1 : 20.
5-Амянохинолин. Суспензию .34,8 г 5-нитрохинолина в 200 лед абсолютного спирта встряхивают в атмосфере водорода в присутствии 0,4 г катализатора Адамса (окись платины.). Реакция, сопровождающаяся заметным повышением температуры, закапчивается приблизительно через 2 ч. Раствор осветляют углом, растворитель удаляют в вакууме и перегоняют остаток (т. кип. 180—181° С при 7 мж рт. ст.); выход технического продукта 27 г ($5% от теоретического); т. пл. 100—107° С. После перекристаллизации из эфира получают 23,5 г 5-аминохинолина (выход 82% от теоретического); т. пл. 108—110° С.
Аналогичным способом можно получать 8-амннохинолин с выходом 96% от* теоретического; т. кип. 140,5—141,5° С (7 мж рт. ст.); т. пл. 64— 65° С.
’ З-Хлораяилин [27]. При комнатной температуре под избыточным давлением водорода 2—3 ат гидрируют 30 г 3-нитрохлорбензола, растворенного в 100 мл абсолютного спирта, в присутствии 2,5 г цикеля Ренея, Из профильтрованной реакционной массы выделяют продукт перегонкой; выход 3-хлор- анилина 24 г (98,5% от теоретического); т. кип. 113° С (18 мм рт. ст.); «-толуолсульфонильное (тозильное) производное после кристаллизации из спирта плавится при 134° С.
4-Хлоранилин [28]. В качающийся автоклав емкостью 900 мл загружают смесь 300 г технического 4-нитрохлорбензола, 400 мл спирта и 15 г нивеля' Ренея, нагнетают водород, доводя давление до 100 am, и включают перемешивание и обогрев. При 50° С достигается достаточно большая скорость поглощения водорода, и нагревание реакционной массы прекращают. Когда давление упадет до 20 am, добавляют водород из баллона. Через 23 мак при температуре но выше 100° С поглощается теоретическое количество водорода. Реакционную массу охлаждают, отфильтровывают катализатор и перегоняют, фильтрат. Получается 236 г (97% от теоретического) 4-хлоранилина; т. пл. 70—71° С. Катализатор можно использовать несколько раз.
Аналогичным образом получают 2-хлоранилин (выход 96,5% от теоретического) и 2,5-дихлоранилин (выход 97% от теоретического).
Метод восстановления ароматических ннтросоединений до аминов при помощи тидразингидрата в присутствии никеля Ренея описал Бэлкомом и Ферстом [29, 49]. При нормальных условиях восстановление ароматических интрогрупп гидразниом протекает очень медленно, а в более жестких условиях восстанавливаются не только
[26] Н. Adkins, Org. Synth., 22, 10 (1942).
|27] ^. Lofgren, Acta Chern. Scand., 9,-1079 (1955).
I^St G. F. Winans. J. Am. Chern. Soc., 61, 3564 (1939).
D. ВаЧсош, A. Furst, J. Аш. Chern. Soc., 75, 4334 (1953).
нитрогруппы, но и другие функциональные группы нитросоединения. В то же время прн | восстановлении нитросоединепий в присутствии небольших количеств никеля Ренея Ч при комнатной температуре получаются амины с выходом 80—99% от теоретического, ‘е причем другие функциональные группы не затрагиваются. Реакцию проводят в спир- J товом растворе с 2—3 моль 100%-ного гидразингидрата,я
Восстановление железом п кислом растворе применяется главным образом в про- мытпленности (расход соляной кислоты очень мал). Образующийся FeCl3 реагирует Я с избытком металла и дает FeCl0, который играет в дальнейшем роль восстановителя. В результате реакции осаждается Fe(OH)a и получается свободное основание в смеси^Я с небольшим количеством гидрохлорида амила. На выделение амина из такой снес® я расходуется незначительное количество щелочи, что сильно удешевляет процесс.-.^ Сильно уменьшается также образование хлорзамещенных продуктов.jJI
Общий метод восстановления нитросоединений [30]. На водяной банв^ кипятят 1 моль нитрососдинепия с 10 мл концентрированной НС1 в 500 Л спирта. К этой смеси в четыре приема примерно через каждые 5 мин прибавляют^ 170 г железных опилок в расчете па каждую нитрогруппу. Для предотвращения'^ спекания железных опилок поддерживают интенсивное кипение массы. Посдб^ добавления всего железа кипятят еще 2 ч. Метод выделения зависит от свойств^ получаемого амина, ’я
Летучие с паром амины перегоняют с водяным паром после добавлений к смеси 10 г Na2CO3, причем перегоняющийся вначале спирт собирают отдельно от мутного дистиллята, содержащего амин. Можно также разложить реакциок^ ную массу рассчитанным количеством щелочи, профильтровать горячий растворяя и промыть железный шлам спиртом. От полученного фильтрата отгоняют основЧЗ ное количество спирта и осаждают из остатка гидрохлорид амила коицентрнроАя ванной НС1. Если образующаяся соль легко растворима, то после отгонкС^ основного количества этиловою спирта остаток пасыщают газообразным НСО и осаждают соль эфиром.
Восстановление оловом, так же как и SnCl2, дающее в некоторых случаях даяд лучшие результаты, нашло широкое применение в препаративных работах, несмотря на некоторые недостатки этого метода. Но в последнее время оба эти восстановителе
все больше вытесняются современными каталитическими методами.у
При проведении реакции с этими восстановителями иногда наблюдаются ней®* лательные превращения, например, отщепление галогенов, сульфо- и карбоксильнЫ), групп, находящихся в орто- или пара-положении к питрогрупне, образование галр*
гензамещенных целевых аминов, гидролитическое превращение аминогруппы в оке® группу, которые отчасти обусловлены необходимостью вести процесс в сильнокисло! среде [31].
При восстановлении оловом или SnCI2, как правило, образуются комплексны! соединения олова и гидрохлорида амина, из которых едкой щелочью или сероводорО дом выделяют свободные амины. ' ■'^
Восстановление .и-питробензальдегида [32]. Растворяют 450 г (2 л<охЛ SnCl2-2H2O в 800 мл концентрированной HCI. К охлажденному до 5° С р6( твору постепенно прибавляют 100 г (0,60 моль) я-нитробензальдегнда, Я® держивая температуру ниже 30е С. лс-Нитробензальдегид растворяется и обр! зуется красный раствор, из которого при охлаждении выделяется пастообразна двойная соль амина и SnCl2, которую отделяют фильтрованием через порист# стеклянный фильтр. . 7-
130]131]130]131][32] Org. Synth., Coll. v. 3, p. 453[32] Org. Synth., Coll. v. 3, p. 453Из способов восстановлепия нитросоединений производными сероводо] в щелочной среде часто используют спиртовые растворы сульфида аммония. При 1
130]
131]
130]
131]
[32] Org. Synth., Coll. v. 3, p. 453
[32] Org. Synth., Coll. v. 3, p. 453
пускании сероводорода в спиртовой раствор аммиака и нитросоединспия питрогруппы восстанавливаются гладко и полностью уже при умеренных температурах (например, восстановление п-нитрофенилуксусний кислоты [36]); все же в некоторых случаях реакцию приходится проводить при иодышенпых давлениях. Вилльштеттер [33] наблюдал, что на холоду восстановление часто останавливается на стадии образования гидроксиламина.
В качестве восстановителей применяются также сульфид и гидросульфид натрия. Если в орто-положспии к нигрогруппе имеется вторая нитрогруппа пли галоген, то реакция может протекать с заменой орто-заместителя и с образованием серусо- держащих продуктов. В особых случаях может применяться дисульфид натрия, Na2St, реагирующий следующим образом:
RNO8 + Na2S2 + H2O —> RNH2-rNa2S3O3
Так как в результате реакции сера не образуется, то тиосульфат легко отделить от амина.
Восстановление производными сероводорода позволяет проводить частичное восстановление полккигросоединений.
В некоторых случаях при использовании смеси NaHCOg с Na3S получаются лучшие выходы аминов, так как образующийся при этом гидросульфид натрия служит также восстановителем. Водный метиловый спирт является лучшим растворителем, чем водный этиловый спирт [34]. Плохо растворяющиеся в спирте нитросоединения можно восстанавливать сероводородом в пиридине [35].
Анилин [37]. В реакционном сосуде с мешалкой и обратным холодильником при кипячении и перемешивании растворяют 32 з серы в растворе 78 з Na2S в 360 мл воды (или 240 a Na2S .9Н3О в 200 мл воды). К раствору приливают 123 г нитробензола. После кипячения при перемешивании в течение около 12 ч реакция заканчивается (водный раствор осветляется). Реакционной массе дают некоторое время отстояться, отделяют анилин от водного слоя, высушивают и очищают перегонкой.
.м-Нитроапнлии [38]. К раствору 10 г 1,3-динитробензола в 74 мл мети- ‘лового спирта прибавляют раствор 5,5 а (по расчету 5,0 г) NallS в 150 мл врдяого метилового спирта и нагревают в колбе с обратным холодильником в течение 25 мин. Затем отгоняют 150 мл метилового спирта и выливают остаток в 500 лм ледяной воды; выход лс-нитроанилина 8,3 а (около 90% от теоретического).
Восстановление дитионитом патрия по схеме:
R.NOs-H^SiOj-HHgO —> RNHg + RNaHSOa
проводят в нейтральной или слабощелочной среде; эта реакция протекает обычно гладко, но возможны и побочные реакции (образование сульфаминовых кислот или аминосульфокислит). Благоприятствующая протеканию реакции слабощелочная среда устанавливается уже с помощью третичных ароматических или гетероциклических оснований. Нитросоедниения с кислотными группами вводят в реакцию в виде солей щелочных металлов. Растворителями могут служить спирт, ацетон, вода или формамид. Восстановитель можнА вводить в избытке (120% от теоретического).
З-Амино-4-окситолуол [39]. Раствор 10 г З-пнтро-4-окситолуола в 200 -ил воды и 50 мл концентрированного раствора аммиака медленно прибавляют
R. w i 1 1 s t a 11 е г, Вег., 41, 19.36 (1908).
Н. II. Hodgson, Е. R. Ward, J. Chern. Soc., 1945, 663, 794.
II. Н. Hodgson, Н. S. Т u г n о г, J. Chern. Soc., 1943, 318.
] Org. Synth., 3, 11 (1923).
] Герм. пат. 144809 (1902); J. Kunz, FrdL, 7, 5?.
] 11. H. Hodgson, E. R. Ward, J. Chern. Soc., 1949. 1316.
] И. M. Woodburn, C. F. Stuntz, J. Am. Chcm. Soc., 72, 1361 (1950).
к раствору 75 г Na2S2O4 в 300 мл воды. Через 5 мин начинается выделен*», белых хлопьевидных кристаллов и красная окраска раствора переходит в светлой желтую. Из реакционной массы, не фильтруя ее, экстрагируют эфиром амщ# эфирные вытяжки сушат, обрабатывают углем и отгоняют эфир. Иолучаетое 8,8 з (81% от теоретического) желто-коричневых кристаллов; т. пл. 134—135е СЗ Попытки получить это соединение с помощью других восстановителей, Цф видимому, не увенчались успехом. При помощи Na2S2O4 можно также частички восстановить 2,4-динитрофенол в 2-амнно-4-нитрофенол; выход хороший [42$
Реже применяется восстановление нитросоединений гидроокисью железа (I хотя в некоторых особых случаях этот метод имеет значительные преимуществ Fe(OH)e используется для восстановления таких нитросоединений, в которых нар< с нитрогруппой содержатся другие легко восстанавливающиеся или гидролизующи1 кислотами группы. Так как реакция протекает в щелочной среде,_ее можно исполь вать для восстановления растворимых в щелочах нитросоедннений.
Гидроокись железа (II) может применяться также для восстановления нит замещенных углеводородов. Аллен [40] получал из нитробензола анилин с количеств ным выходом. Несмотря на щелочную среду реакции бимолекулярные промежуточ! продукты образуются редко. Количественные соотношения реагирующих веще вытекают из уравнения:
RNO2 + 6Fe(OH)2 + 4H2O —RNH2 + 6Fe(OH)9
Общий метод синтеза описан Якобсом н Гейдельбергером [41].
В последнее время возрастает значение восстановления алифатических нт соединений до аминов. Однако ввиду большей реакционной способности алифатичес питрогрупп выбор условий реакции более ограничен, чем при восстановлении аром* ческих иитросоединений. В щелочной среде могут протекать реакции конденса! а в кислой среде возможно гидролитическое отщепление первичных иитрогрупп.
Промежуточными продуктами восстановления являются оксимы [43], из к рых, вероятно, образуются вторичные амины. В иислой среде оксимы могут гидр! зоваться до карбонильных соединений; альдоксимы могут претерпевать перетру: ровку Бекманиа.
Для восстановления алифатических нитросоединений с успехом примени; каталитическое гидрирование над никелем Ренея [44], над окисью платины [ восстановление железом в ледяной уксусной или соляной иислоте [46], алюмогидрс лития [47] и натрийэтоксиалюмогидридом [48|.
Восстановление нитромочевни приводит к образованию семикарбазидов:
,NHR/NHR
ОС<—> ОС<
^NHNOa^NHNH8
В иачестве восстановителя может применяться гидразингидрат [49, 50]. Пр водное нитромочевины приливают по каплям к кипящему раствору гидразингид| в спирте и нагревают еще 1 ч на водяной бане. Получаются семикарбаэиды с вым около 60% от теоретического. Сульфат семикарбазида образуется при электрох! песком восстановлении нитромочевины с-выходом 69% от теоретического [51]. •
[4041[42 4344454647484950 [51[4041[42 4344454647484950 [51Н. С. Allen. J, phys. Chern., 16, 131 (1912).;
[4041
[42 43
44
45
46
47
48
49
50 [51
[4041
[42 43
44
45
46
47
48
49
50 [51
W. A. Jacobs, M. Heidelberger, J. Am. Chem. Soc., 39, 1435(191 Org. Synth., Coll. v. 3, p. 82.
Grundmann, Angew. Chem., 62, 558 (1950)./
К. I. Johnson, E. F. Degering, J. Am. Chem, Soc., 61, 3194 (193
С. I f f 1 a n d, F. A. C a s s i s, J. Am. Chem. Soc., 74, 6284 (1952).
Ср. с ссылкой [44].
Ср. с ссылкой [25]; A. Dornow, F. В о b е г g, Ann., 578, 94 (1952).
G. Hesse, R. S c li г 6 d e 1, Ann., 607, 24 (1957).
T. L. Fletcher, Д. I. N a m k u n g, J. Org. Chem., 23, 680 (1958),
L. С. M с V e i g h, I, D. R о s e, J. Chem. Soc., 1945, 713.
Org. Synth., 5, 93 (1925).
Восстановление нитросоединений, до гидроксиламинов
(RNO2 —>- RNHOH)
В соответствующих условиях восстановление нитросоединений останавливается на стадии образования N-замещениых гидроксиламинов. Обязательной предпосылкой для выделения гидроксиламинов является проведение восстановления в нейтральной или близкой к нейтральной среде. В качестве восстановителей применяют в первую очередь цинковую пыль в растворе хлорида аммония [52], амальгаму алюминия [5^], сульфид аммония [54], а также используют каталитическое гидрирование на катализаторе Адамса в среде этилацетата [55].
Фенилгидроксиламин [58]. В 8 л воды растворяют 250 г NH4CI и Прибавляют 500 г нитробензола. Затем при интенсивном перемешивании в течение 15—20 мин прибавляют 620 г 88%-ной цинковой пыли. Реакция протекает с разогреванием смеси до 60—65° С. После добавления цинковой пыли перемешивают еще 15 мин, до начала понижения температуры. Горячий раствор фильтруют и промывают осадой Zn(OH)2 1 л горячей воды. Фильтрат насыщают 3 кг NaCl и охлаждают до 0° С. Фенилгидроксиламин кристаллизуется в виде длинных светло-желтых нгл. В осадке содержится некоторое количество NaCl. Выход фенилгидроксиламина 275—300 г (62—67% от теоретичесиого). Получение метилгидрокснламина из нитрометана описал Бекман [57].
Получение аминов восстановлением оксимов и гидроксиламинов
(R=NOH —► RNH2 R-NHOH —> RNH2)
Оисиминогруппа =NOH превращается в аминогруппу с промежуточным образованием гидроксиламинов или иминов. Восстановлением оксимов можно:
Получать амины из соответствующих карбонильных соединений.
Вводить аминогруппы в активные метиленовые группы (через получаемые при нитрозировании изонитрозопроизводные).
Получать амины из продуктов присоединения окислов азота (или нитрозил- хлорида) к олефинам.
Для восстановления онснминогруппы можно применять большое число восстано- вителей'[58]: амальгаму натрия в кислом растворе [59], натрий в присутствииспиртов [60, 61J, каталитически возбужденный водород (никелевые или медные катализаторы), цинк в кислом или щелочном растворе [62], олово или 8пС13 в солянокислом растворе [63], дитионит натрия [64], алюмогидрид лития [66а, 66в], амальгаму алюминия [65], а также электрохимическое восстановление [67].
Е. Bamberger, Вег., 27, 1350 (1894).
V. Migridichian, Organic Synthesis, v. 1, New York, 1957, p. 490.
O. Neunhoeffer, H. G. L i e b i c h, Bor., 71, 2248 (1938).
L. F. F i e s e r, E. B. Hershberg, J. Am. Chem. Soc., 62, 1643 (1940).
C. S. M a г v e 1, О. К a m m, J. Am. Chem. Soc., 41, 279 (1919).
Beckmann, Ann., 365, 204 (1909).
Ilouben -Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 11/1, 4 Aufl., 495—502 1957). 4
H, Goldschmidt, Ber., 19, 3232 (1896); 20, 492 (1897).
G. Малл, I. W. G. Porter, J. Chem. Soc., 1944, 456.
Org. Synth., Coll. v. 2, 1950, p. 318.
N. F. A 1 b e г t s о n, J. Am. Chem. Soc., 70, 1150 (1948); L. Claisen, Ann., 274, 90 (1893).
Gio vannini, P. Portman n, Helv. chim. acta, 31, 1381 (1948).
L. J. Smith, M. Schubert, J. Am. Chem. Soc., 70, 2656 (1948).
С e г c h e z, C. Dum i t resco-Colesiu, Bull. Soc. chim. France [5], 1, 852 (1934).
M и н о в н л, M. Михайлович, Алюмогидрид лития н его применение в органической химии, пер. с англ., Издатинлнт, 1957.
Г е й л р о д, Восстановление комплексными гидридами металлов, пер. с англ., Издатиплит, 1959.
Tafel, Е. Pfeffermann, Вег., 85, 1514 (1902); S. Kaplansky, там же, 60, 1842 (1927); 36, 219 (1903).
Метод восстановления амальгамой натрия описан ниже на примере восстановления 5-хлорфурфуральдоксима до 5-хлорфурфуриламина [681.- •
5-Хлорфурфуриламин. Раствор 7,25 г 5-хлорфурфуральдоксима в 100 м» 95%-иого спирта перемешивают 1 ч с 237 а 2,5%-ной амальгамы натрия, одновременно медленно приливая в общей сложности 15,5 а ледяной уксуса ” кислоты для поддержания постоянной слабокислом реакции. Раствор слива, с ртути, разбавляют водой и встряхивают с эфиром для удаления непрореаги] павшего альдоксима. Кислый водный слой додщелачивают и извлекают ам эфиром. Эфирный раствор амина сушат над Na2SO4. отгоняют эфир, а остат перегоняют в вакууме; выход 5-хлорфурфуриламина 5 г (76% от теореир ского); т. кип. 50—55° С (25 мм рт. ст.).■
По этому методу Гольдшмидт [59] восстанавливал оксимы бензальдегид бензофенона, камфоры, бензоина и изомасляного альдегида. Грэнахер рекоменду проводить восстановление оксима фенилпировиноградной кислоты до фенилалани амальгамой натрия в присутствии молочной кислоты (выход 80—90% от теорети ского). Оксимы восстанавливаются амальгамой лития до первичных аминов, нитрш цые группы остаются незатронутыми |70].
Восстановление оксимов натрием в спирте проводится так же, как восстанок ние нитрилов (стр. 516). В качестве стандартной методики может служить прош получения н-гоптиламина [71]. Аналогично синтезируют 2-амипооктан [60]. В отлил от общепринятого метода Прелог [72] очень быстро прибавляет натрий к кипяще спиртовому раствору оксима и получает из оксимов многочленных циклических енст соответствующие амины с выходами до 90% от теоретического.
Каталитическое восстановление оксимов проводят в тех же условиях, что каталитическое восстановление нитрилов (стр. 516). При использовании в качес? катализатора пикеля Репся альдоксимы претерпевают перегруппировку Беки? [73, 74[. Ацетилирующее восстановление оксимов можно^проводить в присутсн пикеля Ренея в уксусном ангидриде *; так, например, из изонитрозомалонового эф< получают ацезиламинималоновый эфир с выходами выше 80% от теоретического [7 Каталитическое восстановление изонитрозоацетоуксусного эфира в уксусном ангидра в присутствии; катализатора палладия на угле приводит к образованию сс-ацетила1. ноацетоуксусного эфира с количественным выходом [62]. С количественным выхода гидрирование протекает и в более сложных случаях в присутствии платинированно никеля Ренея в содовом растворе [77].
При гидрировании оксима пентанона в 95%-пом этиловом спирте на ник Ренея при комнатной температуре при избыточном давлении водорода 3 ат поглощения расчетного количества водорода Иффлэнд [78] получил 2-аминопеН' с выходом 85% от теоретического. Гораздо более жесткие условия требуются, нап мер, для восстановления оксима 2-этилциклогексанона (130° С, 83 ат, насыщена аммиаком спирт, никель Ренея) [79]. На примере получения я-амиламина. н-гепт амила, бензиламина, изопропиламина, циклопентиламина и других соеднищ
Удобным способом проведения такого восстановления является обработка oki mob цинковой пылью в среде муравьиной кислоты или смеси уксуспый ангидрид уксусная кислота [К. Shaw, Ch. N о 1 an, J, Org. Chern., 22, 1668 (1957)]. Прим. ped..
F. A. Hochstein, G. F. W г i g h t, J. Am. Chem. Soc., 71, 2257 (194' C. Granacher, Helv. chim. acta, 5, 610 (1922); 6, 458 (1923).
T. Kametani, J. Nomura, J. Pharm. Soc. Japan, 74, 1037 (1954). • Org. Synth., Coll. v. 2, 1950, p. 318.
V. P г e 1 о g, Helv. chim. acta, 28, 178/576 (1945).-
R. Paul, Bull. Soc. chim. France [5], 4, 1115 (1937)..
A. G. Cald well, E. R. H. Jones, J. Chern. Soc., 1946, 599.,
M. V i g n a u, Bull. Soc. chim. France, 1952, 6.38 (Documentation).
K. Larson, Svensk kem. Tidskr., 61, 242 (1949)..
D e 1 ё p i n e, H о г e u Bull. Soc. chim. France [5], 4, 3 (1937).
D. С. I f f 1 a n d,*T oh'-Fu - Yen, J. Am. Chem. Soc., 76, 4180 (1954). .
F. E. King et al., J. Chem. Soc., 1945, 277.
показано, что восстановление па никелевых контактах во многих случаях протекает с высокими выходами [83].
Восстановление "оксимов оловом идет и спиртовой сильнокислой среде. К раствору прибавляют избыток олова, кипятят до образования прозрачного раствора и осаждают олово сероводородом. Поело упаривания спиртового раствора получают гидрохлориды аминов. По этому методу получено много соединений, в том числе 2-амино- пентапон-З, аминоацетон [80]. диаминоацетон [81].
Для восстановления оксимов применяется также ЫЛ1Н4, правда только в тех случаях, когда в соединении имеются другие лабильные группы, требующие проведения восстановления в мягких условиях или при необходимости одновременного вос- становлснпя карбоксильной группы. При восстановлении кетоксимив наблюдалась перегруппировка Бекмана.
Общая методика [76]. В 400 .мл абсолютного эфира суспендируют 15 г 80%-ного LiAlH4 (0,2.5 .мель) и к полученной смеси при интенсивном перемешивании приливают по каплям раствор 0,2 моль оксима в 100—200 мл абсолютного эфира. После прибавления всего оксима реакционную массу нагревают на водяной бане в течение 3—4 ч при интенсивном перемешивании, затем охлаждают, добавляют к ней воду и разбавленную HsSO4 до явно выраженной кислой реакции в водном слое. Эфир отделяют, водный слой несколько раз встряхивают с эфиром для удаления нейтральных веществ, при охлаждении прибавляют к нему раствор NaOH и в случае выпадения осадка воду. Лмин из мутноватого щелочного раствора экстрагируют эфиром, эфирные вытяжки сушат и выделяют амии перегонкой. Выходы 50—70% от теоретического.
Реже и главным образом лишь в особых случаях применялось восстановление- дптионитом натрия (NaBS2O4), амальгамой алюминия, а также электрохимическое восстановление оксимов; поэтому для более подробного изучения этих методов следует обратиться к оригинальной литературе. Восстановление Na2S5O4 проводится в щелочном или аммиачном растворе [82]. Амальгама алюминия применяется в безводных средах; расчетное количество воды прибавляют по каплям при охлаждении льдом [65].
Для восстановления ненасыщенных оксимов с сохранением двойных связей лучше всего применять амальгаму натрия при умеренно повышенных температурах. Лучшим методом получения соответствующих аминов из диоксимов хинонов является восстановление Na2S в иипящем спирте [83]. При помощи (NH4)2S можно восстанавливать нитрогруппу, сохраняя оксиминогруппы [84]. Аминокарбоновые кислоты получают через оксимы соответствующих кстокарбоновых кислот, при этом в первую очередь применяют каталитическое гидрирование.
Восстановление гидроксиламинном группы проводят в принципе темя же средствами, что и восстановление оксиминогруппы. Ароматические гидроксиламины, которые могут перегруппировываться в кислой среде в аминофенольг, рекомендуется восстанавливать амальгамой алюминия [85].
Восстановление нитрозосоединений до аминов
' (R~N=O > RNHJ
Условия, в которых протекает восстановление питрозогруппы (образующейся на первой стадии восстановления нитросоединений) до аминов, конечно, мало отличаются от условий восстановления нитрогрупп.
Первичные и вторичные питрозосоеднненвя алифатического ряда встречаются обычно в димерной форме и при нагревании или иод действием света могут переходить в изонитроэосоединеиия 186], Поэтому практически восстановление алифатических
S.Gabriel, G. Platos,Вег.,26 , 2197(1893).
К,К. К о е s s 1 е г, М. Т. Нa n kе, J. Am.Chern.Soc.,40,1716(1918).
L.J. Smith, W. M. S c h ub e гt, J. Am.Chern.Soc.,70,2656(1948).
P.D. Bartlett ot al., J,Am.Chern. Soc., 72,1003(1950).
5) W. B. Boon J. Chern. Soc., 1949, 230.
II. W i s 1 i с c nu s, Ber., 29, 495 (1896).
K. MQller, II. Metzger, Ber., 88, 165 (1955); 88, 1891 (1955).
нитрозосоединений проводится в та^их же условиях, как и описанное ранее восста вленио оксимов.
В ароматическом ряду практическое значение имеет лишь восстановление ле: получаемых нитрозопроизводных фенолов [87] и третичных аминов. Они восста вливаются в таких же условиях, как аналогичные нитросоединения. Восстановив! может проводиться как в кислой, так и в щелочной среде. В кислой среде применя обычно каталитическое гидрирование (палладий или никель Ренея); в щелочной q с хорошими выходами протекает восстановление дитионитом натрия [881. В отделы случаях в качестве восстановителей применяются также гидросульфид аммония [ железо, олово [90], фенилгидразин [91] и иодистый водород [92].
Восстановление а-нитрозо-0-нафтола дитионитом ем. [87]. Пропись j становления л-нитрозодиметиланилина до н-аминодиметиланилина ZnCl.B лянокислом растворе приведена в практикуме Гаттермана — Виланда [93* При восстановлении n-нитрозодиметиланилина- LiAlH4 с 80%-] выходом получается 4,4'-бис-(диметиламино)-азобензол [666].
Восстановление нитрозаминов до несимметричныхдизамещенных гидразинов
Восстановлением нитрозаминов можно получать несимметричные дизамещ( гидразины. В принципе гидразины, замещенные простейшими группами, пол; аналогичным способом через производные нитрозоалкилмочевии. Их восстанавл! обычно цинком в уксуснокислом растворе; действуя минеральными кислотами, м -отщепить нитрозогруппу. Впервые этот метод описан Фишером [94].
Несимметричный дифенилгидразин. В 250 мл спирта растворяют дифенилнитрозамина, вводят 75 г цинковой пыли и при хорошем пхлаж, и постоянном встряхивании постепенно прибавляют ледяную уксусную ки до прекращения выделения тепла и до тех пор, пока отфильтрованная 1 реакционной массы не перестанет окрашиваться в сине-зеленый цвет от вления концентрированной НС1. Горячий раствор отфильтровывают от т вой пыли, фильтрат упаривают до Ч4 его объема, разбавляют равным об воды и при охлаждении и перемешивании приливают большой избыток ды НС1. При охлаждении выделяется смесь гидрохлоридов дифснилгид] и дифениламина в виде синих игл. Неочищенный продукт перекриста. вывают из горячей сильно разбавленной НС1, отфильтровывая образую в результате гидролиза маслянистый дифениламин. При добавлении н трату дымящей НС1 снова выделяется гидрохлорид дифепилгидразина необходимости эту операцию повторяют несколько раз. В заключение nj перекристаллизовывают из спирта и получают гидрохлорид дифендлгидр в виде тонких бесцветных игл. Свободное основание выделяют действием точного раствора NaOH и извлекают эфиром в виде слегка желтоватого 1
Аналогичным способом синтезируют несимметричный диметилгидразия и метилфенилгидразин [96]. Этилгидразнн получают по Фишеру через N-яи этилмочевину [97]. Нитрозамины восстанавливаются с хорошим выходом до сф ствутощих гидразинов также под действием LiAlH4.
87]88]89]87]88]89]90]9190]919292[94[97[94[97А. Е. Albert, J. Am. Chem. Soc., 76, 4985 (1954).Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 38.W. A. J a с 0 b s, M. II e i d e 1 b e г g e r, J. Am. Chem, Soc., 39, 2188 (J. Lindner, Mh. Chem., 42, 421 (1921).Ф. Э ф p о с, A. E. Порай-Кошиц, ЖОХ, 17, 1801 (1947).I. H. В о у e г, W. Schoen, J. Am. Chem. Soc., 78, 423 (1956).Ссылка [1], стр. 273.Fischer, Ann., 190, 175 (1878).Org. Synth., Coll. v. 2, p. 211.Org. Synth., Coif. v. 2, 418.E. Fischer, Ann., 199, 287 (1879).А. Е. Albert, J. Am. Chem. Soc., 76, 4985 (1954).Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 38.W. A. J a с 0 b s, M. II e i d e 1 b e г g e r, J. Am. Chem, Soc., 39, 2188 (J. Lindner, Mh. Chem., 42, 421 (1921).Ф. Э ф p о с, A. E. Порай-Кошиц, ЖОХ, 17, 1801 (1947).I. H. В о у e г, W. Schoen, J. Am. Chem. Soc., 78, 423 (1956).Ссылка [1], стр. 273.Fischer, Ann., 190, 175 (1878).Org. Synth., Coll. v. 2, p. 211.Org. Synth., Coif. v. 2, 418.E. Fischer, Ann., 199, 287 (1879).
87]
88]
89]
87]
88]
89]
90]
91
90]
91
92
92
[94
[97
[94
[97
А. Е. Albert, J. Am. Chem. Soc., 76, 4985 (1954).
Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 38.
W. A. J a с 0 b s, M. II e i d e 1 b e г g e r, J. Am. Chem, Soc., 39, 2188 (
J. Lindner, Mh. Chem., 42, 421 (1921).
Ф. Э ф p о с, A. E. Порай-Кошиц, ЖОХ, 17, 1801 (1947).
I. H. В о у e г, W. Schoen, J. Am. Chem. Soc., 78, 423 (1956).
Ссылка [1], стр. 273.
Fischer, Ann., 190, 175 (1878).
Org. Synth., Coll. v. 2, p. 211.
Org. Synth., Coif. v. 2, 418.
E. Fischer, Ann., 199, 287 (1879).
А. Е. Albert, J. Am. Chem. Soc., 76, 4985 (1954).
Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 38.
W. A. J a с 0 b s, M. II e i d e 1 b e г g e r, J. Am. Chem, Soc., 39, 2188 (
J. Lindner, Mh. Chem., 42, 421 (1921).
Ф. Э ф p о с, A. E. Порай-Кошиц, ЖОХ, 17, 1801 (1947).
I. H. В о у e г, W. Schoen, J. Am. Chem. Soc., 78, 423 (1956).
Ссылка [1], стр. 273.
Fischer, Ann., 190, 175 (1878).
Org. Synth., Coll. v. 2, p. 211.
Org. Synth., Coif. v. 2, 418.
E. Fischer, Ann., 199, 287 (1879).
Восстановление азосоединений до аминов
Восстановление азосоединений до аминов с расщеплением связи N—N имеет практическое значение, так как многочисленные аэосоединения легко получают даже в промышленном масштабе сочетанием диазонисвых солей с соответствующими реакционноспособными соединениями. Таким способом можно синтезировать большое число первичных аминов без примеси изомеров, что не всегда достижимо другими методами. В качестве восстановителей в основном применяют такие же вещества, как и при восстановлении нитрогруппы до аминогрупп. Ввиду высокой химической стойкости азогруппы исходные азосоединения можно подвергать многообразным превращениям, которые трудно осуществить с аминосоединениями. Таким образом, с использованием азогруппы в качестве защитной группировки открывается возможность для получения различных замещенных первичных аминов. Кроме того, восстановительное расщепление азогруппы имеет большое значение для установления строения азокрасителей.
Однако при восстановлении азосоединений в кислом растворе при недостаточной скорости дальнейшего восстановления промежуточно образовавшихся гидразопроизводных могут протекать бензидиновые или семидиновые перегруппировки. В таких случаях предпочитают вести восстановление в щелочной среде.
Чаще всего можно непосредственно восстанавливать растворы или пасты, образующиеся при азосочетании; только при каталитическом гидрировании следует выделить и очистить полученное азопроизводное.
Для получения аминов из азосоединений применяются преимущественно следующие восстановители: дитионит натрия [98], цинк [99], хлорид олова (И) [100], иодистоводородная кислота [101] и активированный водород.
Восстановление дитионитом натрия протекает обычно с высокими выходами, я этому методу отдают предпочтение перед всеми остальными вследствие простоты его проведения. В нагретый до 40—60° С нейтральный или щелочной водный или спиртовой раствор 1 моль азосоединения вносят 2 моль Na2S2O4 и кратковременно нагревают до обесцвечивания раствора [98].
2-Амнно-4-метоксифенол [102]. В 1 л воды растворяют 100 г NaOH . и 100 г 2-бензолазо-4-метоксифеиола, раствор нагревают на водяной бане и при перемешивании постепенно прибавляют Na2S»O4 до обесцвечивания раствора. Образующийся анилин извлекают эфиром. Ари нейтрализации оставшегося щелочного водного раствора выпадает аминофенол. Его быстро отфильтровывают, сушат и сразу переводят в гидрохлорид раствором хлористого водорода' в эфире. Выход продукта 57,5 г; т. пл. 205—212° С (разл.). Еще 7,8 г продукта с более низкой температурой плавлении получают экстрагированием эфиром из водного маточного раствора. Общин выход 2-амино-4-мегоксифенола 85% от те оретического.
При каталитическом восстановлении азосоединений до аминов могут применяться любые эффективные катализаторы гидрирования. Применение давления не требуется, так как увеличение скорости гидрирования достигается повышением температуры реакции. Расщепление азобензола с образованием анилина протекает при нормальном давлении и 180—200° С. При использовании катализаторов, в присутствии
которых гидрируются и ароматические системы, можно в одну операцию получать гидроароматические амины. Восстановление азосоедннсний в присутствии никеля Ренея подробно изучил Уайтмор ]103J. Он проводил гидрирование при нормальных условиях и неизменно получал амины с высокими выходами. В качестве растворителей можно применять воду, спирт и диоксан, среда реакции должна быть нейтральной или слабощелочной.
Е. Grandmougin, Вег., 39, 2494, 2561 (1906); J. prakt. Chern. [2], 76, 124 (1907); Н. Fischer, Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chern., 60, 69 (1909).
O. N. Witt, Ber., 19, 1719 (1896); T. Z i n k e, Ann., 278, 173 (1894).
0. N. Witt, Frdl., 4, 67 (1894 — 1897); C. Liebermann, Ann., 211, r 36 (1882).
R. Meyer, Ber., 53, 1265 (1920).
] W. 1. C 1 о s e et al., J. Am. them. Soc., 71, 1265 (1949).
W. F. W h i t m о r e, A. J. R e v u k a s, J. Am. Chem. Soc., 59, 1509 (1937); - 62, 1687 (1940).
34 Заказ 1835.
n-Февилендиамнн [104]. Раствор 9,85 г «-аминоазобензола в 100 *ei 95%-ного спирта встряхивают с 0,1 a РЮ2 в атмосфере водорода при избыточном^ давлении 3 ат. Через 20 мин поглощение водорода заканчивается. Из реакционной массы выделяют 5,12 г «-фенилендиамина и 2,92 г анилина.
Восстановление азинов, гидразонов и гидразинов
(R=N—N=R(R=N—N=R2RNHa)2RNHa)Азины и гидразоны при восстановлении в мягких условиях переходят в соответ^ ствующие дизамещенные гидразины, а в более жестких условиях протекает восстав вительное расщепление N —N-связи и образуются амины. Таким образом, наряд) с восстановлением оксимов появился еще один, правда редко используемый, м перевода карбонильных соединений в амины. В качестве восстановителя Тафель [105 рекомендует применять амальгаму натрия в кислой среде, а с помощью цинка в кс среде можно переводить арилгидразоны а-кетокарбоновых кислот в соответсцдй ющие аминокислоты *. Азины и гидразоны хорошо восстанавливаются и сплавом келя с алюминием. Общую методику такого восстановления см. [106].
(R=N—N=R
(R=N—N=R
2RNHa)
2RNHa)
Восстановление азидовВосстановление азидов(RN3(RN3RNH2)RNH2)При действии восстановителей на азиды происходит отщепление элементарно! азота и образуются амины; механизм этой реакции еще нс совсем выяснен. Такой d сои получения аминов применяется сравнительно редко, например для синтеза первй ных алифатических аминов, так как соответствующие азиды являются легкодост^ ными соединениями. В качестве восстановителей применяются преимущественно:, же реагенты, что и при восстановлении питросоедпнений. Азиды получают из а логенидов и азида натрия (стр. 443 сл.) или из окиси этилена и азотистоводородя кислоты [109].
Восстановление азидов
Восстановление азидов
(RN3
(RN3
RNH2)
RNH2)
Арилазиды тоже можно переводить в амины. Так, при каталитическом ги ровапии [НО] фенилазида образуется анилин с 88%-ным выходом. Во всех применимо каталитическое восстановление азидов на платиновых или палладием катализаторах [НО]. При каталитическом восстановлении тетрааистилглюкозила на никелевом контакте был получен тетраанетплглюкозамин с выходом 95% от т тического [111]. При восстановлении LiAlIT4 выходы аминов преимущественно X шие. Так, из р-фенилотилазида с 89%-пым выходом получается 6-фенплэтиламнн [141 Используя реакцию с трифенилфосфином, Хорнер и Гофман [113] переводили азщ с фосфинимипЫ;
R3P+N3RR3P+N3Rr3P=N-R + N2r3P=N-R + N2которые под действием II Вг в ледяной уксусной кислоте омыляются с образов амина и окиси трифенидфосфина.
R3P+N3R
R3P+N3R
r3P=N-R + N2
r3P=N-R + N2
Метод В. В. Феофилактова. — Прим. ред.L. II. А п d г е w s, A. L о w у, J. Am. Chem. Soc., 56, 1411 (1934).J. Т a f е 1, Вег., 19, 1924 (1886); 20, 398 (1887); 22, 1854 (1889).V. Eudokirooff, Gazz. chim. ital., 81, 725 (1951); ссылка [58], стр.Метод В. В. Феофилактова. — Прим. ред.L. II. А п d г е w s, A. L о w у, J. Am. Chem. Soc., 56, 1411 (1934).J. Т a f е 1, Вег., 19, 1924 (1886); 20, 398 (1887); 22, 1854 (1889).V. Eudokirooff, Gazz. chim. ital., 81, 725 (1951); ссылка [58], стр.Г1041 [105 [106 [107 [108 [109 [110 [111 [112 [ИЗ]Г1041 [105 [106 [107 [108 [109 [110 [111 [112 [ИЗ]Ссылка [66и].
Метод В. В. Феофилактова. — Прим. ред.
L. II. А п d г е w s, A. L о w у, J. Am. Chem. Soc., 56, 1411 (1934).
J. Т a f е 1, Вег., 19, 1924 (1886); 20, 398 (1887); 22, 1854 (1889).
V. Eudokirooff, Gazz. chim. ital., 81, 725 (1951); ссылка [58], стр.
Метод В. В. Феофилактова. — Прим. ред.
L. II. А п d г е w s, A. L о w у, J. Am. Chem. Soc., 56, 1411 (1934).
J. Т a f е 1, Вег., 19, 1924 (1886); 20, 398 (1887); 22, 1854 (1889).
V. Eudokirooff, Gazz. chim. ital., 81, 725 (1951); ссылка [58], стр.
Г1041 [105 [106 [107 [108 [109 [110 [111 [112 [ИЗ]
Г1041 [105 [106 [107 [108 [109 [110 [111 [112 [ИЗ]
Там же.
С. A. van der Werl et al., J. Am. Chern. Soc., 76, 1231 (1954).
А. В e г t h o, J. Maier, Ann., 498, 50 (1932).
B. Helferich, A. M i t г о w s k y, Chem. Ber., 85, 1 (1952).
I. H. Boyer, J*. Am. Chem. Soc., 73, 5865 (1959).
L. Horner, H. Hofmann, Angew. Chem., 68, 485 (1956),
Получение аминов расщеплением N-нитрозаминов
Вторичные амины можно идентифицировать по реакции образования нитроз- амипов. Для обратного выделения аминов из N-нитрозопроизводных применяются различные методы, например восстановительное расщепление нитрозаминов соляной кислотой в присутствии FeCl2:
R2N—NO + HCl + FeCI2 —> R2NH +NO + FeCl3
Утот метод применим также для количественного определения нитрозаминов [114], так как количество образующейся окиси азота легко определить волюметрически. Аналогично протекает восстановительное расщепление при помощи CuCl и соляной кислоты.
К нитрозамипу добавляют избыток охлажденного раствора CuCl в соляной кислоте (d = 1,17); тотчас же с выделением окиси азота начинается реакция, завершающаяся при нагревании. Таким способом из нитрозопроизводных получают вторичные амины с хорошими выходами.
В то время как мягко действующие восстановители (амальгама натрия, цинковая пыль в соляной кислоте) переводят питрозамипы в несимметричные дизамещенпые гидразины, при восстановлении Zn в H2SO4 или Zn в НС1 происходит восстановительное расщепление цитрозамина, которое приводит к образований) исходного вторичного амина [115]. Гладко протекающее расщепление нитрозаминов наблюдается также под действием разбавленной H2SO4 в присутствии мочевины [116].
З-Питро-Х-метиланилин. При добавлении 20 г метил-(З-нитрофенил)- нитрозамипа к нагретому до 50° С раствору 15 а мочовипы в 75 мл воды и 75 мл H2SO4 сразу начинается выделение газов (N2, СО3 и NO). Реакционную массу нагревают при 100° С еще 15 мин. После охлаждения вторичный амин осаждают аммиаком и перекристаллизовывают из лигроина; выход продукта 15,5 г; т. пл. 67,5° С.
Расщепление нитрозаминов при простом кипячении с НС1 протекает с образование^ вторичного амина и азотистой кислоты:
RaN—NO R,NH + HNOa
Восстановление N-окисей
В этом разделс|рассматриваются изменения азотных функций,{не имеющих N—Н- связей, происходящие при их восстановлении, например при восстановлении окисей аминов и аэоксипроизводных.
С тех пор, как стало известно, что электрофильные заместители вводятся в N- окиси азотсодержащих гетероциклов легче, чем в исходные N-гетероциклы, химия N-оксидов приобрела большое значение. Ряд обзорных работ дает примерное представление о том, как много исследований проведено в этой области [117—119]. Присоединение и обратное отщепление кислорода часто используется при изучении азотсодержащих природных веществ.
В то время как для восстановления алифатических и арилалифатических N-оки- сей в соответствующие третичные амипы можно применять и мягкодействующие восстановители, восстановление N-оксидной группировки в ароматических гетероциклах Протекает обычно лишь под действием сильных восстановителей. Хороните результаты получены при восстановлении N-окисей пиридинов водородом в присутствия никелк Ренея в среде уксусного ангидрида и ледяпой уксусной кислоты; реакция при этом протекает быстро и пиридиновое кольцо не гидрируется. Гидрирование в присутствии платиновых или палладиевых катализаторов обычно тоже приходится вести в кислой
Ш4] К. Lehmstedt, Вег., 60, 1910 (1927).
] Е. Fischer, Ann., 190, 152 (1878).
w. G. Macmillan, Th. Reade, J. Chern. Soc., 1929, 585.
E. Ochiai, J. Org. Chem., 18, 534 (1953).
чИЗ] A. R. Katritzky, Quart. Rev., 10, 395 (1956).
.1119] K. Thomas, D. Jerchel, Angew. Chem., 70, 731 (1958).
среде, но, например, N-окиси 3-метилпиридина и 4-метилпиридина легко восстанавл ваются в присутствии РЮг и в среде метилового спирта [119]. N-Оксиды восстанавл ваются до третичных аминов также ири действии железа в уксуснокислом раство [120]. В жидком аммиаке восстановление происходит как под действием натрия, ti и под действием элементарной серы. Возможно также термическое отщеплениеХки порода. N-Окись пиридина расщеплялась при 140—210° С в присутствии цинков< пыли илн медного порошка на пиридин и другое основание не установленно строения [121]. При наличии в молекуле N-окиси других заместителей, поддающих^ восстановлению, например нитрогруппы, удается отщепить кислород при помол РС1з в хлороформе; так, из N-окиси 4-нитропиридина получают 4-нитропиридин с в] ходом 70—80% от теоретического [117].
Окиси аминов реагируют с алкилгалогенидами с образованием О-алкильнь производных, которые расщепляются щелочами на третичный амин и альдегид^
иN Вг~О—СНгСвНбиN Вг~О—СНгСвНб2^05^ J + C6H&CHON2^05^ J + C6H&CHON
и
N Вг~
О—СНгСвНб
и
N Вг~
О—СНгСвНб
2^05^ J + C6H&CHON
2^05^ J + C6H&CHON
Эту реакцию можно использовать для элиминирования N-оксидного кислорода
4-Метилпиридин [119]. В 60 лел ледяной уксусной кислоты и 10 л уксусного ангидрйда растворяют 20 г N-окиси 4-метилпиридина и после доб! вления 1 г никеля Ренея при интенсивном встряхивании гидрируют при ко* натной температуре. После окончания поглощения водорода основное кол* чество катализатора легко отделяют фильтрованием. К фильтрату прибавляю около 20 мл концентрированной НС1 и упаривают его в вакууме, создаваема водоструйным насосом, при температуре 80° С до сиропообразной консистенцш При добавлении разбавленного раствора NaOH выпадает Ni(OH)2. Через неш торое время отгоняют свободное основание с водяным паром, выделяют ег из дистиллята NaOH и в течение нескольких суток сушат над твердым NaOH Последние следы основания извлекают из водной фазы эфиром. Эфирные эк<3 ранты и основание объединяют и перегоняют; получается 39,2 г (84% от теор< тического) чистого 4-метилпирндина; т. кип. 144—145° С (760 мм pm. cm.-,
При восстановлении окисей аминов образуются третичные амины очень в? сокой чистоты. Описано получение чистых метилпиридинов из смесей метилпиридии< восстановлением их N-окисей [142].
С иеменыним успехом применялись для восстановления N-окисей алюмогидр! лития [129], азотистая кислота [122], олово и хлорид олова (II) [123], цинк в кислс среде [124], дитиоиит натрия [125] и сернистый ангидрид [126].J
Азоксисоединения переводятся в азо- или гидрааопроизводные сравннтельЕ мягкими восстановителями. Восстановление азокенбензола цйнком в щелочном ра< творе до гидразобензола описано в практикуме Гаттермана и Виланда [127]. Азоке! соединения переводятся LiAlH4 в азосоединения большей частью с количественны выходом [128].
I. G. Murray, С. В. Hauser, J. Org. Chern., 19, 2008 (1954).
М. Katada,!. Pharm. Soc. Japan, 67 , 53 (1947).
A.P i c t e t, M.M a 11 i s о n, 3er„ 38,2782 (1905).
G.T.N e w b о 1d, F. S. Spring, J. Chern. Soc., 1948,1864.
P. Friedlander, H. О s te г mann, Ber., 14, 1916 (1881).
D.L.Vivian,J. Am. Chem. Soc., 73,457 (1951).
H.Z.L e c h e r,W. D. Hardy, J. Am.Chern. Soc., 70,3789 (1948),
Ссылка [1], citp. 168.
Ссылка [боб].
Там же.
Образование N—О-связи
N—О-Связь образуется как в результате реакции присоединения, тан и в результате реакции замещения. В любом случае это превращение является окислительным процессом.
Образование N—О-связи в результате реакции присоединения
Получение N-окисей
(RSN —> RgN—>0)
Химия N-окисей начала практически разрабатываться лишь в последние двадцать лет. Как уже отмечалось в предыдущем разделе, значение N-окисей, особенно в ряду азотсодержащих гетероциклов, непрерывно возрастает. Важнейшими способами получения таких соединений является окисление третичных амнков перекисью водорода, надкислотами или озоном.
Окисление перенисью водорода. Для получения N-окисей применяются обычно 30%-ные растворы Н202. Количество вводимого окислителя, а также температура реакции зависят от реакционной способности окисляемого амина. Во избежание возможного взрыва избытка перекиси водорода по завершении реакции разложение И202 рекомендуется проводить с помощью обрезка платиновой жести ИЗО].
Гидрат окиси триметиламнна [131]. При комнатной температуре смешивают 100 лл 33%-ного водного раствора триметиламина с 600 мл 3%-ного раствора чистой Н2О3. Если через 24 ч еще ощущается запах триметиламина, добавляют дополнительно 100—200 мл Н2О2. После того как в реакционной массе уже не обнаруживается триметиламнн, раствор упаривают в вакууме и перекристаллизовывают остаток из этилового спирта и эфира. Гидрат окиси , триметиламина выпадает в виде игл; выход до 95% от теоретического; т. пл. 96° С.
Безводную окись триметиламина получают обезвоживанием гидрата при 120— 150° С в вакууме (12 мм рт. ст.). В промышленности гидраты окиси триалкиламинов получают при низкой температуре (—40° С) [132].
Окисление надкислотами. Применяя в качестве окислителя надбензойную кислоту, Мейзенгеймер [133] получил N-окись метилэтиланилина, которую не удается синтезировать окислением амина водной перекисью водорода. Этим методом можно получать и другие N-окиси диалкиланилинов (134]. При синтезе ряда N-окисей в качестве окислителей наряду с надбензойной кислотой применяли также надуксусную^ и мононадфталовую кислоты [135]. Для получения окиси л-бром- дпметиланилина применялась кислота Каро [136].
Окисление триалкиламинов озоном [137] проводят в хлороформе при —80° С. По завершении окисления в реакционную массу пропускают газообразный НС1 и выделяют гидрохлорид N-окиси; выходы до 90% от теоретического.
О получении и свойствах окисей аминов ряда пиридина см. [119]. Окись пиридина получена Мейэенгеймером [138] еще в 1926 г. действием надбензойной кислоты на пиридин. В качестве окислителей пригодны и другие органические надкислоты. Образование окисей аминов из пиридинов удается только в том случае, если в качестве
А. С. С о р е, Р. Н. Т о w 1 е, J. Am. Chern. Soc., 71, 3426 (1949).
J. Meisenheimer, К. В г a d 1 n g, Ann., 397, 286 (1913).
Пат. ФРГ 937058 (1952); BASF, Eri. E. Rotter, E. H a a г e r, C., 1956, 11563.
J. Meisenheimer, Ber., 52, 1667 (1919).
J. Meisenheimer, Ann., 449, 188 (1926).
M. A. S t a h m a n n, M. Bergmann, J. Org. Chern., If, 586 (1946).
L. W. Jones E. B. Hartshorn, J. Am. Chern. Soc., 46, 1840 (1924)»
W. Strecker, M. Baltes, Ber., 56, 2693 (1921).
J. Meisenheimer, Ber., 59, 1848 (1926).
растворителя применяется карбоновая кислота. Так, окислением соответствующих . пиридинкарбоновых кислот 30%-ной Н:02 в ледяной уксусной кислоте получены^ N-окиси изоникотиновой [139] и никотиновой [140] кислот. Установлено [117], что "• < смесь пергидрола с ледяной уксусной кислотой является реагентом, пригодным дли : .получения любых N-окисей пиридинового ряда. .:
N-Окись пиридина- Раствор пирпдпна в ледяной уксусной кислоте нагре- I вают с избытком 30%-ной Н8О2 в течение нескольких часов при 70—80’С,^ упаривают реакционную массу в вакууме, подщелачивают со и извлекают 4 продукт реакции хлороформом. N-Окись пиридина очищают перегонкой; в вакууме. ^
По этому способу аминоокиси гомологов пиридина и многих других! его производных получают обычно с очень высокими выходами [117]. 4
В настоящее время известно большое число N-окисей пиридинового ряда, изЗ 'которых большое препаративное значение имеют в первую очередь окиси самого пири- ■: дина и его простейших гомологов. Семиполярный характер N—0-связи придает этим | -соединениям свойства солей; они хорошо растворимы в воде, плохо растворяются | « бензоле и эфире. Подобно четвертичным солям пиридиния N-окиси пиридина очень 4 гигроскопичны. Температуры кипения и плавления окисей всегда выше, чем у орот-з -вегствующих аминов Аминоокиси имеют также основной характер и образуют соли. ^ .Для их идентификации можно применять пикраты и пикролонаты [141].й
Получение азоксипроизводных из азосоединенийj
(R—N=N—R —* R—N=N-R)1
4j
Лзосоединения гладко и почти количественно окисляются до азоксисоединений пе-^ фекисью водорода в ледяной уксусной кислоте. Реакцию проводят при комнатной темч| пературе, но в некоторых случаях требуется продолжительное нагревание на водяной! бане 1142]. Этим же методом получают л полиазоксисосдинения [143]. Однако, как! правило, для окисления применяют органические надкислоты; в мягких условиях^ реакция протекает почти количественно. Обзор полученных таким путем азоксисоеди-д нений приводит Сверн [144]. Подробно изучено окисление азосоедипений падбензойнойд •кислотой [145]. Фенилгидразон бензальдегида тоже окисляется надфталевой кислотой до бензилазоксибензола [146]:4
04
C6H5-CH=N-NH-C6Il5^ CeH5-CH2-N=N-C6H5—* CeH5-CH2—N=N-CeH ^
Окисление нитрозо-иоксимнойгруппдонитрогруппый
Окисление нитрозопроиаводНых до нитросоедииений имеет особенно большое значение в тех случаях, когда введение нитрозогруппы (окислением аминогруппы) -осуществляется легче, чем прямое нитрование (так, например, аминопиридины и хинолины, а также некоторые о-нитроанилмны являются сравнительно доступными соединениями,• окисление их до питрозосоедилений и последующее дальнейшее окислений три водит к нужным нитропроизводным).(:
Для окисления о-нптрозонитросоединсний рекомендуют применять смесь- пергидрола и азотной кислоты [147].
4,5-Динитро-1,2-диметилбензол. К раствору 10 г 4-нитрозо-5~питро-1,2- диметилбензола в 300 .к.г ледяной уксусной кислоты прибавляют смесь 150 мл ледяной уксусной гсислоты и 150 мл 33% -ной Н2О2, а затем 10 мл HN0$ (^ = — 1,40). При нагревании на паровой бано темно-зеленый раствор в течение нескольких минут становится оранжевым. Встряхиванием пробы реакционной массы. с хлороформом проверяют наличие исходного нитрозосоединения (зеленое- окрашивалие) и после окончания реакции осаждают динитроксилол 600 мл. воды; выход 9 г (83% от теоретического).
Аминопиридипы окисляются через нитрозопиридины до соответствующих нитро— nnpifдииов смесью пергидрола и серной кислоты за одну операцию [148].
Описано [149] окисление нитрозогруппы смесью азотной кислоты с водой при' 40—50° С. На примере 2-нитрозо-5-нитротолуола [150] описано одновременное окисление бихроматом калия в сорнокислом растворе нитрозогруппы до нитрогрутшы- и метильной группы до карбоксильной. При нагревании гептафторнитрозопропана с кислородом при 70° С в запаянной трубке образуется соответствующее нитросоединение [151]. Можно рекомендовать обзорную работу по С-питрозосоединеникм. [152].
Оксимная группа тоже может окисляться до нитрогруппы. Так, при окислении* диэтилового эфира изонитрозомалоновой кислоты МпО2 в ледяной уксусной кислоте- 1153] (24 ч при 30° С) образуется диэтиловый эфир нитромалоновой кислоты с 88%-ныьь- выходом *.
Образование N—0-связи в результате реакции обмена (окисление* аминов, гидроксиламинов и оксимов до нитрозосоединений)
Амины окисляются до нигрозосоединений с промежуточным образованием гидроксил аминов:
RNH2 —> RNHOII —> RNO
В качестве окислителей могут применяться кислота Каро [154], бихромат и сер— пая кислота [155], хлорид железа (III) [156], надбензойпая и надуксусная кислот»- [157]. Окисление арилгидроксиламинов до питрозосоединений достигается обычно- действием бихромата и серной кислоты. Ароматические нитрозосоединения можно получать также через диоксимы n-хинонов, применяя для их окисления феррицианид калия [158]. Бамбергер и Зелигман детально изучили окисление алифатических аминов 1159]; они показали, что строение конечных продуктов окисления зависит от характер» замещения у аминированного атома углерода. Если аминогруппа связана с третичным’ атомом углерода, то при ее окислении образуются нитрозосоединения; при окислении;
аминогрупп, связанных с первичным или с вторичным атомом углерода, образуются^ соответствующие оксимы. Так, например, при окислении кислотой Каро (H2SO5) трет-^ бутиламина образуется третичный нитрозобутан, а при окислении изопропиламина — j оксим ацетона [162]. Оксимы были получены при каталитическом окислении первичных;! аминов. Алифатические, арилалифатические и алициклические моно- и диамины окис-ч ляются до соответствующих оксимов Н2О2 в присутствии катализаторов — раствори-! мых в воде солей вольфрамовой, молибденовой и урановой кислот.А
2-Нитрозо-5-нитротолуол [154]. К 50 г (0,33 лоль) 5-нптро-2-амино-з толуола прибавляют охлажденный льдом раствор 200 мл концентрированной;! H2SO4 в 50 мл воды. Полученную смесь перемешивают при комнатной темпера-1 туре. Одновременно готовят кислоту Каро, для чего к 175 мл охлажденной:! льдом H2SO4 (d = 1,84) при перемешивании добавляют 300 a K2SoOe; затем! к этой смеси прибавляют Й0 г льда и 300 мл воды и хорошо перемешивают.'^ Полученный таким образом раствор кислоты Каро при перемешивании прилив! вают к суспензии нитроаминотолуола. Перемешивание продолжают еще 2 та при 40° С, затем в один прием добавляют еще 100 г порошкообразного K2S2O^e смесь перемешивают снова 2 ч при 40° С и разбавляют водой до объема 4 Осадок отфильтровывают, промывают водой и очищают полученный 2-нитрозоя 5-нитротолуол перегонкой с водяным паром; выход 30—39 г..«
Получение нитрозобензола оввслениом фенилгидроксиламина бихромата! в серной кислоте описано в практикуме Гаттермана и Виланда [155].
Образование N — N-связи в результате реакции обмена
1, Получение нитрозамидов £
N-Нитро^опроизводные вторичных аминов могут применяться для идсатифика дин вторичных аминов; кроме того, они являются исходными соединениями в синте^ несимметричных дизамещенных гидразинов. Их получают действием азотистой кие лоты на алифатические и ароматические вторичные амины. Для этого к раствору ами» в кислой водной среде прибавляют небольшой избыток NaNO3. Часто реакцию пре водят в солянокислом, реже в уксуснокислом растворе. Ароматические питрозамиН обычно синтезируют при нагревании [160]. N-Нитрозоглицины можно получа) в водной суспензии без добавления минеральной кислоты Цб1]. Амины, плохо раст® римые в водных кислотах, интрозируют в ледяной уксусной кислоте [ 163] или в спирт! Ннтрозокапролактам был получен действием интрозных газов на раствор капролактай в ледяной уксусной кислоте [164]. Большинство питрозаминой являются нейтраль ными соединениями, плохо растворимыми в воде. Диметилнитрозамин обладает слаб! основными свойствами и поэтому может быть осажден из эфирного раствора в виД гидрохлорида. Нитрозамины обычно перегоняются с водяным паром или в вакууме правда иногда при этом наблюдалось их разложение со взрывом [165]. у
Описаны синтезы многих, имеющих практический интерес М-нитрозопроизв<м ных, например интрозодиметиламипа [166], N-нитрозометиланилина 1167], нитрозои тилмочевины [168] и' нитрозометилуретана [169]. Два последних соединения являю# промежуточными продуктами при получении диазометана.
160161162163164165166167168169160161162163164165166167168169Org. Synth., Coll. v. 2, 1950, р. 211.
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
W. Baker et al., J. Chern. Soc., 1949, 307.
K. Kaier, С. В e г t h e r, Chern. Ber., 93, 132 (1960).
E. J. Forbes, J. Chern. Soc., 1956, 513.
R. H u i s g e n, R. R e i n e г s h о f.e r, Ann., 575, 174 (1952).
Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 244.
Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 211.
Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 460.
Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 461.
Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 464.
Получение нитраминов
(RR'NH —► RR'N-NOs)
Первичные алифатические нитрамины (RNH—NO,) получают: 1) нитрованием* N-алкиламидов; 2) алкилированием нитрамидов; 3) расщеплением N .N-днхлораминов- азотной кислотой [294]; 4) нитрованием аминов алкил- или ацилнитратами (179].
При получении нитраминов нитрованием амидов переводят сначала амин в соответствующий амид, нитруют амид безводной или дымящей HNO3 или смесью HNO» и II2SO| и гидролизуют полученный нитрамид до нитрамина в щелочной среде.
Метилнитрамин (N-HHTpo-N-метил-п-толуолсульфамид) [170]. К 130 м* 70%-ной HNO3 при 5° С н перемешивании прибавляют в несколько прием»® 23 г N-метил-п-толуолсульфамида. После полного растворения сульфамида температуру понижают до 0° С н, продолжая перемешивание, добавляют ещ» 130 мл 98%-ной HNO8. При той же температуре смесь перемешивают еще в течение 10 мин и выливают ее в воду со льдом. Нитросульфамид отфильтровывают и перекристаллизовывают из спирта; выход продукта 21 а (73% от теоретического); т. пл. 57° С.
Для расщепления N-нитpo-N-aлкил-n-тoлyoлcyльфaмидoв пиперидином [171] прибавляют к раствору 10 г нитрамида в 35 мл ацетонитрила при 5—10е С и перемешивании 10 г пиперидина. Реакция протекает с заметным выделением тепла. Для завершения реакции смесь кипятят 30 мин в колбе с обратным холодильником н выливают ее в 100 мл 10%-ного раствора NaOH. Выпавший N-тозилпипериднн отфильтровывают, фильтрат осторожно подкисляют и экстрагируют продукт реакции эфиром. После сушки эфирный раствор перегоняют в вакууме. Выходы нитраминов 81—96% от теоретического.
Нитрамины часто получают также алкилированием нитрамндов, образующихся при нитровании амидов арилсульфокислот или уретанов [17Щ.
Общая методика [170]. К эквимолярному количеству нитроурегава» ' рястяпрестплму в минимальном объеме эфира, прибавляют 0,1—0,5 М бензольный раствор дназоуглеводорода. Смесь оставляют на ночь, затем нагревают 30 мин до 40° С, охлаждают и пропускают в полученный раствор аммиак^ Аммонийную соль нитрамина отфильтровывают, промывают бензолом, растворяют в воде и осаждают свободный нитрамин осторожным добавлением разбавленной НС1.
При обработке N.N-дихлораминов азотной кислотой образуются N-x.iop-N-цитр- амивы, от которых отщепляется хлор и с удовлетворительными выходами образуются соответствующие нитрамины [172]. Реакция протекает по следующей схеме:
/С1/NO2
R-N<—► R-N<—► R-NH—NO3
Реакцию проводят в среде уксусного ангидрида с 99%-ной HN03, при этой кислоту и дихлорамин одновременно приливают по каплям к растворителю с таким расчетом, чтобы в реакционной массе постоянно имелся 5%-ный избыток HNOg. Реакционную массу упаривают до Vs объема, выливают в холодную воду и добавляют 100 мд. раствора NaOH для перевода нитрамина в раствор в виде натриевой солн; маслянистый побочные продукты навлекают эфиром. После этого водный слой подкисляют уксусной кислотой, экстрагируют свободный нитрамин эфиром и перегоняют в вакууме.
Вторичные алифатические нитрамины можно получать нитрованием пторичтрех: аминов и окислением нитрозаминов.
М. LGillibrand, А. Н. Lambertso п,г J. Chern. Soc., 1949U 1883.■
W. D. Emmons, I. P. Freeman, J. Am. Chem. Soc.. 77, 6061 (1955).•
G. N. R. Smart, G. F. Wright, J. Am. Chem. Soc., 70, 3141. (194fl)<
Лишь слабоосновные вторичные амины переводятся при действии HNOg в нитрамины. Более сильные основания, как, например, диметиламин, нитруются HNOg н уксусном ангидриде только в присутствии хлористого водорода или ацилхлоридов J175L Для нитрования вторичных аминов можно применять также ацилнитраты [173].
Окисление нитрозаминов до нитраминов представляет большой интерес для ' получения этого класса соединений, так как исходные питрозамины являются легко доступными соединениями. Отличным окислителем оказалась трифторнадуксусная кислота [176]. Окисление ведут безводной трифторнадуксусной кислотой в метилея- хлоридеили 90%-ной Н2О2 в трифторуксусной кислоте. Выходы составляют около 70% ■ от теоретического.
Ароматические нитрамины получают нитрованием аминов или окислением диазотатов.
При нитровании ароматических аминов часто получаются не нитрамины, а С-яи- тропроизводиые, образующиеся в результате нитрования в ядро. Нитрамины получаются, как правило, лишь в тех случаях, когда в исходном амипо в орто- или пара-положении имеются электроноакцепторпые заместители. Для нитрования используют дымящую иля 100%-ную азотную кислоту как таковую или в смеси с ангидридом уксусной кислоты [177]. Не применяют для нитрования смеси азотной в серной кислот, так как ■в присутствии серной кислоты образующиеся нитрамины перегруппировываются в ни- троариламины.
Для получения некоторых нитраминов используют также третичные л мины. Так. например, тетрил (2,4,6-тринитрофенилметилнитрамин) получают питропянием димстиланплина, причем одна метильная группа подвергается окислительному отще- улению [178]. Для нитрования с успехом применялись бензоилнитрат [179] и азотный ангидрид [180].
Окисление диазотатов облегчает получение нитраминов из аминов, пс имеющих электроноакцепторных заместителей в ароматическом ядре. Превращение аминов в нитрамины может происходить в процессе одной^операции. Амин диазотируют, раствор соли диазопия приливают к раствору едкой щелочи и добавляют окислитель?. .K$Fe(CN)6, NaClO, СаОС12 [181], Н2О2 [182] или КМпО4 [183].
По этому методу Бухнер [184] получил фенилниграмин.
Вторичные нитрамины являются нейтральными соединениями, первичные образуют с основаниями соли, избыток щелочи вызывает часто разложение нитрамина на карбонильное соединение, азот и воду [185]. Вторичные нитрамины разлагаются водными щелочами па азотистую кислоту, альдегид и первичный амип. До настоящего, времени пе выяснен механизм разложения первичных алифатических нитраминов под действием кислот, которое протекает с выделением закиси азота N3O. Таким образом,: нитрамины не гидролизуются кислотами подобно нитрозаминам с образованием аминов, по гак же, как и нитрозамины, превращаются восстановителями в соответствующие гидразины. Первичные и вторичные арилнитрамипы легко перегруппировываются^ в кислом растворе с образованием нитроариламинов. Большинство нитраминов раз-, латаются со взрывом при нагревании, однако низшие вторичные алифатические нитрамины перегоняются в вакууме.
Нитрамины ароматических гетероциклов до недавнего времени были неизвестны; лишь в последнее время получены некоторые N-нитропиразолы [186].
[17311174]1175][17311174]1175]1176]1176]1177]1178]1177]1178]W. D. Emmons, I. Р. Freeman, J. Am. Chern. Soc., 70, 4387 (1955).W. I. Chute et al., Canad.-L Res., 26 B, 114 (1948).T. Connor, G..N. R. Smart, G. F. Wright, Canad. J. Res., 26 Bi 294 (1948).W. D. Emmons, A. F. Ferris, J. Am. Chern. Soc., 75, 4623 (1953); 76g 3468 (1954).A. E. Bradfield, I. К. P. Orton, J. Chem. Soc., 1929, 915.С. E. С I a r k s о n, I. G. Holden, T. Malkin, J. Chem. Soc., 1950,W. D. Emmons, I. Р. Freeman, J. Am. Chern. Soc., 70, 4387 (1955).W. I. Chute et al., Canad.-L Res., 26 B, 114 (1948).T. Connor, G..N. R. Smart, G. F. Wright, Canad. J. Res., 26 Bi 294 (1948).W. D. Emmons, A. F. Ferris, J. Am. Chern. Soc., 75, 4623 (1953); 76g 3468 (1954).A. E. Bradfield, I. К. P. Orton, J. Chem. Soc., 1929, 915.С. E. С I a r k s о n, I. G. Holden, T. Malkin, J. Chem. Soc., 1950,11791180 <1811182418311791180 <181118241834186]4186]1556.F. E. Francis, J. Chem. Soc., 89, 1 (1906).E. Hof Г, Ann., 311, 91 (1900).T. Z incke, A. Kuchenbccker, Ann., 330, 1 (1904).E. Bamberger, O. Baudisch, Ber., 42, 3568 (1909).E. Bamberger, K. Landsteiner, Ber., 26, 482 (1893).M. В и c h и e r, «Ber., 35 266 (1902).I. В а г г о L et al., J. Chem. Soc., 1951, 1282.R. II iit I cl, F. В u c h e 1 e, Chem. Ber., 88, 1586 (1955).1556.F. E. Francis, J. Chem. Soc., 89, 1 (1906).E. Hof Г, Ann., 311, 91 (1900).T. Z incke, A. Kuchenbccker, Ann., 330, 1 (1904).E. Bamberger, O. Baudisch, Ber., 42, 3568 (1909).E. Bamberger, K. Landsteiner, Ber., 26, 482 (1893).M. В и c h и e r, «Ber., 35 266 (1902).I. В а г г о L et al., J. Chem. Soc., 1951, 1282.R. II iit I cl, F. В u c h e 1 e, Chem. Ber., 88, 1586 (1955).
[1731
1174]
1175]
[1731
1174]
1175]
1176]
1176]
1177]
1178]
1177]
1178]
W. D. Emmons, I. Р. Freeman, J. Am. Chern. Soc., 70, 4387 (1955).
W. I. Chute et al., Canad.-L Res., 26 B, 114 (1948).
T. Connor, G..N. R. Smart, G. F. Wright, Canad. J. Res., 26 Bi 294 (1948).
W. D. Emmons, A. F. Ferris, J. Am. Chern. Soc., 75, 4623 (1953); 76g 3468 (1954).
A. E. Bradfield, I. К. P. Orton, J. Chem. Soc., 1929, 915.
С. E. С I a r k s о n, I. G. Holden, T. Malkin, J. Chem. Soc., 1950,
W. D. Emmons, I. Р. Freeman, J. Am. Chern. Soc., 70, 4387 (1955).
W. I. Chute et al., Canad.-L Res., 26 B, 114 (1948).
T. Connor, G..N. R. Smart, G. F. Wright, Canad. J. Res., 26 Bi 294 (1948).
W. D. Emmons, A. F. Ferris, J. Am. Chern. Soc., 75, 4623 (1953); 76g 3468 (1954).
A. E. Bradfield, I. К. P. Orton, J. Chem. Soc., 1929, 915.
С. E. С I a r k s о n, I. G. Holden, T. Malkin, J. Chem. Soc., 1950,
1179
1180 <181
1182
4183
1179
1180 <181
1182
4183
4186]
4186]
1556.
F. E. Francis, J. Chem. Soc., 89, 1 (1906).
E. Hof Г, Ann., 311, 91 (1900).
T. Z incke, A. Kuchenbccker, Ann., 330, 1 (1904).
E. Bamberger, O. Baudisch, Ber., 42, 3568 (1909).
E. Bamberger, K. Landsteiner, Ber., 26, 482 (1893).
M. В и c h и e r, «Ber., 35 266 (1902).
I. В а г г о L et al., J. Chem. Soc., 1951, 1282.
R. II iit I cl, F. В u c h e 1 e, Chem. Ber., 88, 1586 (1955).
1556.
F. E. Francis, J. Chem. Soc., 89, 1 (1906).
E. Hof Г, Ann., 311, 91 (1900).
T. Z incke, A. Kuchenbccker, Ann., 330, 1 (1904).
E. Bamberger, O. Baudisch, Ber., 42, 3568 (1909).
E. Bamberger, K. Landsteiner, Ber., 26, 482 (1893).
M. В и c h и e r, «Ber., 35 266 (1902).
I. В а г г о L et al., J. Chem. Soc., 1951, 1282.
R. II iit I cl, F. В u c h e 1 e, Chem. Ber., 88, 1586 (1955).
Нитрамины находят применение главным образом в качестве взрывчатых веществ (гексоген, тетрил, нитрогуанидин).
Изящным методом получения диазоалканов является взаимодействие концентрированных водных растворов щелочей с ^алкил-^нитрозо-№-нитрогуаиидинами 1187]. Обзорную работу по нитраминам см. [188], по нитрогуанидинам — см. [189].
Диазотирование ароматических аминов
Соли первичных ароматических аминов реагируют с азотистойТкислотой с образованием солей диазония:
ArNlI2 + HCl + HNO2 —> ArNJCl"-!-2ЩО
Все амины, растворимые л водных кислотах, можно диазотировать по так называемому «прямому методу». К холодному раствору ариламинов в водной минеральной кислоте приливают по каплям холодный раствор NaNO2. Оптимальной температурой диазотирования простых ариламинов является 0—2° С, л-галогепариламинов О— 5е С, бензидинов, пафтиламинов, о- и n-галогенаминов около 10—12° С. В отдельные случаях работа ведется и при более высоких температурах: например, п-нитроанизшв диазотируют при 34° С, а о-анизидин при 40° С. Конец реакции определяют по- присутствию избытка HNO2, что устанавливается при помощи иодкрахмальной бумаги.. От применения амидосульфоновой кислоты для разложения избыточной HN02 в настоящее время отказались, так как это соединение реагирует с некоторыми реакционноспособными диазосоединениями [190].
Во избежание сочетания диазониевой соли с непрореагировавпшм амином с образованием дназоаминопроизводного применяют избыток минеральной кислот» (3 моль*). Плохо растворимые соли аминов диазотируют в мелкокристаллическом состоянии [191] или, лучше, по методу Клауса в безводной кислоте (серпая кислота). При этом считают, что действующим агентом является нитрозилсерная кислота. Метод Клауса применяется главным образом для диазотирования слабоосновных аминов: с электроноакцепторными заместителями, например для диазотирования 4-нитро-1-наф- тиламина [192], пикрамида, 4-интро-2,6-дииоданилина [193]. Амины, не реагирующие- с концентрированной HNO8 (^ = 1,48), рекомендуется диазотировать по методу Вктта 1194]. Для этого амины (например, динитроаинлины) растворяют в концентрированной HNOg, добавляют метабисульфит калия, который восстанавливает часть азотной кио- лоты до азотистой кислоты
K2S2O5 + 2HNO3 —> K2S2O7 + 2HNO2
а азотистая кислота реагирует с амином с образовапием соответствующего диаво*- сосдинения.
Ариламины, содержащие кислотную группировку (сульфокнслотную или карбоксильную), диазотируют по так называемому «косвенному методу». Их растворяют в водном растворе щелочи, добавляют рассчитанное по реакции количество раствора NaNOB и приливают эту смесь по каплям к избытку кислоты. При этом выделяется дназосоедн- непие, обычно в твердом виде. Такой метод с успехом применяется для диазотирования* амицобензойной кислоты, анилин- и нафтилаиннсульфоинслот; так же можно диазотировать и слабоосновпые амины, как, например, нитроанилины, о-нитро-п-фенетидив^. аминоазобепзол н др. (ср. [198]).
Твердые соли диазония * получают по следующему методу [195].
[187[187188189188189190191190191192192193193194195194195Внимание! Твердые соли диазония в сухом виде взрывают! — Прим. реа-.A. F. М с К а у, J. Am. Chern. Soc., 70, 1974 (1948).А. Н. Lambertson. Quart. Rev., 5, 75 (1951).A. F. McKay, Chern. Rev., 51, 301 (1952).H. W. G г i m m e 1, J. F. M о r g a n, J. Am. Chem. Soc., 70, 1750 (1948)1 Org. Synth., Coll. v. 1, 1941, p. 113.A. Claus, С. В e у s e n, Ann., 266, 224 (1891); Org. Synth., 28, 52 (1955KC. Niemann, С. E. Redemann, J. Am. Chem. Soc., 63, 1550 (1941K O. N. Witt, Ber., 42, ^953 (1909).A. Hantzsch, E. Jochem, Ber., 34, 3337 (1901).Внимание! Твердые соли диазония в сухом виде взрывают! — Прим. реа-.A. F. М с К а у, J. Am. Chern. Soc., 70, 1974 (1948).А. Н. Lambertson. Quart. Rev., 5, 75 (1951).A. F. McKay, Chern. Rev., 51, 301 (1952).H. W. G г i m m e 1, J. F. M о r g a n, J. Am. Chem. Soc., 70, 1750 (1948)1 Org. Synth., Coll. v. 1, 1941, p. 113.A. Claus, С. В e у s e n, Ann., 266, 224 (1891); Org. Synth., 28, 52 (1955KC. Niemann, С. E. Redemann, J. Am. Chem. Soc., 63, 1550 (1941K O. N. Witt, Ber., 42, ^953 (1909).A. Hantzsch, E. Jochem, Ber., 34, 3337 (1901).
[187
[187
188
189
188
189
190
191
190
191
192
192
193
193
194
195
194
195
Внимание! Твердые соли диазония в сухом виде взрывают! — Прим. реа-.
A. F. М с К а у, J. Am. Chern. Soc., 70, 1974 (1948).
А. Н. Lambertson. Quart. Rev., 5, 75 (1951).
A. F. McKay, Chern. Rev., 51, 301 (1952).
H. W. G г i m m e 1, J. F. M о r g a n, J. Am. Chem. Soc., 70, 1750 (1948)1 Org. Synth., Coll. v. 1, 1941, p. 113.
A. Claus, С. В e у s e n, Ann., 266, 224 (1891); Org. Synth., 28, 52 (1955K
C. Niemann, С. E. Redemann, J. Am. Chem. Soc., 63, 1550 (1941K O. N. Witt, Ber., 42, ^953 (1909).
A. Hantzsch, E. Jochem, Ber., 34, 3337 (1901).
Внимание! Твердые соли диазония в сухом виде взрывают! — Прим. реа-.
A. F. М с К а у, J. Am. Chern. Soc., 70, 1974 (1948).
А. Н. Lambertson. Quart. Rev., 5, 75 (1951).
A. F. McKay, Chern. Rev., 51, 301 (1952).
H. W. G г i m m e 1, J. F. M о r g a n, J. Am. Chem. Soc., 70, 1750 (1948)1 Org. Synth., Coll. v. 1, 1941, p. 113.
A. Claus, С. В e у s e n, Ann., 266, 224 (1891); Org. Synth., 28, 52 (1955K
C. Niemann, С. E. Redemann, J. Am. Chem. Soc., 63, 1550 (1941K O. N. Witt, Ber., 42, ^953 (1909).
A. Hantzsch, E. Jochem, Ber., 34, 3337 (1901).
Солянокислую соль амина растворяют или суспендируют в трехкратном количестве ледяной уксусной кислоты и при ю° С и интенсивном перемешивании добавляют рассчитанное количество амилинтрита; к полученному раствору осторожно добавляют эфир, осаждая соль диазопия. Этот метод был впоследствии значительно улучшен [196].
Твердый хлорид феттилдиазония [196]. Суспендируют 5 г гидрохлорида анилина в смеси 30 лл ледяной уксусной кислоты и 30 мл сухого очищенного от перекисей диоксана. Полученную суспензию охлаждают в смеси льда с поваренной солью и пропускают в нее этилнитрит до полного растворения соли амина (избыток этилнитрита определяют по иодкрахмальной бумаге). По достижении комнатной температуры к смеси сразу добавляют 150 мл сухого диоксана, после чего выпадает соль феннлдиазоиия в виде тонких* белых кристаллов. Продукт реакции отфильтровывают и дважды промывают 25 мл диоксана.
Хлорид р-нафтилдназония (получение раствора прямым методом) [197]. В смесь 450 мл концентрированной I1C1 и 500 мл воды вносят 143 г (1 моль) Р-нафтиламина. Взвесь гидрохлорида охлаждают до 5° С добавленном 500 а льда; затем при интенсивном перемешивании добавляют около 69 г твердого, NaNOt до обнаружения незначительного избытка азотистой кислоты (по иод-! крахмальной бумаге). Во времи реакции постепенно добавляют около 600 з льда, поддерживая температуру не выше 5° С. По завершении реакции раствор, фильтруют.
Сульфат сульфапплдпязония (косвенный метод диазотирования) [198]. Растворяют 33 г (0,1 жаль) сульфанилата натрия и 7 г NaNO2 в 120 мл воды и охлаждают раствор льдом. Затем этот раствор медленно приливают-по каплям' при перемешивании к охлаждаемому льдом раствору 17 мл концентрированной' Н2ЗО4 в '100 мл воды. Сразу выпадает твердая соль диазония. ’
Ниже приведен способ диазотирования слабоосновных аминов в концен-; трировапной H2SO4 (метод Клауса).
Общая методика [199]. Раствор основания в горячей ледяной уксусной кислоте (кислоту добавляют из расчета 12 мл кислоты па 1 г амина) быстро! охлаждают до комнатной температуры и постепенно добавляют при переметив вании к раствору NaNO8 в концентрированной Н38О4 [17 мл H2SO4 (3 — 1,84);! на 1 г NaNOg]. Этот раствор готовят следующим образом: мелко размолотый’ NaNO2 добавляют при интенсивном перемешивании к кислоте, смесь нагревают^ до 70° С и после полного растворения охлаждают до комнатной температуры, ; (Применяют 10%-ный избыток NaNO2 в расчете па амин.) !
Непрерывный метод получения диазосоединений описан Хупфером [203].$ Кинетика и механизм реакции диазотирования тщательно исследованы [20014 Дназониевые соли неустойчивы как в твердом состоянии, так и в растворах. С твердыми^ солями диазония следует обращаться крайне осторожно, используя их лишь в не-< больших количествах, так как при нагревании или толчке, а иногда и без всякого! заметного повода, эти соединения разлагаются с очень сильным взрывом [201]. Анюч ониая компонента влияет на устойчивость соли. Хлориды и сульфаты, как правило^ более безопасны, чем нитраты и перхлораты. Менее опасны растворы диазониевый солей, но и они постепенно разлагаются (часто уже при температурах выто 5° С)у поэтому нх следует всегда готовить непосредственно перед употреблением. Па свету! разложение солей значительно ускоряется. В последнее время усовершенствованы» методы стабилизации диазониевых солей. Так, например, стабилизация достигается® получением соответствующих солей с 1,5-иафталиндисульфокислотой или 2-нафтол-1-^ сульфокислотой [202], двойных солей с хлоридом ртути (Л) [197] или взаимодействием
] W. Smith, С. Е. Waring, J. Am. Ghem. Soc., 64, 469 (1942).1
] Org. Synth., Goll. v. 2, 1943, p. 432.I
] К. H. Saunders, The Aromatic Diazo-Compounds and Their Technip cal Applications, 2 ed., E. Arnold a. Co., London, 1949, p. 10.-й
Там же, стр. 13.я
Н. Schmidt, Ghem. Ztg., 78, 565 (1954).9
E. Bamberger, Ber., 28, 538 (1895).
Organic Reactions, v. II, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1944, p. 285»;
H. H u p f e r, Angew. Ghem., 70, 244 (1958).
2 -моль соли диазония с 1 моль пиперазина [204]. Часто применяются также фторбо- раты диазония [205].
Возможно также тетразотирование диаминосоединений [206]. Некоторые заместители, находящиеся в орто-положении к новообразующейся диазогруппе, могут реагировать с ней, образуя циклическую систему, иногда с выделением азота; так, например, при диазотировании о-фенилевдиамина получается 1,2,3-бензтриазол с выходом 51% от теоретического [207]. Если орто-заместителем является активированная цетильная группа, то образуется индазол [208]. Получение, свойства, реакции и строение ароматических диазосоединений подробно описаны в монографии Саундерса [198]. Д«азотирование протеинов описано Рорлихом [209].
Получение азидов
Азиды можно получать следующими методами:
В действием пербромидов дпазония па аммиак [210] ArN2Br3 + NII3 —► ArN3 + 3HBr
(выходы около 55% от теоретического);
взаимодействием гидразинов с азотистой кислотой [211]: ArNH-NH2 + IIONO —> ArN3+2H2O
(выходы 65 — 68% от теоретического);
из дпазосоединепий и гидразингидрата [212]:
ArN2X + NH2-NH2 —> HX + ArN2-NII-NII2 —> ArN3 + NH3
(выходы около 70% от теоретического);
из арплдиазониевых солей и О-алкилгидроксиламипов [213]: ArN2Cl+RONH2 —> АгХз+ROH + HCI
.(выходы хорошие);
из диазониевых солей и сульфамидов [214]:
АгРТ^ + Аг'ЗОйКНг —► ArN3+ Ar'SO2H т НС1
(выходы 60—80% от теоретического);
из диазониевых солеи и азотистоводородной кислоты [215]: ArN2X + HN3 —► ArN3-rN2^-HX
(выходы очень хорошие);
окислением фенилсемикарбазида [216]:
CcH5NlI-NH-GONH8 —► CeH8N=N-CO-NH2 —► CeH5N=N—NH3 —* CeH6N3 (выход 53% от теоретического);
из арилдиазовиевых солей и галогенаминов [217] (выходы 50 — 80% от тооре тического).
Феинлазид (из пербромида диазония и аммиака) [210]. К 15 мл 21%-ног< раствора аммиака приливают 10 мл эфира и при охлаждении льдом и хороше» перемешивании небольшими порциями добавляют 4,05 г пербромида диазония Аммиак и пербромид моментально реагируют на границе раздела водного и эфир него слоев, и образующийся азид растворяется в эфире. Эфир отгоняют в вакуу не. а реакционную массу, состоящую из двух фаз, перегоняют с водяным паром Дистиллят, содержащий аммиак, подкисляют разбавленной H2SO4, экстраги руют азид эфиром и перегоняют в высоком вакууме, собирая азид в приемнике охлаждаемом сухим льдом. Выход 0,775 г (55% от теоретического).
Пербромид фенилдиазония готовят по способу, приведенному в практикуме Гаттермана и Виланда [218].
Фенилазид (из февилгндразина и азотистой кислоты) [211]. К смес® 300 мл воды и 58,5 мл концентрированной НС1 прн охлаждении смесью льда и соли и перемешивании в течение 10 мин приливают по каплям 33,5 г чистейшего фенилгидразина. Продолжая перемешивание, добавляют при 0° С 100 лм эфира и медленно приливают по каплям свежеприготовленный раствор 25 а NaNO2 в 30 мл воды с такой скоростью, чтобы температура не поднималась выше 5° С (20—30 мин). С водяным паром отгоняют 400 мл жидкости, отделяют эфирный слой, а водный слой встряхивают с 25 мл эфшра. Объединенные эфирные вытяжки сушат над 10 г СаС1а и при пониженном давлении отгоняют эфир на водяной бане (26—30° С). Затем понижают давление до 5 мм рт. ст. и осторожно отгоняют фенилазид на водяной бане, температура которой около 65° С; выход продукта 24—25 г (65—68% от теоретического); т. кип. 49—50° С (5 мм рт. ст.).
Арилазиды (из диазониевых солей и n-толуолсульфамида). Общая методика [214]. Растворяют 1 зкиь ароматического моноамина (0,5 моль диамина) в 2,5лоль концентрированной НС1 и диазотируют полученный раствор или суспензию гидрохлорида амина рассчитанным количеством NaNO2. Раствор соли 'диазония смешивают с раствором 1 моль п-толуолсульфамида и 5 моль NaOH при охлаждепии до —5° С и оставляют на 1—2 суток. Для выделения продукта реакции доводят pH раствора до 8, продукт экстрагируют эфиром (твердые азнды сначала отфильтровывают и затем экстрагируют их из маточных . растворов). Перегонку ведут так, как описано выше.
Арилазиды чрезвычайно сильно взрывают * при назревании!
Ацилазиды получают действием азотистой кислоты на гидразиды кислот:
RCONHNII, -S™1» RCON3
Реакцию проводят аналогично диазотированию первичных аминов.
п-Нитрофенилацетазид [219]. Растворяют 12 г соответствующее» гидр* азида в 2 г воды, к которой добавлено 8 .ил концентрированной НС1. При 20° С и перемешивании добавляют 5 г NaNO2. Выделившийся азид отфильтровывают; выход 83,5% от теоретического.
Как правило, ацилазиды получают из галогенангидридов кислот и азида натрия.7 Для этого раствор ацилгалогенида в ацетоне, эфире или диоксане прибавляют к вод-; ному раствору азида натрия при температурах 0—25и С. Реакция протекает с очень' хорошими выходами [220].
Осторожность требуется п при работе с описываемыми ниже ацилазидами. —) Прим. ред.
] Герм. пат. 456857, S. Skraup, К. St einruck (16.2.1928); FrdL, 16,2 452 (1931).
] Ссылка [1], стр. 250.•’
] R. L. Shin*o, J. М. Cross, J. Am. Chern. Soc., 60, 2339 (1938).
] Е. W. Barret, J. Am. Chern. Soc.. 63, 3434 (1941).
I
Получение гидразинов
Наряду с уже известными методами получения монозамещениых нли несиммс тричных дизамещенных ароматических и алифатических гидразинов восстановление солей диазония и нитрозаминов, препаративное значение имеет и перенесенный в алкил- н ариламины синтез гидразинов из амина и N-галогенамина по методу Рашиг» В последнее время особенно подробно исследовалось получение алкилгидразинов [221 Широкое применение может найти, например, такая методика.
Алкилгидразины. К холодному раствору 0,04 моль хлорамина, NH2C] в 250 мл воды, полученному из аммиака и NaClO, прибавляют 0,25 г желатин и соответствующий амин (молярное отношение хлорамина к алкиламину 1 : 8 В течение 1 ч температуру реакционной массы повышают до комнатной, зате смесь 10—30 мин нагревают на водяной бане. Образующийся алкилгидразн можно выделить двумя путями:
избыток амипа и часть воды отгоняют и подкислепием остатка выделяю гидрохлорид или сульфат алкилгидразина;
реакционную массу подкисляют уксусной кислотой, добавляют бензал$ догвд, экстрагируют эфиром, к эфирному раствору добавляют щавелевую ки< лоту (дигидрат) и отгоняют бензальдегид с водяным паром. При упариванп остатка получают оксалат алкилгидразипа.
Выходы алкилгидразинов составляют 40—60% от теоретического.
Таким же методом из вторичных аминов можно получать несимметричные дв замещенные/гидразипы [222]. Третичные амины реагируют с хлораминами с образова нием 1.1,1-триалкилгидразописвых солей [223].
Арилгидразины можно синтезировать из ариламинов и галогенамнпов [224] но более удобно синтезировать эти соединения восстановлением диазониевых солей В другом очепь хорошем методе получения алкилгидразинов [53. 225] приме нп.ш вместо хлорамина гидроксиламин-О-сульфокислоту (NH2 — О— 8О3Н) и получал- продукт с выходом около 50% от теоретического. Этот метод был использован дл. синтеза многих арилгидразпнов. Ниже приведена типичная пропись проведени. •синтеза. .
«-Амилгидразин [225]. Смешивают 180 .мл воды. 47,5 г (0,55 молъ «-амиламина и 9,4 г КОН (образуются два слоя). Эгу смесь нагревают в колб с обратным холодильником при перемешивании и в течение 30 мин. приливаю к ней по каплям раствор 9,9 г (0,083 моль') гидроксиламин-О-суЛьфокислот* в 50 мл холодной воды. Реакционную массу охлаждают и подкисляют 70 м, ледяной уксусной кислоты; при атмосферном давлении отгоняют от смссн 50 м.. жидкости. После охлаждения отфильтровывают неорганические соли, фильтра, нагревают до 50° С и перемешивают в течение 10 мин с 9 г бензальдегид® Образующуюся эмульсию охлаждают и трижды встряхивают с 50 мл эфир® Объединенные эфирпые вытяжки смешивают с раствором 20 г дигндрата щав® левой кислоты в 100 мл воды и после добавления небольшого количества актиа ного угля перегоняют с водяным паром до тех пор, пока пе прекратится отгони; бензальдегида. Остаток фильтруют и охлаждают; при этом выделяется белы! осадок оксалата м-аиилгидразина, который отфильтровывают. Фильтрат упара: вают до объема 20 мл и получают таким путем еще некоторое количество оке® лата. Оксалат перекристаллизовывают из 150 мл этилового спирта. Выход продукта 5 з (31% от теоретического).
L. F. A u d г i е t h, L. Н. Diamond,!. Am. Chem. Soc., 76, 4869 (1954^ 77, 3131 (1955); G. M. О m i et a ns k i, A. D. К e 1 m ers et al., J. Ana. Chem. Soc., 78. .3874 (1956); E. S c h m i t z, D. H a b i s c h, Chem. Вег., 9Ь 680 (1962): E. Schmitz, R. Ohm e, Angew. Chem., 73, 220 (1961).
R. A. Rowe, L. F. Audrieth, J. Am. Chem. Soc., 78, 563 (1956), 1223] G. M. О in i e t a n s k i, H. H. S i s 1 e r, J. Am. Chem. Soc., 78, 1211 (1956> [224] Франц, цат. 735020; О. T. К ref ft, 2, 1, 1932.
G. G e v e г, К. Hayes, J. Org. Chem., 14, 813 (1949).
О. F. Schulz, М. Nassau, Z. anorg. allg. ChВег., 45, 2602 (1912).Вег., 40 , 4270 (1907).Вег.,-53, 1322 (1920).308.О. F. Schulz, М. Nassau, Z. anorg. allg. ChВег., 45, 2602 (1912).Вег., 40 , 4270 (1907).Вег.,-53, 1322 (1920).308.[226]227228229230231232233234235[226]227228229230231232233234235147, 142 (1925). Н. Wieland, Н. Wieland, Н. Wieland,147, 142 (1925). Н. Wieland, Н. Wieland, Н. Wieland,
О. F. Schulz, М. Nassau, Z. anorg. allg. Ch
Вег., 45, 2602 (1912).
Вег., 40 , 4270 (1907).
Вег.,-53, 1322 (1920).
308.
О. F. Schulz, М. Nassau, Z. anorg. allg. Ch
Вег., 45, 2602 (1912).
Вег., 40 , 4270 (1907).
Вег.,-53, 1322 (1920).
308.
[226]
227
228
229
230
231
232
233
234
235
[226]
227
228
229
230
231
232
233
234
235
147, 142 (1925). Н. Wieland, Н. Wieland, Н. Wieland,
147, 142 (1925). Н. Wieland, Н. Wieland, Н. Wieland,
Гидроксиламин-0-сульфокислота [295, 226]. К 13 г сульфата гидроксид амина очень медленно прибавляют 30 мл хлорсульфоновой кислоты, пр сульфат гидроксиламина почти полностью растворяется. При нагревания до 100° С выпадает гидроксиламин-О-сульфокислота. Смесь нагревают 5 мин, затем реакционную массу охлаждают в эксикаторе и-осторожно вя ее в абсолютный серный эфир, охлажденный льдом. Смесь тщательно растирай до образования тонкой взвеси, отфильтровывают на воронке Бюхнера нс в эксикаторе над Р2О5. Выход 95% от теоретического.
При окислении днарнламинов легко образуются N—N-связи тетраарнлгид нов. В качестве окислителей могут применяться двуокись свинца в эфире КМпО, в ацетоне [228] или, лучше всего, Ag.O в смеси пиридина и эфира [229],<:
В практикуме Гаттермана и Виланда [230] приводится метод получения тетр фенилгНдраэина окислением дифениламина.
Получение диазоамииосоедивенив
Диааониевые соли реагируют с первичными и вторичными ароматически! аминами с образованием диазоаминосоедпнений:
R'N2X+NH2R —> R'-N=N-NHR + I1X
Часто эти соединения образуются как нежелательные побочные продукты ж проведения диазотирования в недостаточно кислой среде. У желтых, хорошо кри. лизующяхся диазоаминосоединений основные свойства слабо выражены; оин обра с кислотами соли, но могут образовывать соли и с металлами, обменивая атом водоро связанный с азотом.
Диаэоаминосоединения получают:
сочетанием диазониевых солей о первичными и вторичными аминами в 1 ферном растворе [231, 234];
действием нитрозных газов (алкилнитритов) на спиртовой раствор с первичных аминов;
действием нитрозаминов на первичные амины;
смешанные диазоаминосоединения образуются при действии реактаг Гриньяра на арилазиды [232].
При действии диазониевых солей на диаэоаминосоединения в спиртовом ра в присутствия метилата натрия образуются бис-диазоаминосоединения [233]:
Ar—N=NX
ХМ—Аг Ar-N=NZ
Диаэоаминосоединения разлагаются минеральными кислотами на нсх компоненты: диазониевую соль и амин. В слабокислой среде они могут перегр ровываться в аминоазопроизводные [235].
Ссылка [1], стр.
О. Dimroth, Вег., 38, 2328 (1905).
О. Dimroth, Вег., 36, 909 (1903); 38, 670 (1905).
Н. v. РесЬтдпп, Вег., 27, 703 (1894).
Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, р. 163.
Р. R u g g 1 i, С о u r t i n, Helv. chim. acta, 15, 90 (1932).
Получение азосоединений
Азосоединения, R— N = N—R, можно получать следующими способами:
по реакции аэосочетания (стр. 400);
восстановлением нитро-, нитрозо- н азоксисоединений;
конденсацией нитрозосоединенин с аминами;
окислением гидразинов и аминов;
нз N-арилгидроксиламинов и таониларнламинов [252];
перегруппировкой диазоаминосоединеинй;
разложением диазониевых солей в присутствии солей одновалентной меди^ 8) диспропорционированием гидразосоединений;
сочетанием диазониевых солей с алифатическими диазосоединениями. Последним способом можно получить аралифатические азосоединення; эта реакция протекает с отщеплением азота алифатической диазогруппы.
Восстановление нитро-, нитрозо-и азоксксоедине- н и й (способ 2). При соответствующем подборе восстановителя восстановление нитросоединений можно остановить на стадия образования азопроизводных. Так, например, при восстановлении нитробензола цинковой пылью в щелочной среде получают азобензол с выходом 86% от теоретического [236]. Хорошие выходы азосоединений достигнуты также с алюмогидридом лития [237]. Галогензамещеиные нитросоединения превращают в азосоединения по реакции с гидразином в спиртовом растворе в присутствии палладиевого катализатора [241]. Нитросоединеиня восстанавливаются до аао- производных также хлоридом олова (II) |24О], амальгамой натрия [240], сульфидами щелочных металлов в сильнощелочной среде, электрохимическим методом [242], натрийэтоксиалюминийгидридом [259], а в некоторых случаях даже метилани- лином [243] и фенилгидразнном [244]. Азоксибензол превращается в азобензол нрн перегонке с железными стружками [245]. Азоксисоединения, образующиеся в качестве промежуточных продуктов при восстановлении нитросоединений, становятся основными продуктами при использования в качестве восстановителя метилата натрия [238] или арсенита натрия [239], выходы оноло 85% от теоретического:
.4RNO24-3CH8ONa —» 2R-N=N-R + 3HCOONa + 3H2O
Азобензол [236]. Раствор 250 г нитробензола в 2,5 л метилового спирта смешивают с раствором 325 a NaOH в 750 *л дистиллированной воды; затеи добавляют 288 г цинковой пыли и при перемешивании нагревают 10 ч с обратным холодильником. Смесь фильтруют в горячем состоянии и отфильтрованный цинкат натрия промывают небольшим количеством горячего метилового спирта. Отгоняют метиловый спирт, охлаждают и отфильтровывают выкристаллизовавшийся .азобензол. Следы солей цинка извлекают из продукта нагреванием его до 70° С с 500 мл 2%-ной НС1; выход 160 г (86% от теоретического); т. пл. 66—67,5° С.
Конденсация ариламинов с арилнитрозопроизвод- л ы м и (способ 3). Проведение реакции в ледяной уксусной кислоте или в пиридине' приводит к образованию азо- или полиазосоединения, часто с хорошими выходами (около 80% от теоретического). Реакция, как правило, протекает уже при непродолжительном нагревании исходных веществ [246].
Org. Synth., 22, 28 (1942).
R. F. Nystrom, W. G. Brown, J. Am. Chern. Soc., 70, 3738 (1948).
Fl. S. Fry, I. L. Cameron, J. Am. Chern. Soc., 49, 864 (1927).
Org. Synth., Coll. v. 2, 57 (1943).
O. N. Witt, Ber., 18, 2912 (1885).
M. Busch, K. Schulz, Ber., 62, 1458 (1929).
Ссылка 2, стр. 186.
E. Bamberger, M. Vuk, Ber., 35, 713 (1902).
C. Mills, J. Chern. Soc., 67 , 925 (1892).
Schmidt, Schulz, Ann., 207, 329 (1881).
P. R u g g 1 i, C. Petit jean, Helv. chim. acta, 21, 711 (1938).
Заказ 183&.
Окисление гидразинов (способ 4). По этому способу легко и просто образуются ароматические, алифатические и смешанные азосоединения. В присутствии щелочей ароматические гидрааосоединения дегидрируются до азосоединений уже под. действием кислорода воздуха [247]. В качестве окислителей можно использовать также гипобромиты [247], окись ртути и перманганат калия. Для дегидрирования М^'-диметилгидразина применялся нейтральный раствор хромата калия [248] или хлорид меди (it) в ацетатном буфере [249]. В работе [249] сообщается о взрыве, происшедшем при употреблении азометана, GH3—N=N—СН3. Для дегидрирования эфи- . ров гидразодикарбоновых кислот применялась концентрированная азотная кислота [254]. Симметричные азосоединения можно получать также окислением первичных ароматических аминов. В качестве окислителей применяли надкислоты [250], феррицианид калия [251], гипохлорит натрия [252], но при этом всегда получалось значительное количество смол («анилиновый черный»).
II з N-a рилгидрокспламипов и тиопил а ри л аминов (способ 5) с очень хорошими выходами (около 90% от теоретического) образуются азосо- едипения (метод Михаэлиса) [253]
ЗЛг—NHOIH-Ar'N=SO —> Ar—N=N—Аг'+Аг—NHSO3H+ArNH5+H8O
При разложении диазониевых солей (способ 7) с электроне- ; акцепторными заместителями в ядре в присутствии солей меди (I) отщепляется азот и образуются азосоединения [255].
Диспропорционированием гидразобензола (способ 8) при повышенной температуре получают анилип и азобензол [247].
Азосоединения являются сравнительно устойчивыми веществами. Многие из них перегоняются без разложения. Они не изменяются под действием кислот « щелочей, > могут непосредственно бромироваться, нитроваться и сульфироваться. Азосоедн- нения существуют в цис- и mpauc-формах. Более стабильная транс-форма переходит • в цис-форму при облучении коротковолновыми лучами [256]. Для разделения цис- н транс-форм используют метод хроматографии на окиси алюминия (257, 258].
Получение алифатических диазосоедивепий
В отличие от ариламинов алкиламины не диазотируются. Поэтому для получения алифатических диазосоединений наряду с некоторыми специальными методами большей частью используют косвенный путь через питрозоацплалкиламины, от которых в щелочной среде отщепляется ацильная группировка [260]. Алифатические диазосоедине- пия можно получать:
из нитрозоалкилуретанов [261]:
CH2N2 4- К2СОз 4- С2Н5ОН 4- HgOCH2N2 4- К2СОз 4- С2Н5ОН 4- HgOCH»—N—СООС2Н5 - 2К ОН
CH2N2 4- К2СОз 4- С2Н5ОН 4- HgO
CH2N2 4- К2СОз 4- С2Н5ОН 4- HgO
INO
Ссылка \ стр. 163.•>
J. Thiele, Вес, 42, 2578 (1909).
Р. Jahn, J. Am. Chern. Soc., 59, 1761 (1937)'.
N. Prileschaycw, Ber.. 42, 4815 (1909).
Bamberger, F. Meimberg. Her., 26, 497 (1893).•;
Bamberger, Her., 31, 1523 (1898).. .
M ichae 1 is, К. P e t on, Ber., 31, 984 (1898); H. E. Fierz-David, x JTelv. chim. acta, 34, 846 (1951).*
O. Diels, D. Fritsche, Ber., 44, 3018 (1911).
M. В о g 0 s 1 0 w sk i, Z. S. Kazakova, C. A., 46, 2003 (1952).1
R. H u i s g e n, Angew. Chcm., 65, 40 (1953).
Ссылка стр. 164.1
H. Cook, J. Chem. Soc.. 1938, 976; 1939, 1309.
Hesse, R. Schrodel, Ann., 607, 24 (1957).
R. Huisgen, I. Reinertshofer, Ann., 575, 174 (1952).
v. P с c h m a n n, Ber., 27, 1888 (1894).
из нитрозоалкилмочевин [262]:
CII3-N—C-NH2 + 2KOH —> CH2N2 + KOCN + 2H2O I II
КО О
из М-метил-М-нитрозо-п-толуолсульфамида [264}:
«а CH3C6H4SO2N-CH3 + C2H5O- —> СН2Х2 + СНзСвН45О2С5И6Н-ПО-
NO
из ^алкил-^нитрозо-К'-нитрогуанидииов [265]:
CII3N-C-NHNO2 + KOH —> CH2N2+K[NCNNO2]+H2O I
ON NH
из нитрозометиламиноизобутилметилкетона [263]:
СНзСНз
СН3—N—С—СН2СОСНз -Ro^-a-* СН2К2тС=СНСОСНз + Н2О
ON СНзСНз
окислением гидразонов альдегидов и кетонов [266]:
B2C=N-NH2 -^» nsCN«+H«O+Hg
действием спиртового раствора КОП на хлороформ и гидразин [270]:
СНС13-|-Н^-МТ2Ч-ЗКО11 —> СН2Хз+ЗКС1Н-ЗП2О
Химия днавоалканов, представляющая большой практический л теоретический интерес, хорошо освещена в обзорных работах [267—269].
Все алифатические диазосоединения ядовиты и окрашены в цвета от желтого до пурпурно-красного. Низшие диазоалканы газообразны при комнатной температуре и исключительно взрывоопасны; высшие представляют собой жидкости или твердые вещества и гораздо более устойчивы. На основании сравнительных исследований скорости разложения диазолканов кислотами, алифатические диазосоединеиня
Е. A. Werner, J. Chern. Soc., 115, 1093 (1919); Org. Synth., 15, 3 (1935); F. Arndt, 1. Amende, Angew. Chern., 43, 444 (1930); F. Arndt, H. Scholz, Angew, Chern., 46, 47 (1933).
Org. Synth., Coll. v. 3, 244.
Hec. trav, chim., 73, 229 (1954); Org. Synth., 34, 96 (1954).
A. F. M с К a y, Chem. Rev., 51, 331 (1952); A. F. M с К a y, J. Am. Chern. Soc., 70, 1974 (1948); J. Am. Chem. Soc., 71, 1968 (1949).
Th. C nr t i us et al., Ber., 44, 2197 (1911); 49, 1897 (1916); 49, 1923](1916); 49,1928 (1916); 49,1951 (1916); Org. Synth., Coll. v. 3, p. 351; W. Schroeder, L. Katz, J. Org. Chem., 19, 718 (1954).
B. Eis tert, Angew. Chem., 54, 99, 124, 308 (1941); 55, 118 (1942); 61, 185 (1949).
Org. Reactions, 8, 364 (1954).
1269] R. Hnisgen, Angew. Chem., 67, 439 (1955).
H, Staudingcr, О. К u p I e r, Ber., 45, 501 (1912).
расположены в следующий ряд по уменьшающейся основности, т. е. по снижениям реакционной способности но отношению к кислотам [271]:
IIСПзС6Пб 1СдН4хCHgN». CNo> CN2> 04 з> 1/■cn2 >1 'СдН/СН3с6н6с6н8С6н5НнСОСвН8COOR> СКг >■ С1\2>. CNa >CN2 >cn2 ,сос6н5COORСОСдН8сос6н5COORIIСПзС6Пб 1СдН4хCHgN». CNo> CN2> 04 з> 1/■cn2 >1 'СдН/СН3с6н6с6н8С6н5НнСОСвН8COOR> СКг >■ С1\2>. CNa >CN2 >cn2 ,сос6н5COORСОСдН8сос6н5COORДиазодикарбонильныеДиазодикарбонильные,,соединения, расположенные в конце этого ряда, очен^
II
СПз
С6Пб 1
СдН4х
CHgN». CNo
> CN2
> 04 з
> 1/■
cn2 >
1 '
СдН/
СН3
с6н6
с6н8
С6н5
Н
н
СОСвН8
COOR
> СКг >
■ С1\2>
. CNa >
CN2 >
cn2 ,
сос6н5
COOR
СОСдН8
сос6н5
COOR
II
СПз
С6Пб 1
СдН4х
CHgN». CNo
> CN2
> 04 з
> 1/■
cn2 >
1 '
СдН/
СН3
с6н6
с6н8
С6н5
Н
н
СОСвН8
COOR
> СКг >
■ С1\2>
. CNa >
CN2 >
cn2 ,
сос6н5
COOR
СОСдН8
сос6н5
COOR
Диазодикарбонильные
Диазодикарбонильные
устойчивы к действию кислот. Диазометан количественно разлагается слабыми кис-
лотами по уравнению:лотами по уравнению:CeH5COOH+CH»N2CeH5COOH+CH»N2СвН8СООСН8 + N-гСвН8СООСН8 + N-гЭта реакция может применяться для количественного определения содержаний диазометана в его растворах [272]. Кислоты могут вызывать разложение диазоалканов# не вступая в реакцию, т. е. оказывают чисто каталитическое действие. Это всегда на* блюдается в тех случаях, когда промежуточно образующийся нон карбония соеци* няется не с анионом кислоты, а с растворителем, содержащим гидроксильную группу Поскольку вода является более нуклеофильным агентом, чем ионы сульфата или пе хлораза, разложение диазоуксусного эфира водной хлорной кислотой протекает* например, полностью по каталитической схеме:
лотами по уравнению:
лотами по уравнению:
CeH5COOH+CH»N2
CeH5COOH+CH»N2
СвН8СООСН8 + N-г
СвН8СООСН8 + N-г
НС1О1-|-Н2ОНС1О1-|-Н2ОH30+ + C10jH30+ + C10jH3O+ + :N=N-CH-COOR ^ Н2О + :N=N-CH2-COOR ——
НС1О1-|-Н2О
НС1О1-|-Н2О
H30+ + C10j
H30+ + C10j
•—► H2O + CH2-COOR —> HSO—CH2—COOR * HO—CH2—COOR 4-H2O
Циклические изомеры диазоалифатических соединений содержат ненасыщеин кольцо из трех членов с С—N- и N—N-связями; они бесцветны и устойчивы к де .ствию кислот [276а].
Диазометан [272]. К 100 мл эфира, налитого поверх 30 лм сильно о ждепного 40%-ного раствора *> КОН, небольшими порциями прибавляют 10) нитрозометилмочевипы. Поддерживая температуру 5° С, встряхивают сме 10 мин. После этого сливают темно-желтый эфирный раствор и сушат его 3< пад твердым КОН *. Раствор диазометапа можно хранить некоторое вре в холодном затемненном месте в сосуде, закрытом пробкой с капилляром; дна метан медленно разлагается с выделением азота (ср. метод его получения [272а]
Дифенилдиазометан [273J. В сосуде для работы под давлением в теч пие 75 мин встряхивают смесь 13 г (0,066 моль) ^гидразона бензофенона, iSt обезвоженного Nd2SO4, 200 мл эфира, 35 г желтой (или красной) HgO и 5 (при использовании красной HgO 10 мл) насыщенного раствора КОН в этил) вом спирте. Реакционную массу фильтруют и отгоняют растворитель в вакуу при комнатной температуре. Полученное темно-красное масло раствор в петролейном эфире (т. кип. 30 — 60° С), раствор фильтруют и отгоняют растер
Не следует употреблять шлифы! Для сушки рекомендуется гранулировн ный КОН (Синтезы органических препаратов, сб. 12, пер. с аигл., 1
[271][272][271][272]стр. 25). — Прим. ред., _ ,
[271]
[272]
[271]
[272]
Н. Staudinger, A. G а п 1 е, Вег., 49, 1897 (1916). ,, Ссылка1, стр. .615.
[272а] Org. Synth., Coll, v. 3, 244.
I. В. M п 11 e г, J. Org. Chern., 24, 561 (1959).
ритель в вакууме при комнатной температуре. Полученное масло охлаждают сухим льдом и дают ему постепенно нагреться до комнатной температуры; при этом получаются темно-красные кристаллы; выход 89% от теоретического; т. пл. 29—32° С (ср. также ]273а]).
Этиловый вфир диаэоуксусной кислоты [274]. При работе с этим ядовитым и взрывоопасным эфиром необходимо соблюдать исключительную осторожность! В четырехгорлой колбе емкостью 2 л, снабженной мешалкой, капельной воронкой, термометром и газоподводящей трубкой, к раствору 140 г (1 моль) -гидрохлорида этилового эфира гликоля в 250 мл воды прибавляют 600 жл *мотилснхлорида и смесь охлаждают до —5° С, К полученной смеси в атмосфере азота при перемешивании добавляют охлажденный раствор 83 г (1,2 моль) МаМО»в250мл воды, понижают температуру до —9° Сив течение 3 мня приливают по каплям 95 г 5%-ной H2SO4. Температура реакционной массы при этом не должна подниматься выше 4-1° С (температура в охлаждающей бане — 23° С). Реакция заканчивается через 10 мин. Реакционную массу переносят в предварительно охлажденную делительную воронку емкостью 2 л, отделяют воду и тщательно перемешивают золотисто-желтый органический слой с 1 л холодного 5%-ного раствора NaHCO». Продукт из водного слоя экстрагируют 75 мд метиленхлорида. Экстракт объединяют с основным продуктом, интенсивно встряхивают с раствором NaHCO3 и сушат над 15 г обезвоженного Na2SO4. Основное количество растворителя отгоняют через колонку при остаточном давлении 350 мм pm. cm., остаток отгоняют при 20 atat pm. cm.; температура бани при этом нс должна превышать 35° С. Получается 90—100 г (79—88% от теоретического) желтого масла; п$ = 1,4б2. Продукт достаточно чист для большинства синтезов, но может быть дополнительно перегнан с водяным паром в вакууме [275].
Разработан [276] безопасный метод получения больших количеств этого эфира из эфира Т^-интрозо^-ацетилглнцина,
V. Образование связи N—Hal
* Органические N-галогопамины открыты в 1850 г. Вюрцсм [277]. Для получения соединений этого класса Вюрц пропускал хлор или соответственно бром в жидкий " алифатический амин. При таком способе работы, пригодном только для получения дигалогенаминов, две трети амина связывались в виде соли и терялись:
3RNH3+2C12 —► 2RNH2-nci + RNCl2
Последующие исследователи устранили этот недостаток, применив соли хлорноватистой кислоты. Как правило, реакцию проводят, действуя на амины гипохлоритами щелочных металлов;
RNH2 + 2NaOCl •—► RNCl8 + 2NaOH
При получении бромпроизводных употребляют раствор брома в щелоки. Поскольку выходы и устойчивость образующихся моно- или дигалогепированных аминов зависят от pH среды [278], их рекомендуется сиптезировать по методу Аллигера [279], который хлорировал первичные амины до моногалогенамннов при температуре ниже 10° С и pH меньше 8,5. Дигалогеналкиламины и диалкилгалогенамины наиболее устойчивы в среде, близкой к нейтральной; поэтому их получают обычно в буферных растворах (бикарбонат [280], эквивалентные количества ацетата натрия и уксусной ннс- лоты [281]). Разложение образующихся галогенаминов часто предотвращают, удаляя
[273а] Org. Synth., 24, 53 (1944).
Org. Synth., 36, 25 (1956).
Org. Synth., 24, 53 (1Ш).
H. Reimlinger, Angew. Chern., 72, 33(1960); Chern. Ber., 93, 2162(1960).
[276a] E. Schmitz, В. О h m e, Chern. Ber., 94, 2166 (1961); 95, 7 95 (1962).
A. Wurtz, Ann. Chimie 13], 30, 443 (1850).
I. W e i 1 I. C. Morris, J. Am. Chern. Soc., 71, 3123 (1949).
G. A 11 i g e г, пат. США 2459759 (18.1.1949); G. E. P. Smith jr., G. A 1- liger et al., J. Org. Chern., 14, 935 (1949).
L. K. Jackson et al., J. Am. Chem. Soc., 69, 1539 (1947). .
F. D. Chat t away, J. Chem. Soc., 87, 381 (1905).
их из реакционной среды с помощью органических растворителей (эфир [282], лигроин [283], хлороформ [284, 285] или четыреххлористый углерод).
При получении галогенаминов применяются также органические переносчики галогенов. Так, например описано получение N-бромаминов при помощи N-бромамн- дов [286], дихлормочевины [287] и ЬГ-хлорэтилкарбамата [288]. Для М-аминохлори- рования в органических растворителях с успехом используются эфиры хлорноватистой кислоты с этиловым [289] и трет-бутиловым [290] спиртами, а для N-хлорирования очень неустойчивых и труднодоступных аминов стероидного ряда было предложено применять N-хлорсукцинимид [291].
Как правило, N-галогснамины являются тяжелыми жидкостями с отвратительным запахом. Некоторые из них довольно устойчивы, другие, как сообщают, бурно разлагаются, ипогда даже со взрывом. N-Галогенариламины [292] можно сохранять в течение нескольких пней только в растворах при температурах около —70® С. Моно- галогеламины тоже легко разлагаются, причем образуются дихлорамины и амиям;
2RNHC1 —> RNC13 + RNH3 /
Такое диспропорционирование легче протекает в присутствии разбавленных кислот, тогда как концентрированная соляная кислота окисляется всеми хлораминами до хлора. Для разложения галогенаминов применялись и другие восстановители HI, NaaSO3 и HgS. В последнее время появились две обзорные работы по синтезам на основе N-галогенаминов [293— 297].
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗЕЙ УГЛЕРОД-СЕРА *
ОБРАЗОВАНИЕ C-S-СВЯЗИ В РЕЗУЛЬТАТЕРЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
Z. Присоединение соединений серы по кратным углерод-углероднымсвязям
Присоединение сероводорода и его производных
Присоединение сероводорода и меркаптанов по С = С-связям в отсутствие итти. циаторов происходит предпочтительно по правилу Марковникова:
к /НRx I I ,
>С=--С(+П28 —> >с—С<
к \r-R/ 4V
Материал обработал Д. Мартин.
Н. Кижпер, ЖРФХО, 31, 872 (1899).
Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, *р. 159.
G. N. R. Smart, G. F. Wright, J. Am. Chern. Soc., 70, 3141 (1948).
S t i e g 1 i t z, I. Vosburgh, Ber., 46, 2151 (1913).
T. Seliwanow, Ber., 26 , 423 (1893).
R. L. Datta, J. Chern. Soc., 101, 166 (1912).
R. L. D a t t a, S. D. Gupta, J. Am. Chern. Soc., 36, 386 (1914).
St. Goldsch m idt et al., Ber., 58, 572 (1925).
H. Zimmer, L. F. A u d r i e t h, J. Am. Chem. Soc., 76, 3856 (1954).
II. Rusch ig et al., пат. ФРГ 896803 (16.11.1953).
St. G о 1 d s с b m i d t, Ber., 46, 2728 (1913); 55, 2450 (1922).
J. S t a n n о n i s, J. Org. Chem., 22, 475 (1957).
W. D. Emmons,!. P. F r e e m a n, Angew. Chem., 67, 349 (1955).
R. G о s 1, A. Meuwsen, Chem. Ber., 92, 2526 (1959).
W. The Slacker, E. Wegner, Angew. Chem., 72, 127 (1960).
Schmitz, Angew. Chem., 73, 23, (1961).
Однако под действием Уф-облучения или в присутствии перекисей присоединение происходит против правила Марковникова [1]. В лабораторной практике присоединение сероводорода имеет препаративное значение только в том случае, если возможно проведение реакции в жидкой фазе. При этом используются главным образом основные катализаторы. Так, из кротоновой кислоты н сероводорода в присутствие диэтиламипа при 70° С была получена р-меркаптомасляная кислота [2], а из окиси мезитила и сероводорода в присутствии триэтиламина — метил-р-меркаптоизобутил- нетон с выходом 80% от теоретического [3].
На первой стадии реакции происходит присоединение сероводорода к ненасыщенно^ соединению, затем, особенно при избытке олефина, образуются тиоэфиры [4].
Р,Р'-Тиодипропионовая кислота [5]. Насыщенный сероводородом раствор 40 ч. NaOH в 100 ч. воды смешивают с раствором 94 я. акрилата натрия в 130 ч. воды и после добавки 0,1 ч. гидрохинона нагревают в течение 20 ч. при 100° С. После подкисления реакционной смеси получается р,р'-тиодипро- пионовая кислота.
Меркаптаны и тиофенолы присоединяются по С = С-связям легче, чем сероводород, причем реакционная способность этих соединений по отношению к двойной снязи снижается в ряду тиофенолы > первичные меркаптаны }> вторичные меркаптаны ^> третичные меркаптаны [61.
Так как 8 —Н-связь мало поляризована и гетеролиз ое на протон и меркаптид- уон затруднен 17]. присоединение к олефинам SH-групп происходит преимущественно по радикальному механизму в присутствии перекиси бензоила [8] или при УФ-облучении [9]. К сильнополярным двойным связям в а,0-нспасыщенных карбонильных соединениях, нитрилах или карбоновых кислотах и т. д. меркаптаны и тиофеполы могут присоединяться под влиянием основных катализаторов и по ионному механизму, при-, чем С—S-связь всегда образуется у карбонисвого иона, находящегося в р-положении:
R—S-H + R'-CH- CH—С—R" —* R'-CH-CHz-C-R"
и J II
, О SR О
Таким образом из бензилиденацетона и тиофелола был получен Р-фенилмеркапто- бензилацстон [10], а из метилмеркаптана и метилвинилкетона — 4-метилмеркапто- бутанон-2 [И].
4-Метилмеркаптобутанон-2. К 5,6 г метилвинилкетона, охлажденного в смеси льда с солью, прибавляют 9 г метилмеркаптана и 0,5 е сухого К2СОз. По окончании реакции выдерживают еще 15 мин при комнатной температуре, затем К2СОд отфильтровывают на воронке Бюхнера и фильтрат перегоняют. Выход 4-метилмеркаптобутанона-2 7,3 г (77% от теоретического); т. кип. 72— 74° С (18 мм pm. ст.).
Присоединение меркаптанов к а,р-пенасыщепным альдегидам лучше всего проводить в присутствии триэтпламина (12]. Однако из акролеина и метилмеркаптана
[1 [2 (3 (4 (5 Гб][1 [2 (3 (4 (5 Гб]W. Е. Vaughan, F. F. Rust, J. Org. Chern., 7, 472 (1942).
[1 [2 (3 (4 (5 Гб]
[1 [2 (3 (4 (5 Гб]
R. Dahlbom, Acta Chem. Scand., 5, 697 (1951).
Z. F б 1 d i, J. К о 1 I о n i t s c h, J. Chern. Soc., 1948, 1683.
V. N. Ipatieff, B. 8. Friedmann, J. Am. Chern. Soc., 61, 71 (1939). Франц, пат. 845793 (1938); С., 1940, I, 1571.
M.S. К h а г a s c h, W. Nudenberg, G. J. M an t e 11, J.Org. phem.,
16, 524 (1951); C.S. Marvel, R. R.Chambers, J. Am.Chern.Soc.,
993 (1948).
[7J И. Л. К н у н я н ц,А. В. Фоки н, Усп.химии, 19,545 (1950).
С. Т. L е s t е г, G.F. R о d g е г s, Е. Е.R е i d, J.Am. Chem. Soc., 66,1674
(1944).
B. Weibull, Ark. Kemi, 23A, № 18 (1947).
S. Ruhemann, J. Chem. Soc., 87, 17 (1905).
H. Bohme, P. Heller, Chem. Ber., 86, 443 (1953).
J. R. Catch, A. H. С о о k et al., J. Chem. Soc., 1947, 1609.
в присутствии ацетата меди был получен p-метплмеркаптопропионовый альдегид с вы^ ходом 94% от теоретического [13].'J
Меркаптаны и тиофенолы могут присоединяться также к а.р-неиасыщеннымй карбоновым кислотам и их эфирам [14]. Например, из коричной кислоты и тиофенол^ синтезировали p-февилмеркаптогидрокоричную кислоту [15].:Я
IIр-Фенилмеркаитогидрокоричная кислота. Смесь 10 г коричной кислота^ 8 г тиофевола и 10 г насыщенного раствора НВг в ледяной уксусной кислоту нагревают в течение 9 ч при 100° С в склянке для работы под давлением. Затем! реакционную смесь разбавляют большим количеством воды и отгоняют непро? реагировавший тиофенол с водяным паром. Выделившееся масло отделяют? кристаллизуют при охлаждении с внесением затравки и затем перекристалл^ зовывают из лигроина. Выход продукта составляет около 75% от теоретиче^ ского; т. пл. 85—86° С.
I
I
Присоединение меркаптанов к ненасыщенным дикарбоновым кислотам [1м и меркаптокарбоиовых кислот к акриловой кислоте [17] удается осуществить уже в водно-щелочной среде.
Присоединение меркаптанов и тиофенолов к а, [{-ненасыщенным нитрилай (цианалкилироваиие) легко происходит в присутствии следов щелочей иногда уям на холоду [18]. Из p-алкилакрилонитрила и тиофенола получают р-алкил-р-феннед меркаптопропионитрилы [19]; из 1-цианциклогексена-1 и меркаптанов — 1-циаяй 2-алкилмеркаптоциклогексаны [20]. ;«
Меркаптаны могут реагировать также с винилхлоридом [21], винилацетатом [22], а-нитроолефинами [23] и азлактонами [24]. При взаимодействии с азлактонага происходит одновременное раскрытие кольца и образуются N-ацильные производные] тиоэфиров аминокислот: я
СвП6—СН=С—C=O + 2RSHСвП6—СН=С—C=O + 2RSHCeH5-CH-CH-COSRCeH5-CH-CH-COSRNNООNHNHС—С6Н5С—С6Н5RRСО—С6Н5СО—С6Н51Хиноны [25, 26] реагируют с меркаптанами с образованием алкилмеркапмя1Хиноны [25, 26] реагируют с меркаптанами с образованием алкилмеркапмягидрохинонов, которые можно дегидрировать до алкилмеркаптохинонов действием ш бытка хинона или других"'"гидрохинонов, которые можно дегидрировать до алкилмеркаптохинонов действием ш бытка хинона или других"'"окислителей.окислителей.ИЗ [14 [15 [16 [17 [18 [19] [20] [21][?2]ИЗ [14 [15 [16 [17 [18 [19] [20] [21][?2]Н. Brzozowski,Н. Brzozowski,Ann. Soc. chim. Polonorum, 33, 217 (1959); С., 1961. 321 G e r sh b e i n, J. Am. Chern. Soc., 69, 2328 (1947).Ann. Soc. chim. Polonorum, 33, 217 (1959); С., 1961. 321 G e r sh b e i n, J. Am. Chern. Soc., 69, 2328 (1947).F. Arndt, Вег., 56, 1269 (1923).Е. J. М о г g a n, Е. Friedmann, Biochem. I., 32, 733 (1938).A. S с h о Ь е г 1, A. W a g n e"r, Chern. Вег., 80, 379 (1947).О. Bayer, Angew. Chern., 61, 229 (1949).R. М. Ross, J. Am. Chern. Soc., 71, 3458 (1949).F. Arndt, Вег., 56, 1269 (1923).Е. J. М о г g a n, Е. Friedmann, Biochem. I., 32, 733 (1938).A. S с h о Ь е г 1, A. W a g n e"r, Chern. Вег., 80, 379 (1947).О. Bayer, Angew. Chern., 61, 229 (1949).R. М. Ross, J. Am. Chern. Soc., 71, 3458 (1949).R. М. R о s s, F. W. R a t h s, J. Am. Chem. Soc., 73, 129 (1951).W. H. C. R n e g g e b e г g, W. А. С о о k, E. E. R e i d, J. Org. «лев 13, 110 (1948).W. H. C. Rueggeberg, J. Chermack et al., J. Am. Chem. Soc., * 2292 (1948).R. L. Heath, A. Lambert, J. Chem. Soc., 1947, 1477.R. Ruhemann, J. Chem, Soc., 87, 461 (1905); В. H. Nicolet, J. ВЙ Chem., 95 , 389 (1932); R. N e h e r, M. S p i 11 m a n n et at, Helv. ehH acta, 29, 1874 (1946); A. Butenandt, H. J a tzkewi t z, P. F о u 6 К Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chem., 282, 268 (1947).. vO. D i m г о t h, * L. Kraft, K. A i c h i n g e r, Ann., 545, 124 (1940).M. Schubert, J. Am. Chem. Soc., 69, 712 (1947).?jR. М. R о s s, F. W. R a t h s, J. Am. Chem. Soc., 73, 129 (1951).W. H. C. R n e g g e b e г g, W. А. С о о k, E. E. R e i d, J. Org. «лев 13, 110 (1948).W. H. C. Rueggeberg, J. Chermack et al., J. Am. Chem. Soc., * 2292 (1948).R. L. Heath, A. Lambert, J. Chem. Soc., 1947, 1477.R. Ruhemann, J. Chem, Soc., 87, 461 (1905); В. H. Nicolet, J. ВЙ Chem., 95 , 389 (1932); R. N e h e r, M. S p i 11 m a n n et at, Helv. ehH acta, 29, 1874 (1946); A. Butenandt, H. J a tzkewi t z, P. F о u 6 К Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chem., 282, 268 (1947).. vO. D i m г о t h, * L. Kraft, K. A i c h i n g e r, Ann., 545, 124 (1940).M. Schubert, J. Am. Chem. Soc., 69, 712 (1947).?j[23][24][23][24]
СвП6—СН=С—C=O + 2RSH
СвП6—СН=С—C=O + 2RSH
CeH5-CH-CH-COSR
CeH5-CH-CH-COSR
N
N
О
О
NH
NH
С—С6Н5
С—С6Н5
R
R
СО—С6Н5
СО—С6Н5
1
Хиноны [25, 26] реагируют с меркаптанами с образованием алкилмеркапмя
1
Хиноны [25, 26] реагируют с меркаптанами с образованием алкилмеркапмя
гидрохинонов, которые можно дегидрировать до алкилмеркаптохинонов действием ш бытка хинона или других"'"
гидрохинонов, которые можно дегидрировать до алкилмеркаптохинонов действием ш бытка хинона или других"'"
окислителей.
окислителей.
ИЗ [14 [15 [16 [17 [18 [19] [20] [21]
[?2]
ИЗ [14 [15 [16 [17 [18 [19] [20] [21]
[?2]
Н. Brzozowski,
Н. Brzozowski,
Ann. Soc. chim. Polonorum, 33, 217 (1959); С., 1961. 321 G e r sh b e i n, J. Am. Chern. Soc., 69, 2328 (1947).
Ann. Soc. chim. Polonorum, 33, 217 (1959); С., 1961. 321 G e r sh b e i n, J. Am. Chern. Soc., 69, 2328 (1947).
F. Arndt, Вег., 56, 1269 (1923).
Е. J. М о г g a n, Е. Friedmann, Biochem. I., 32, 733 (1938).
A. S с h о Ь е г 1, A. W a g n e"r, Chern. Вег., 80, 379 (1947).
О. Bayer, Angew. Chern., 61, 229 (1949).
R. М. Ross, J. Am. Chern. Soc., 71, 3458 (1949).
F. Arndt, Вег., 56, 1269 (1923).
Е. J. М о г g a n, Е. Friedmann, Biochem. I., 32, 733 (1938).
A. S с h о Ь е г 1, A. W a g n e"r, Chern. Вег., 80, 379 (1947).
О. Bayer, Angew. Chern., 61, 229 (1949).
R. М. Ross, J. Am. Chern. Soc., 71, 3458 (1949).
R. М. R о s s, F. W. R a t h s, J. Am. Chem. Soc., 73, 129 (1951).
W. H. C. R n e g g e b e г g, W. А. С о о k, E. E. R e i d, J. Org. «лев 13, 110 (1948).
W. H. C. Rueggeberg, J. Chermack et al., J. Am. Chem. Soc., * 2292 (1948).
R. L. Heath, A. Lambert, J. Chem. Soc., 1947, 1477.
R. Ruhemann, J. Chem, Soc., 87, 461 (1905); В. H. Nicolet, J. ВЙ Chem., 95 , 389 (1932); R. N e h e r, M. S p i 11 m a n n et at, Helv. ehH acta, 29, 1874 (1946); A. Butenandt, H. J a tzkewi t z, P. F о u 6 К Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chem., 282, 268 (1947).. v
O. D i m г о t h, * L. Kraft, K. A i c h i n g e r, Ann., 545, 124 (1940).
M. Schubert, J. Am. Chem. Soc., 69, 712 (1947).?j
R. М. R о s s, F. W. R a t h s, J. Am. Chem. Soc., 73, 129 (1951).
W. H. C. R n e g g e b e г g, W. А. С о о k, E. E. R e i d, J. Org. «лев 13, 110 (1948).
W. H. C. Rueggeberg, J. Chermack et al., J. Am. Chem. Soc., * 2292 (1948).
R. L. Heath, A. Lambert, J. Chem. Soc., 1947, 1477.
R. Ruhemann, J. Chem, Soc., 87, 461 (1905); В. H. Nicolet, J. ВЙ Chem., 95 , 389 (1932); R. N e h e r, M. S p i 11 m a n n et at, Helv. ehH acta, 29, 1874 (1946); A. Butenandt, H. J a tzkewi t z, P. F о u 6 К Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chem., 282, 268 (1947).. v
O. D i m г о t h, * L. Kraft, K. A i c h i n g e r, Ann., 545, 124 (1940).
M. Schubert, J. Am. Chem. Soc., 69, 712 (1947).?j
[23]
[24]
[23]
[24]
2-Метилмеркапто-1,4-нафтохннон [27]. Растворяют 16,5 г нафтохинона в 1000 мл абсолютного спирта при 40° С. Раствор после охлаждения до комнатной температуры фильтруют, затем охлаждают до 15° С и при перемешивании сразу прибавляют 10 г холодного метилмеркаптана. Реакционную смесь выдерживают 30 мин при комнатной температуре, посяе чего добавляют 15 мл 70% - ного раствора FeCI3 (считая на ГеС13-6Н2О) и через 15 мин еще 22 мл того же раствора. Полученную суспензию охлаждают до 7° С, фильтруют и осадок промывают на фильтре петролейным эфиром. Выход продукта (желтые кристаллы) 11,9 г (56% от теоретического); после перекристаллизации из спирта т. пл. 186,5—187° С.
а-Меркаптокетоны сходны по свойствам с меркаптанами. Хотя в а-меркапто- кетонах S —Н-группа поляризована сильнее из-за присутствия соседней карбонильной группы, их присоединение происходит легче по радикальному механизму. Присоединение 2-меркаптопентанона-З [28, 29] к симметричным и несимметричным замещенным олефинам в присутствии катализаторов, способствующих как ионному, так и радикаль- -ному присоединению, приводит к а-кетосульфидам:
^С-С^+СНз—CII-C-C2H5 —> СНз-СН-С-СгНв z х I III II
HS ОЙО
рсн-с^
З-Оксонентил-2-циЕлогсксилсульфид. Смесь 0,5 моль 2-меркаптопентанона-З, 0,5 моль свежеперегнанного циклогексена и 400 мг перениси бензоида нагревают в колбе с обратным холодильником в течение 8 ч с последующей фракционной перегонкой в вакууме. Выход продукта 44% от теоретического; т. кип. 89° С (2 мм pm. ст.).
В качестве олефиновых компонент для реакции с 2-меркаптопентаноном-З и другими меркаптанами были использованы стирол, триметилэтилен, 1-метилцикло- гексен-1, а также олефины, содержащие функциональные группы [30],—винилхлорид, 1-хлорциклогексен-1, а-хлоркротоновый альдегид, аллиламин, аллиловый и коричный •спирты, аллилбромид и аллилхлорид.
Очень легко и с хорошими выходами к олефинам присоединяются сульфеиал- хлориды с образованием р-галогентиоэфиров:
RSC1 + CH2=CH2 —> RS—CH2CH2CI
p-Хлоратилфевилсульфид [31]. В раствор 15 г фенилсульфеинлхлорнда в 80 мд СС14 без доступа влаги пропускают этилен до обесцвечивания раствора. После перегонки в вакууме получают 14,6 в чистого р-хлорэтилфенилсульфида; т. кип. 122° С (13 мм рт. ст.).
Если С^=С-связь блокирована группами с сильным эффектом сопряжения, то присоединение затрудняется или не идет совсем. Обзор всех областей применения этой реакции см. [32].
При взаимодействии тиокарбоновых кислот с ненасыщенными соединениями получаются эфиры тиолкарбоновых кислот, которые могут быть омылены до меркапто-
J. Е. Little, Т. J. S р г о s t о n, М. W. F о о t е, J. Аш. СЬеш. Soc., 71, 1124 (1949).
К. Kuhlmann, D. Gramer et al., J, prakt. Chern. [4], 10 , 316 (1960). .29] F. A s i n g er, M. T h i e 1, E. Pallas, Ann., 602, 37 (1957).
K. R u h 1 m a n n, U. Schrapler, D. G г a m e r, J. prakt. Chern. [4], 10, 325 (1960).
H. Lecher, Ber., 58, 414 (1925).
R. A. T u r n e r, R. Connor, J. Am. Chern. Soc., 69, 1009 (1947).
карбоновых кислот [33]. Реакция с тпоуксусной кислотой всегда происходит так; что ацетилмеркалто-остаток присоединяется к p-углсродцому атому (ио отношению к карбоксильной группе):
RCH-CHCOOn-rCHaCOSIIRCH-CHCOOn-rCHaCOSIIRCHCII2COOH
RCH-CHCOOn-rCHaCOSII
RCH-CHCOOn-rCHaCOSII
I
SCOCH3
p-Меркаптовалерианоная кислота [34]. К 25 г пропилиденуксусноб кислоты прибавляют 25 г тпоуксусной кислоты. Па следующий день вакуумной перегонкой при 133—134° С и 2 мм рт. ст. получают 39,5 г кристаллического: вещества; т. пл. 43—45° С. 35 г полученного соединения смешивают с раствором 25 г NaOH в 200 мл воды, смесь на следующий день подкисляют раствором» содержащим 60 г концентрированной H2SO4 в 60 лл воды. р-Меркаптовалериа- новую кислоту из реакционной смеси извлекают эфиром; эфирный раствор высушивают над СаС12 и перегоняют. Выход р-меркаптовалсриановой кислоты# 22,5 а; т. кип. 108—110° С (4 лл рт. ст.).
Тиокарбоновые кислоты реагируют, в основном, со всеми описанными олефиновыми системами и в условиях радикального присоединения [35].
Совершенно однозначно в стерическом отношении протекает присоединение тиоуксусной кислоты к цис- и транс-2-хлорбутену-2 с образованием 90% трео- и lO^I аритро-З-ацетилмеркацто-З-хлорбутанов [36].у
Тиоловые соединения присоединяются также и к ацетиленам. При этом обычно получается смесь цис- и трдас-винилсульфидов [37].1
2. Присоединение других соединений серы
Двуокись серы реагирует с олефинами в присутствии катализаторов, инициирующих образование радикалов, с образованием полисульфонов [38]. В определенных условиях при взаимодействии бутадиена, 2,3-диметйлбутадиена, изопрена и гексадиена [39] с двуокисью серы получаются циклические сульфоны:
r_C=C-R
SO2
Присоединение к олефинам серного ангидрида и олеума дает р-оксисульфокне- лоты через промежуточные карбилсульфаты [40]. Взаимодействие циклогексена с серной кислотой в ледяной уксусной кислоте приводит к цис-циклогексанол-2-сульфо- кислоте (продукт присоединения), а также к циь-логексен-1-сульфокислоте (продунт’ замещения). Этилендихлорид [42] и этилендибромид [43] тоже реагируют с серной кисло-
В. Holmberg, Е. Schjanberg, Ark. Kemi, 14 А, № 7 (1940); С., 1941, II, 2553; Е. S с h j Й л b е г g, Svensk kem. Tidskr., 53, 282 (1941); С., 1942, I, 604.
E. S c h j a n b e r-g, Ber., 74, 1751 (1941).
R. Brown, W. E. Jones, A. R. Pinder, J. Chern. Soc., 1951, 2123. .,>
N. P. N e u r e i t e r, F. G. В ordwell, J. Am. Chem. Soc., 82, 5354 (I960).'
E. P. Kohler, H. P 0 t t e r, J. Am. Chem. Soc., 57,1316 (1935); L. N. О w e пи M. U. S. 8 u 1 t a n b a w a, J. Chem. Soc., 1949, 3109.
H. Staudinger, B. Ritzenthaler, Ber., 68, 455 (1935).
Герм. пат. 236386 (1910); Frdl., 10, 1039 (1910—1912); H. L Backer,' J. S t г a t i n g, С. M. H. К 0 0 1, Rec. trav. chim., 58, 778 (1939).
A. Michael, N. Weiner, J. Am. Cbem. Soc., 56, 294 (1936); С. M. S U-; t e г, P. В. E v a n s, j. M. К i e f e r, J. Am. Chem. Soc., 60, 538 (1938).
R. Sperling, J. Chem. Soc., 1949, 1938.
Герм. пат. 362744 (1921); Frdl., 14, 223 (1921—1925).
C. S. Rondestved t ir., J. C. W у g a n t, J. Am. Chem. Soc., 76, 509 (1954).
той, При расщеплении карбилсульфатного кольца образуются хлор- и бромацеталь- дегидсульфокислоты:
cich^chcicich^chci/ \ 2SOs С1НС О —*/ /о-г$ SO2V/ \ 2SOs С1НС О —*/ /о-г$ SO2VС1СП—СН0<-С180з118О3ИС1СП—СН0<-С180з118О3И
cich^chci
cich^chci
/ \ 2SOs С1НС О —*/ /
о-г$ SO2
V
/ \ 2SOs С1НС О —*/ /
о-г$ SO2
V
С1СП—СН0<-С180з11
8О3И
С1СП—СН0<-С180з11
8О3И
С ацетиленом серный ангидрид реагирует с образованием ацетальдегиддисульфокислоты [44].
Бисульфит патрия присоединяется к олефинам иод давлением; в присутствии перекисей процесс протекает с достаточной скоростью и при атмосферном давлении [45]. Легкость присоединения зависит от условий реакции и применяемого растворителя. О применении этой реакции в зависимости от вида олефина и условий взаимодействия см. обзор [46]. К а-нитроолсфинам бисульфит присоединяется в водном растворе при 0е С с образованием 1-нитро-2-сульфонатов.
2-Нитроэтансульфокислота [47J. К раствору 39,4 г NaHSOg в 70 мд воды при —5—0° С по каплям прибавляют 27,5 г нитроэтилена при сильном перемешивании. Затем смесь перемешивают 2 ч при этой температуре и 4 ч при 20° С, после чего раствор выпаривают при 40° С в пониженном давлении и из остатка экстрагируют абсолютным этиловым спиртом натриевую соль 2-нитроэтансульфокислоты; выход 75% от теоретического. Соль перекристаллизовывают из спирта.
Бисульфит натрия или калия реагирует с аллиловым спиртом с образованием соответствующих солей З-оксипропансульфокислоты [48]. Бисульфит присоединяется также и к ненасыщенным жирным кислотам [49], акрилонитрилу [21], олефиндикарбоновым кислотам и их эфирам [50].
Сульфиновые кислоты уже без катализаторов гладко присоединяются по кратным углерод-углеродным связям с образованием сульфонов, если эти связи активированы наличием соседней карбонильной или питрилыюй групп.
р-фспилсульфомасляная кислота [51]. Растворяют 7 г кротоновой кислоты в 200 мл 0,4 н. раствора фопилсульфиновой кислоты. После самопроизвольного испарения растворителя кристаллы высушивают на воздухе. Выход р-фенилсульфомаслявой кислоты 14 г; после перекристаллизации из 15 мд воды т. пл. 102,5—103.5е С.
C6n6SO2H + CII3CH-CHCOOH —> СИзСНСНзСООН
SOaCeHb
Сульфарильпый остаюк всегда присоединяется в p-положение к карбоксильной группе, причем взаимодействие с тракс-олефиакарбоновыми кислотами происходит значительно медленнее, чем с '{нс-кислотами.
М4] Пат. США 2552421 (1951); С. А.. 46, 2565 (1952).
Пат. США 2504411 (1950); С. А., 44, 5897 (1950).
М. s. Khsra.sc h, Б. М. М а у, F. Н. М а у о, J. Org. Chern., 3, 175 (1939).
R. L. Heath, II. A. Piggott, J. Chern. Sue., 1947, 1481.
[481 J. П. H e I b e г g e r, Ann., 588, 71 (1954).
IL T. E. Schenck, 1. Dan i shohk y, J. Org. Chern., 16, 1683 (1953).
[50| Пат. США 2028091 (1933); С.. 1936. I, 3019.
IM] E. S c h j a 11 b e г g, Bar., 76. 28? (1913).
а,р-Ненасыщенные кетоны [52] реагируют с сульфиновыми кислотами с образованием у-кетосульфонов. Из хинонов и арилсульфиновых кислот в результате 1,4. присоединения образуются арилсульфонилгидрохинопы. Если в молекуле хино»» свободно орто-или пара-положение и отсутствуют группы ОН и NH2, эту реакции можно использовать для непосредственного обнаружения хиноидной структуры [53J- К хинонам может присоединяться также тиосульфат натрия; восстяновлеми» образующихся при этом S-арилтиосульфатов приводит к о-меркаптогидрохинонам^
Меркаптогидрохинои [54, 55]. Растворяют 43,2 ч. хпнола в 150 ч. ледя?' ной уксусной кислоты. Теплый раствор (40—50° С) добавляют к раствору 150 hJ Na8S2Og в 200 ч. воды, так чтобы температура смеси не поднималась выше 10еС; После кратковременного перемешивания прозрачный и почти бесцветный раствс насыщают КС1; при этом выпадает соль гидрохинонмонотиосульфокислот] Раствор 2,6 з этой соли в 10 лл воды смешивают с 20 лл концентрирована НС1 я затем постепенно добавляют 5 г цинковой пыли. Температуру реакций ной смеси поддерживают в пределах 40—50° С до окончания выделения газ После экстракция эфиром получают меркаптогидрохинон в виде длинных иг. т. пл. 118° С.
онон
IS—SO3NaI ,SH
^\/п^, Zn+HCl ^\/
ООонононон
О
О
он
он
он
он
II. Присоединение соединений серы по кратным углерод-азетны.связям
Эфиры тиогликолевой кислоты присоединяются по двойным С—N-связям ши( фовых оснований; при этом сначала возникаете—S-связь, а затем происходит замыта нле кольца с образованием 2,3-дизамещенных тиазолидонов-4 [56]:
RCH=NR' + CH2-COOR" —► RCH-NH-R' —> RCH—NR'
SHs COOR S CO
СНгCH2'"^
Описано присоединение меркаптанов к бензальантраниловой кислоте [571 При присоединении меркаптокетонов к альдиминам (по Азингеру) образуйте" Д^-тиазолины [58].
Д4-Тиазолины. В колбе с насадкой Дина — Старка кипятят 1 моа, альдимина и 1 моль а-меркаптодиэтилкетона в 300 ял бензола де полно!
Н. Gilman, L. F. Cason, J. Am. Chem. Soc., 72, 3469 (1950); D. V о I lander, A. Friedberg, Ber., 56, 1144 (1923).
О. H i n s b e r g, Ber., 36, 107 (1903); J. W a 1 k e r, J. Cbem. Soc., 1945, 63f
W. A 1 с a 1 a y, Helv. chim. acta, 30, 578 (1947).
Герм. пат. 175070 (1905); Frdl., 8, 140 (1905—1907).
H.D.T г о u t m a n, L. M. Long, J. Am. Chem.Soc., 70, 3436 (194©
A.R.Surrey, Д,. Am. Chem. Soc., 71, 3354 (1949);74, 3450 (1952).
G.W.S t a c y, R. J. M orath, J. Am. Chem. Soc.,74 , 3885 (1952).-
K.R u h 1 m a n n, M. Thiel, F. A s i n g e r, Ann.,622, 94 (1959).
прекращения отделения воды в водоотделителе. Затем отгоняют растворитель и остаток перегоняют в вакууме или перекристаллизовывают.
C2H6-CO N-R
CaHs-
-CO NH—R-|
C2H3—CN—R
СНз-СН + СН-R' —►
CH3-
-CH CH—R' I
—* CH3—C CH—R
1
X /
\ /
SII
sJ
s
Выход
T кип
R
R'
%
°C
CH3
CeH5
85138-139
(3 мм pm. cm.)
(т. пл. 58 °C)
C6H5
Cen5
70197—198
(5 жл pm. cm.)
Циклогексил
C2H§
29140
(5 мм pm. cm.)
C4H9
C3H7
70,5120
(4 мм pm. cm.)
CeHs
C3H7
72155
(4 мм pm. cm.)
Большое препаративное значение имеет реакция органических соединений серы с нитрилами, приводящая к амидам тиокислот. Эта реакция особенно легко протекает с ароматическими нитрилами или в тех случаях, когда на нитрильную группу влияют системы с двойной связью. Алифатические нитрилы реагируют с H2S только в присутствии основных катализаторов 159]. Обычно в качестве катализаторов используют гидросульфиды аммония и щелочных металлов, диметиламин, триэтиламив и другие сильные основания. Реакцию необходимо проводить в безводной среде и при возможно более высокой концентрации H2S.
Тионамиды [60]. Нитрил растворяют в равном весовом количестве пиридина и добавляют 1 .моль триэтиламина. Через полученный раствор пропускают сухой сероводород в течение 1 — 2 ч. Тнонамид выделяют выливанием реакционной смеси в воду.
Если в нитриле содержатся нитрогруппы, то при присоединении сероводорода одновременно происходит их восстановление до аминогрупп. В а-оксинитрилах ОН- группы предварительно защищают ацилированием |61Ь О получении и химических свойствах ЗДоиамидов см. обзор [62].
В безводной среде нитрилы [63] и синильная кислота [64] в присутствии хлористого водорода присоединяют меркаптаны с образованием гидрохлоридов ^имидо- тиоэфиров:
XNH • HCI BC^N+HSR' + HCl —> RCf XSR'
Гидрохлорид бензимидотиофеинлового эфира [65]. В охлажденную льдом смесь равных частей бензонитрила и тиофенола пропускают хлористый водород и затвердевший продукт реакции тщательно перемешивают с эфиром. Образующийся с почти количественным выходом гидрохлорид представляет собой белый кристаллический порошок; т. пл. 178° С.
Присоединение меркаптоуксусной кислоты к нитрилам, протекающее очень легко, может быть непосредственно использовано для идентификации нитрилов [66].
э9] К. Kindler, Ann., 431, 187 (1923).
] А. Е. S. F а 1 г f u 11, J. L. L о w е, D. А. Р с a k, J. Chern. Soc., 1952, 742.
A. Albert, Вег., 48,-470 (1915).
] R. N. Hurd, G. Dela Mater, Chern. Rev., 61, 45 (1961).
E. Schmidt, Ber., 47, 2545 (1914).
J. H о uben, R. Zivadinovitsch, Ber., 69 , 2352 (1936).
W. Autenrieth, A. Bruning, Ber., 36, 3464 (1903).
]66] F. E. С о n d о, E. T. H i n к e 1 et al., J. Am. Chem. Soc., 59, 230 (1937),
Насыщение раствора нитрила и меркаптоуксусной кислоты сухим НС1 проводят в абсолютном эфире при 0а С. Выход продуктов присоединения составляет 80—90% от теоретического.
Присоединение соединений серы по С=0=связи
При взаимодействии альдегидов и кетонов с меркаптанами на первой стадии образуются полумеркаптали, которые, однако, удается выделить без затруднений только в том случае, если соседний с карбонильной группой углеродный атом несет сильно электроотрицательный заместитель. Уже давно известны полумеркаптали' хлораля |67], изатина [68], фенантреяхинона [69] и пировиноградной кислоты [68]^/
Полумеркапталь хлораля [70]. К охлажденному до —10° С эфирному- раствору 8 а метилмеркаптана добавляют 24,5 а хлораля. После отгонки эфира' полученный продукт перекристаллизовывают из петроленного эфира. Выход; продукта 26,6 г (82% от теоретического); т. пл. 56° С. .'■!
Из трихлорацетона, напротив, при взаимодействии с метилмеркаптаном и хлористым водородом сразу же образуется меркаптол (полный меркапталей кетона). '
Препаративное значение полумеркапталей заключается в возможности их пре* .вращения в а-галогентиоэфиры. причем последние могут быть получены в одну ста* дию, например при одновременном взаимодействии формальдегида, меркаптан^ за хлористого водорода: ,;
Г п
СН2О — HSR —>СН2О — HSR —>IС1IС1Iн—C-SR
СН2О — HSR —>
СН2О — HSR —>
I
С1
I
С1
ОН -
Хлорметилэтилсульфид [71]. В охлаждаемую смесью льда с солью суспен^ зию 15 г полиоксиметилена в 31 а этилмеркаитана пропускают хлористыЕ водород до полного растворения. К раствору добавляют СаС12, закрываю# пробкой с капилляром и оставляют на 24 ч. После этого отделяют верхний' слой, удаляют оставшийся хлористый водород током сухого воздуха и пеР0* гоняют, предохраняя от влаги воздуха. Выход хлорметилэтилсульфида 60—70 •] (60% от теоретического); т. кип. 128—131° С. )
а-Галогентиоэфиры можно также получать из ацетальдегида и бензальдегида;;
К С —О-связям большинства альдегидов и кетонов, карбонильная группа КОТО^ рых не слишком сильно стерически затруднена заместителями у а-углеродного атом^ (например, ароматические кетоны), в результате экзотермической реакции легко при* соединяется бисульфит с образованием бисульфитных соединений — а-окси-а-сульфО* кислот. Последние под действием кислот или щелочей легко расщепляются на исходу пые продукты. 2
'r.В\ /ОН
>С- О NaHSOa —>R'/R'z ^SOsNa
Бисульфитные соединения обычно трудно растворимы в избытке раствора сульфита и в спирте и поэтому могут быть легко выделены.
С. A. Martins, Р. Mendelsohn-Barthold у, Вег., 3, 443 ('
Е. Baumann, Вег., 18, 883 (1885).
A. Schonberg, О. S с h u t z, G. Arend, J. Р е t е г, Вег., 60, (1927).,
Н. В б h m е, Н. D. Lohmeyer, J. W i с к о р, Ann., 587, 51 (1954).
И. Bohme, Вег., 69, 1610 (1936).
Бисульфитные производные получают, как правило, простым встряхиванием карбонильного соедивения или его раствора с концентрированным раствором NaHSOa. Для увеличения растворимости карбонильного соединения к раствору рекомендуется добавлять небольшие количества спирта и мыла в качестве эмульгатора.
При получении бисульфитных производных ненасыщенных карбонильных соединений возникают осложнения, так как бисульфит может присоединяться и по двойным С=С-связям (стр. 555). В результате этой реакции образуются различные продукты присоединения, состав которых зависит от относительной реакционной способности С=С- и соответственно С — 0-связи. Одновременное присоединение по двойной С—С-связи можно предотвратить, если применять свежеприготовленный (из 1 молъ чистого кристаллического Na5SOs и 1 моль уксусной кислоты) бисульфит и проводить- реакцию в нейтральной среде (буфер), избегая длительного взаимодействия и повышения температуры. Таким образом, например, были получены «нормальные» бисульфитные производные коричного альдегида, цитронеллаля и цитраля [72].
При присоединении к альдегидам сульфиновых кислот образуются а-оксисуль- фопы:
ОН
R—-]-R'SO2H —> R—С—SO2R'
II
а-Оксисульфоны, за исключением низших чисто алифатических членов, легко кристаллизуются, однако эти вещества неустойчивы, скорость разложения зависит ог природы компонентов.
Разработан способ получения а-окспметилсульфонов [73].
Несколько граммов алкилсульфината магния нагревают с 35%-ным формалином до 40—50° С и при сильном перемешивании по каплям добавляют немного 12 н. H3SO4. Через 0,5—2ч отделяют образовавшийся алкилоксиметил- сульфои от формалина. Изоамил- и л-гексилоксиметилсульфоны представляют собой жидкости, гептил- и высшие оксиметилсульфоны—твердые вещества.
Из высших алифатических альдегидов а-оксисульфоны получают кипячением в токе азота эфирного раствора сульфиновой кислоты с избытком альдегида в течение 15 мин — 1ч. При работе с ароматическими альдегидами употребление азота излишне, так как образующиеся при этом аддукты значительно- стабильнее, чем аддукты, полученные из алифатических альдегидов.
ОБРАЗОВАНИЕ С—S-СВЯЗИ В РЕЗУЛЬТАТЕРЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ
/. Обмен водорода на S-функцию
1. Введение сульфогруппы
Сульфирование алифатических соединений
В алифатическом ряду введение сульфогруплы путем замещения водорода не имеет такого значения, как в ароматическом. При непосредственном сульфировании алканов серной кислотой, олеумом или трехокисью серы протекают главным образом побочные реакции (изомеризация, дегидрирование, окисление, образование сульфонов), и этот метод до сих пор не нашел практического применения.
Однозначное взаимодействие с серной кислотой с образованием сульфокислот наблюдается у алифатических карбонильных соединений, кислот и тому подобных, соединений.
F. Tiemann, Вег., 31, 3297 (1898).
Н. Bredercck, Е. Bader, Chern. Вег., 87, 129 (1954);
Камфорсульфокислота [74]. При обработке 100 г (±)-камфоры 135 уксусного ангидрида и 98 г концентрированной H2SO4 в течение четырех сутс образуется оптически неактивная камфорсульфокислота. После перекристаз лнзации из ледяной уксусной кислоты выход продукта 40% от теоретического1
При сульфировании жирных кислот H2SO4 выходы а-сульфокарбоновых ки лот обычно невысоки. Но при сульфировании в присутствии пиридина сульфокисло- получаются с практически количественными выходами [75].
Для сульфирования алифатических соединений наряду с хлорсульфонов кислотой применяются аддукты SO3 с диоксаном и пиридином. При помощи этих адщ тов , которые следует рассматривать как бетаииоподобные ониевые соли, очень лег осуществляется перенос трехокиси серы к сульфируемому соединению: ■
H->so3+rh —> rso3h+<^2^n
0^ X6->SO3+RH —> RSO3H + O^
что дает возможность проводить сульфирование в индифферентных растворителях П очень мягких условиях . Особенно гладко в этих условиях протекает взаимодейств альдегидов и кетонов с образованием а-кето- или альдегид-а-сульфокислот, [-71
Аддукт серного ангидрида с диоксаном (77). Из стеклянного" сосу с 60%-ной дымящей H2S04 перегоняют S03 в охлаждаемую холодной вод взвешенную колбу, содержащую сухой дихлорэтан. К полученной смеси г сильном перемешивании добавляют эквивалентное количество прокипячен® над натрием и перегнанного диоксаиа; температура смеси не должна п вышать 5° С. '
Ацетофенон-м-сульфокислота [76). К 0,35 моль аддукта S03 с диои иом в течение 1 ч прибавляют 0,35 моль (42 г) ацетофенона так, чтобы темпе тура смеси не поднималась выше 35° С. Реакционную смесь переметив; еще 2 ч, а затем разлагают, выливая ее в 300 мл воды. После отделе органического слоя водную фазу нейтрализуют холодным раствором Na и упаривают, продувая ток воздуха. Из твердого остатка продукт реал экстрагируют кипящим 60% -иым водным спиртом. После охлаждения на э раита кристаллизуется 54 г (70% от теоретического) натриевой соли ацетофе] ©-сульфокислоты.
Аналогичным образом получают натриевые соли 2-ацетотиофен ацетомезитилен-ю-, р-ацетонафталин-ю-, пииаколон-сс-, пропиофенон-а- и : бутирофеноя-а-сульфоквслот. Такие альдегиды, как фенилацетальдегид, : бутиральдегид и гептальдегид, этим способом также можно превра* в а-сульфокислоты.
При взаимодействии фенилалкилкарбоновых кислот с аддуктом серного аи рида с диоксаном образуются а-сульфекислоты [78], в то время как прямое сульф" ванне H2SO4 приводит к замещению в бензольном ядре.
Промышленное значение имеет сульфирование действием SO 2 и кисло (сульфоокисление). Реакция протекает по свободнорадикальному механизму
Сульфирование ароматических соединений серной кислотой и олеумом
Сульфирование, как одна из основных реакций химии ароматических соединений, имеет очень большое практическое значение. Под сульфированием понимают введение в молекулу ЗО3Н-группы, осуществляемое в простейшем случае действием 1LSO4 [80):
"R-H + HO—SO3HR-S08H + Hs0
Продукты реакции — свободная сульфокислота или ее соли большей частью растворимы в воде. Ароматические сульфокислоты являются исключительно важными промежуточными продуктами для получения фенолов, в первую очередь фенолов наф- 1алииового ряда.
Свободные сульфокислоты в большинстве случаев не имеют характеристических температур плавления; все они значительно более сильные кислоты, чем карбоновые.
Для успешного сульфирования отдельных соединений решающее значение имеют сульфирующий агент, растворитель и условия проведения реакции — концентрация кислоты, температура и продолжительность процесса.
Применение различных сульфирующих агентов описано ниже; в этом разделе кратко рассмотрено влияние условий проведения реакции на ход сульфирования. , Для сульфирования используют обычную концентрированную серную кислоту (68%-ная), моногидрат (100%-ная H2SO4) и дымящую серную кислоту (олеум), содержащую 5,7% SOs. При сульфировании образуется вода, что может привести к разба- - влению реакционной массы и преждевременному прекращению реакции. Поэтому необходимо либо брать соответствующий избыток серной кислоты, либо восстанавливать первоначальную концентрацию добавлением олеума (при слишком сильном разогревании охлаждают!), или азеотропной отгонкой [81] удалять образующуюся воду. Описано (81, 82) получение n-толуолсульфокислоты с использованием азеотропного обезвоживания реакционной смеси. При получении ж-крезолсульфокислоты удаление воды осуществляли вакуумной перегонкой (83).'
Под влиянием воды, выделяющейся в процессе реакции, сульфогруппа может 'также вступать в другие положения. Кроме того, равновесие между углеводородом и сульфокислотой может настолько сильно сдвинуться в сторону углеводорода, что будет протекать катализируемое кислотой отщепление сульфогрупп. С другой стороны, при высоких концентрациях олеума необходимо учитывать возможность вступления в молекулу нескольких сульфогрупп.
В зависимости от реакционной способности исходных соединений применяемые при сульфировании температуры колеблются в широких пределах, от 0° С до примерно 200° С, причем с повышением температуры скорость реакции увеличивается, ио возрастает опасность изомеризации продуктов или их дальнейшего замещения.
О продолжительности реакции нельзя сказать ничего определенного; некоторые соединения (например, тиофен) сульфируются в течение нескольких минут, в то время как для исчерпывающего сульфирования других соединений требуетсд несколько суток.-
При сульфировании неустойчивых соединений, осмоляющихся под действием серной кислоты, рекомендуется проводить реакцию с растворами, причем растворитель выбирают в зависимости от растворимости исходного продукта или сульфокислоты. В качестве растворителей предложены ацетонитрил, ледяная уксусная кислота, уисус^ ный ангидрид, жидкий сернистый ангидрид, петролейный эфир, четыреххлористый углерод и др. Так, например, 1-нафтол-2-сульфокислоту получают из а-нафтола действием H2SO4 в ледяной уксусной кислоте [84].
Влияние катализаторов на реакцию сульфирования сказывается в большей степени, чем на реакцию нитрования. Важнейшими катализаторами являются
R. Graf, Ann., 578, 80 (1952); L. О г t h п е г, Angew. Chern., 62, 302 (1950).
О механизме реакции см. С. С. Price, Chern. Rev., 29, 37 (1941); С., 1942, I, 984.
Н. Meyer, Ann., 433, 327 (1923).
L. Gattermann, H. Wieland, Die Praxis des organischen Chemikers, ,35 Aufl., Berlin, 1953, S. 170.
Герм. пат. 281054 (1914)<FrdL, 12, 160 (1914—1916)..'
] M. Conrad, W. Fischer, Ann., 273, 107 (1893).4
36 Заказ 1835.
бисульфаты щелочных металлов при повышенных температурах, пятиокись ванадия [85], иод [86] (применение спорно, см. [150]). трифторид бора [87] и фтористоводородная кислота, действие которой, вероятно, основано на образовании фторсульфоновой кислоты в качестве активного промежуточного соединения. Иногда в присутствии солей ртути сульфогруппу удастся вводить против правил замещения. Так, при действш! па антрахинон только H:S04 обрадуется почти исключительно р-антрахинонмоносуль- фокислота, а при добавлении небольшого количества ртути — практически только а-моносульфокислота (для этого достаточно уже 0,5% ртути [88]). Правда, как покат залп систематические исследования [89]. случаи такого замещения чрезвычайно редкий
При сульфировании чрезвычайно большое значение имеет способ выделения^ сульфокислот из реакционной среды. Отделение избытка H2SO4 от образовавшейся: сульфокислоты легче всего происходит при сульфировании аминов. Аминосульфо-^ кислоты большей частью гак плохо растворимы в воде, и особенно в разбавленной-; ILSOj. что практически полностью выпадают при разбавлении реакционной массй^ после чего их остается только отфильтровать и промыть. Свободные ароматичеенши» сульфокислоты в водных минеральных кислотах (например, в H2SO4, НС1) рястворимт^ .хуже, чем в воде. Поэтому их часто можно выделить простым разбавлением реакционрЗ ной массы менее концентрированной H2SO4 или медленным добавлением воды ищ’5 льда. Таким путем, например, отделяют n-толуолсульфокислоту. плохо растворимую] в 66—71%-ной H,SO4. от орто-изомера, выпадающего из 45—55%-пой H2SO4 [90]v
Свободные сульфокислоты можно выделить, внося сульфомассу в органические растворители, смешивающиеся с серной кислотой (ацетоп, спирт) [91], или непрерывно экстрагируя сульфокислоты бензолом или толуолом. .з
Выделение сульфокислот в вице солей осуществляется обычно двумя способам^ По одному способу растворенную в воде сульфомассу нейтрализуют гашеной известью^ отфильтровывают выпавший CaSO4 и обрабатывают фильтрат, содержащий кальциену» соль сульфокислоты, Na2COa. причем образуется натриевая соль сульфокислоты^ Выпадающий СаСО3 отфильтровывают, фильтрат упаривают до начала кристаллина; ции или. если необходимо, досуха. Этот так называемый известковый метод примени^ практически для всех сульфокислот, кроме тех, которые образуют трудно растворимы^ кальциевые 'соли (например, при получении 1.4-аминонафтоЛ'2-сульфокислоты)^ Однако он неудобен из-за использования больших количеств жидкости, которую нео& ходимо выпаривать. Можно попытаться выделять сульфонаты щелочных металлов д(Н давлением спирта. По другому способу разбавленную водой сульфомассу смешивая^ с неорганическими солями щелочных металлов [чаще всего с NaCl или Na2SOt, рея^ с KCI или (NH4)2SO4], высаливая соответствующую соль сульфокислоты. Одиаио (А нс всегда применим, так как не все сульфокислоты высаливаются достаточно полней Кроме того, выделяемые этим методом соли сульфокислот, как правило, загрязненбГ неорганическими солями, что, однако, обычно не мешает их дальнейшей переработке* Для получения солей сульфокислот,’ содержащих очень незначительное количеству Heopi анически.х солей или свободных от этих примесей, их промывают сначала насы* щенным, затем разбавленным раствором NaCl и далее, если сульфонат не слишком легко растворим, ледяной водой. Можно также попытаться очистить сульфонат пере? кристаллизацией из органических растворителей, например водных метилового ил£ этилового спиртов.
Для выделения свободных сульфокислот из их солей обычно твердые натрием соли этих кислот смешивают с концентрированной НС1; образующийся NaCl отфил тровывают на пористом стеклянном фильтре и фильтрат упаривают в вакууме. С» бодные сульфокислоты получаются в виде сиропа или в виде расплывающейся криста; лической массы. Дальнейшая очистка сульфокислот от незначительных количей елмей и других примесей осуществляется растворением в спирте. Свободные сульф'
] Герм. пат. 214156 (1909): Frdl., 9, 670 (1908—1910)..
,86] Е. Kn ne venagel, J. prakl. Chern. [2], 89, 1 (1914).
J R. J. Thomas, W. F. A n z t I о 11 i, G. F. П en n i on, Ind. Eng. Chem 32, 408 (1940): G. F. H e n n i о n, C. J. Schm idle, J. Am. Chem. Soc 65, 2468 (1943).
M. Il jinsky. Ber., 36, 4197 (1903).,
K. Holderman n, Ber., 39,1250 (1906); O. D i m г о t h, W. V. S c h m a < del, Пег., 40, 2411 (1907).-
Герм. пат. 137935 (1901); Frdl., 7, 53 (1902-1904).,
G. V. Shiroi k a r. I. S. U p p a I, V. V e и k a t а г a m a n, J. Indiati Chem. Soc., 17, 443 (1940); C., 1941, I, 2103.2
кислоты удается надежно выделить из бариевых или свинцовых солей серной кислотой или сероводородом.
При взаимодействии с органическими основаниями арилсульфокислоты, как правило, образуют хорошо кристаллизующиеся соли с четкой температурой плавления. Ути соли можно использовать для идентификации сульфокислот [92]. Описан, например, способ разделения различных нафталинсульфокислот через их соли с арил- аминамп [93|. Бензидиновые и дианизпдиновые соли в большинстве случаев трудно растворимы и могут быть использованы для разделения л количественного определения сульфокислот [94].
Толуидиновые соли арилмоносульфокислот [95]. Эквимолярные количества арилсульфоната калия и гидрохлорида п-толуидина растворяют при 60°С в возможно малом количестве воды и быстро охлаждают при хорошем перемешивании. n-Толуидинопую соль отфильтровывают, промывают небольшим количеством ледяной воды и перекристаллизовывают из воды, добавляя, если необходимо, активированный уголь. Затем перекристаллизовывают еще раз из воды и, наконец, из водного этилового спирта.
S-Бензил- и S-a-нафтилметилпзотиуронийхлориды тоже образуют с солями сульфокислот кристаллические соли, пригодные для идентификации сульфокислот и ча'сто для их разделения [96]:
RSO3Na + [R'CH3-S-C(NH2)2l+Cl- —> [R'CH2-S-C(NH2)2]+(RSO3)'^NaCl
Для очистки простейших представителей арилсульфокислот можно применять высоковакуумную перегонку [97]; однако обычно чистые препараты получают через сульфохлориды или сульфамиды.
Сульфирование и влияние заместителей в бензольном ряду. В бензольном ряду ,скорость сульфирования и положение, в которое вступает сульфогруппа, зависят от имеющихся в ядре заместителей. Сульфирование облегчается при наличии в ядре-фе- польных оксигруш; так же, во несколько менее эффективно, действуют алкокси-, .амино- и ациламнногруппы; наиболее слабое влияние оказывают алкильные группы. Напротив, наличие галогенов, карбоксильных и карбонильных групп, уже имеющихся сульфогрупп, и особенно нитрогрупп, затрудняет сульфирование. Так, динитропроизводные обычно уже не сульфируются.
Сульфирование почти всегда протекает согласно правилам замещения [98]. Заместители первого рода при низких температурах направляют, сульфогруппу преимущественно в орто-положение, при повышенных — в пара-положение; в мета-положение сульфогруппа вступает при наличии заместителей второго рода.
Бензолсульфокислота [99] (простой способ получения см. [82]). В стальном, фарфоровом или эмалированном сосуде, снабженном мешалкой и обратным холодильником, в течение примерно 30 жим осторожно смешивают 200 г бензола с 450 г 10%-ного олеума, причем температура не должна подниматься
R. W е n d 1 а и cl, J. Rode, R. М е i n t z е г, J. Am. Chern. Soc., 75, 3606 (1953).
R. В. F о г s t е г, С. М. Key worth, J. Soc. Chem. Ind., 46, T 25 (1927); C., 1927, I, 1676.
H. E г d in a n n, Ber., 32, 3186 (1899); В. Ф. Б о p о д к и н, Т. В. М а л к о в а, ЖАХ, 3, 166 (1948); А. А. Спрысков, Б. И. Караваев, ЖОХ, 22, 1620 (1952).
A. D. Barton, L. Y о u п g, J. Am. Chern. Soc., 65, 294 (1943).
Е. Chambers, G. W. Watt, J. Org. Chern., 6, 376 (1941); W. А. В о n- n e r, J. Am. Chern. Soc., 70, 3508 (1948).
F. Krafft, AV. Wilke. Ber., 33, 3207 (1900); J. V. В г а и n, K. W e t- b ii a c h, Ber., 63, 2639 (1930).
к. Lane r, J. prakt. Chern. [2], 143, 130 (1935).
Г. E. Фнрц-Давид, Л. Б л а н ж е й, Основные процессы производства органических красок, пер. с нем., Издатинлит,, 1957.
выше 75° С. Полученную смесь нагревают до 110° С (при более высокой темщ Йатуре довольно легко образуются дисульфокислоты) и выдерживают 1,5—2 ^ осле того как прореагирует весь бензол, реакционную массу выливают в 1ч воды, нейтрализуют при перемешивании кипящую смесь примерно 450 г поре шкообразното СаСОа и отфильтровывают выпавший CaSO, на большом путч фильтре. Осадок промывают водой (около 1,5 л) и перешедшую в раствор иад$ циевую соль сульфокислоты нагреванием с примерно 110 a Na3COs (до щелочу реакции по фенолфталеину) переводят в натриевую соль. Выделившийся п^ этом СаСОя отфильтровывают в горячем состоянии и упаривают фильтрат S открытом пламени до начала выпадения кристаллов бензолсульфокислейй натрия. При охлаждении образуется паста из соли и воды, содержащая окей 15% твердой фазы; оиа состоит (в расчете на сухое вещество) примерно ■ 90% бензолсульфоната, 7% Na2SO4 и Na2CO3 и небольшого количества калы® евых солей. Эту пасту можно непосредственно перерабатывать в фенол (щелм ное плавление) или выпариванием досуха выделять бензолсульфонат натрМя Если требуется возможно более полное отсутствие неорганических солей, о^м сывают кашицу и высушивают осадок, что, правда, сопряжено со значите» ними потерями вещества.W
Азеотропной осушкой с избытком бензола можно получить моногйдш! бензолсульфокислоты (т. пл. 45—46° С) [81].
При дальнейшем сульфировании бензолмоносульфокислоты образуется бензолов дисульфокислота [100].
Вензол-л4-дисульфокиелота. К 78 г (1 .моль) бензола при хорошем пвм мешивании в течение 2 ч приливают по каплям 250 а 20%-ного олеума чтобы температура смеси не поднималась выше 40—50s С. Затем таким же собой в течение еще 2 ч добавляют 200 г 66%-ного олеума, причем температ^Я попытается до 75е С. Полученную смесь нагревают еще 1 ч при 90° С, выдЦ вают в 2 л воды и в горячем состоянии при перемешивании нейтрализуют пин мерно 400 а СаС08. После отсасывания и промывания осадка фильтрат обра§й тывают, как описано выше, примерно 100 г Na2CO3 и упаривают. Остам® после упаривания сушат при 130—140° С. Выход продукта около 250 г от теоретического).
Толуол сульфируется легче, чем бензол, давая смесь о- и п-толуолсулыЬокшЯиИ [90], причем при нагревании образуется главным образом пара-соединение [1ЙД (стр. 562). Описан способ получения толуол-2,4-дисульфокислоты [102]. Высшие гМЯ логи бензола, вероятно вследствие стерических затруднений, сульфируются тоЛЙЯ в пара-положение [103]. Из трех изомерных ксилолов легче всего сульфируется *-NM лол; различную реакционную способность ксилолов в реакции сульфирования момИ использовать для их разделения методом фракционного сульфирования [104].
При наличии в бензольном ядре атома галогена сульфогруппа практичасйи направляется исключительно в пара-положение [81, 105].’ --фд
Описано получение л-бром- и п-иодбензолсульфокислот [106].
Хлорбензолдисульфокислота. Ее целесообразно получать из п-хлорбешМеЯ сульфохлорида медленным нагреванием с 4 ч. моногидрата серной кксЯдяИ при 160—180° С до окончания выделения НО. После выливания реакциоВДаИ смеси в воду продукт выделяют «известковым» методом, как описано въймИ
Г. Е. Ф и р ц - Д а в и д, Л. Б л а и ж е й, см.8».^
Герм. пат. 57391 (1890): Frdl., 3, 905 (1890—1894); Е. Е. G 11 b е г t, Е. Р.
nes, Ind. Eng. Chem., 43, 2030 (1951).• Й
Г. Е. Фирц-Давид, Л. Б л а нж с й, см.".’
М. Senkowski, Вег., 23, 2417 (1890); R. L. Frank, R. Е. ВегН О. L. Shotwell, J. Am. Chem. Soc., 71, 3891 (1949).
Т. S. Patterson A. McMillan, R. S. S о m е г v i 11 е, J. Оев
Soc., 125, 2488 (1924),
G. F. L i s k, Ind. Eng. Chem., 41, 1025 (1949); герм. пат. 116759; Frdl., 5,^ (1897-1900); герм. пат. 260563 (1912); Frdl., И, 141 (1912-1914).
R. R. Baxter. F. D. С h a 11 a w a v, J. Chem. Soc., 107, 1815 (19*4
Фенол сульфируется исключительно легко; при низких температурах образуется орто-производное, при повышенных (около 100° С) — пара-соединение наряду Примерно с 10% фенилового эфира сульфокислоты.
Фенол-о-сульфокислота (107). Расплавляют 200 г фенола, к расплаву добавляют при хорошем перемешивании 100 г H2SO4 (моногидрата) и охлаждают; полученная смесь уже не так легко затвердевает. При температуре ниже 20° С и перемешивании добавляют еще 200 г моногидрата, продолжают перемешивать 6—8 ч, поддерживая температуру ниже 20° С, и выливают реакционную смесь в 1,5 л воды. Основное количество избыточной H2S0< нейтрализуют сначала PhCO3- (около 500 г), затем порциями осторожно добавляют ВаСОа до перехода синей окраски бумажки конго в красную, с тем, чтобы сульфокислота оставалась в растворе в виде кислой бариевой соли. Необходимо избегать длительного кипячения с избытком карбоната, так как при этом выпадает трудно растворимый нейтральный сульфонат бария. Смесь отфильтровывают от PbSO4 и BaSO4 и хорошо промывают осадок, фильтрат еще раз отфильтровывают от вновь выпадающего осадка и выпаривают, пока удельный вес маточного раствора, находящегося над выпавшими кристаллами, станет равным 1,18—1,20 (измеряется на холоду). Необходимо следить за тем, чтобы наряду с грубыми, срастающимися в корку кристаллами о-сульфоната не выпадали мелкие волокнистые иглы изомерного продукта, которые в случае их образования следует растворить, добавляя холодную воду. Выделенный таким способом . неочищенный о-сульфонат отфильтровывают "и промывают холодной водой до удельного веса промывной воды 1,08—1,09. Выход неочищенного фенол- о-сульфоната бария около 25% от теоретического.
Фенол-д-сульфоиислота (107). Реакционная масса, полученная по описанному выше способу, состоит приблизительно из 40% и -сульфокислоты и 60% «-сульфокислоты. После выделения неочищенного о-сульфоната маточный раствор содержит около 80% n-сульфоната, который после добавления MgSO4 выкристаллизовывается в виде магниевой соли.
Если необходимо получить только л-сульфокислоту, то 200~г фенола нри хорошем перемешивании нагревают 6—8 ч при 90—100° С с 200 г 95%-ной H2SO4, охлаждают до 70—75° С, смешивают с 50 мл воды, для того, чтобы предотвратить затвердевание смеси, и охлаждают до^комнатной температуры^ Из реакционной смеси, содержащей более 80% n-сульфокислоты, можно непосредственно выделить свободную n-толуолсульфокислоту (см. оригинальную работу).'
о-Крезол действием концентрированной H2SO4 превращают в 2-метнлфенол 4-сульфокислоту [108], а гваякол — в соответствующую 2-метоксифенол-4-сульфо-_ кислоту [108].
При наличии в молекуле аминогруппы сульфогруппа вступает в орто- н параположения. Сульфирование олеумом с повышенным содержанием серного ангидрида дает преимущественно м-сульфоиислоты. При низких температурах из анилина возникает главным образом аннлин-о-сульфокислота, при повышенных температурах — в основном сульфаниловая кислота [109]. Сульфаниловую иислоту получают с хорошим выходом взаимодействием анилина с концентрированной H2SO4 в течение 4—о ч при 180—190° С [110].‘
Назревание бисульфатов аминов (процесс «запекания») приводит к аминосульфокислотам. Этот простой способ применим для получения сульфокислот из ароматических аминов, например толуидинов, ксилидинов, хлоранилинов, а-нафтиламина, бензидина и третичных аминов. Преимуществом метода в сравнении с обычным сульфированием серной кислотой является то, что при этом не образуются более высокосульфиро- ванные продукты, так как берется точно рассчитанное количество серной кислоты. Как правило, при таком превращении ие образуются изомеры, поскольку сульфогруппа
J. Obermiller, Вег., 40, 3637 (1907).
М. Е. Н и I t q u i s t et al., J. Am. Chem. Soc., 73, 2558 (1951).
E. R. A 1 e x a n d e r, J. Am. Chem. Soc., 68, 969 (1946); 69, 1599 (1947).
0] L. Gattermann, H. Wieland, см.82, стр. 172; . Г. E: Фирц-
Давид, Л. Б л а н ж е й, см.99.,
почти всегда однозначно вступает в пара-положение или, если оно замещено, в орто-' положение к аминогруппе, но никогда не вступает в мета-положение.
СНзСНз
HZSO4
I II -~* I II
^^СНз^/^СНз
-\Н2^NH3HSO?
другие методы сульфирования
Для процесса «запекания» практически важно наличие возможно большей по*:' верхности бисульфата амина, что достигается распределением его тонким слоем на листе-? жести, растиранием корки, применением вакуума и тому, подобными мерами. Наи-" более благоприятными температурами процесса являются 170—220° С; однако в каж*? дом отдельном случае температуры различны и должны устанавливаться путем проб- " ных опытов. Процесс лучше вести в вакууме [111), так как при этом сульфирований проходит быстрее, более гладио и устраняется опасность обугливания. Применяемые' для «запекания» бисульфаты должны быть возможно более чистыми, поскольку содер-< жащанся иногда в соли серная кислота может способствовать иному направлению^ сульфирования. Сульфируемое соединенно лучше всего растворить в ледяной уксусной ? кислоте, вылить раствор в рассчитанное количество концентрированной серной кно*-^ лоты и удалить уксусную кислоту в вакууме; остаток количественно состоит.; из бисульфата.J
О сульфировании ароматических аминов по методу «запекания» см. обзор [112]*$
Этим методом были получены следующие сульфокислоты: 2,4-д(1метил-1-аМЯНО^ бензол-6-сульфокислота (113), 2-амино-1-метилбензол-5-сульфокислота [114, и^ 1-аминобензол-4-сульфо-2-карбоновая кислота [115]. Перегруппировку бисульфатов^1 можно осуществить также нагреванием их в высококипящем индифферентном раствогз ригеле [116].. л
Менее однозначно, чем методом «запекания», протекает прямое сульфирование^ аминов серной кислотой или олеумом. Таким образом из N-этиланилнна получена' ^ ^этилаиилин-4-сульфокислота [91], из диметиланилина — N.N'-диметиланилин-^ и -4-сульфокислоты [117]; из этилбензиланилина — этил-(л-сульфобензил-ани-? лин |118]:
^>-n-ch,-V2> -\ J>"N"CH^\=Z'I
с=н5 ■Сгщ ^ОзН
[111] Г. Е. Фирц-Давид, Л. Б л анжей, см.89.
W. Huber, Helv. chim. acta, 15, 1372 (1932); A. F. H о 11 e m a n, C., 1933^; I, 2809.
A. Junghahn, Ber., 35, 3750 (1902).;
C. F. H. A 11 e n, J. A. Van Allan, Org. Synth., 27, 88 (1947).J
[1151 Пат. США 2353351 (1944); С. A., 38, 5845 (1944).
Герм. пат. 549136 (1931); Frdl., 19, 705 (1934).
E. А. Шилов, 4. H. Куракин, ЖОХ, 18, 2092 (1948): С. A., 43, 3803? (1949).
L. В I a n g e у, H. E. Fieri, G. S t a m m. Helv. chim. acta, 25, H62j (1942); Г. E. Фирц-Давид, Л. Б л а и ж e й, см.99; стр. 131; герм. . пат. 697/7 (1891); Frdl., 3, 39 (1890—1894).<
Этил-(.и-сульфобевзил)-анили[[. К 150 г HnSO^ (моногидрат) при пере- метивании в течение 15 мин осторожно приливают по каплям 150 а атилбен- зиланилпна, поддерживая температуру ниже 50° С. К полученной массе приливают по каплям 150 г 60%-ного олеума и нагревают при 60° С около 3 ч.
Конец реакции определяют по отсутствию помутнения при добавлении разбавленного раствора соды к небольшой пробе реакционной смеси, смешанной с водой.
Затем реакционную массу выливают в 1 л воды, через 12 ч отфильтровывают выделившуюся сульфокислоту и промывают ее водой. Выход продукта 72% от теоретического. Маточный раствор нейтрализуют известью, растворенную кислоту переводят в натриевую соль добавлением сульфата натрия и фильтрат упаривают до объема 400 мл. После подкисления часто уже при трении стеклянной палочкой и внесении затравки получают вторую фракцию кислоты (около 5%). Добавлением NaCl из маточного раствора можно выделить и натриевую соль n-кислоты (около 15% от теоретического).
Ацилированные амины могут сульфироваться в пара-положение с сохранением, отщеплением или изменением ацильного остатка. Так, например, из N-метилацет- анилида получают N-мeтил,aнилии-4-cyльфoкиcлoтy [119].
о- п тг-Аминофенолы сульфируются труднее, чем фенол; сульфогруппа при этом вступает в орто- или пара-положение к оксигруппо. Из e-аминофенола образуется исключительно 2-аминофенол-4-сульфокислота [120], из л-аминофеиола — 4-амино- 2-оксибензолсульфокислота [121], а из п-аминофенола— 5-амино-2-оксибензолсуль- фокислота [122].
Нитробензолсульфокислоты обычно получают нитрованием ароматических сульфокислот. Обратный путь применяют только в тех случаях, когда сульфирование протекает более однозначно, чем нитрование. Сульфирование нитросоедияепий следует вести очень осторожно, так как при этом возможно их разложение со взрывом. Примерами сульфирования ниттюсоединений являются синтезы л-иитробензолсульфокислоты из нитробензола [123] и 5-нмтро-2-метндбензолсульфокислоты из «-нитротолуола - (124].
Карбоксильная и формильная группы ориентируют вступление сульфогруппы □ мета-положение. Так, из бензойной кислоты получают З-сульфобензойную кислоту [125], из бензальдегида — бензальдегид-3,5-дисульфокислоту [126].
Сульфирование и влияние заместителей в нафталиновом, антраценовом и фенантреновом рядах. При сульфировании соединений нафталинового ряда уже при вступлении первого заместителя возможно образование двух изомеров, аир. При сульфировании этих соединений обычно получают смесь изомеров, состав которой зависит от температуры реакции; при проведении реакции на холоду преобладает а-изомер, при 120—130° С образуется (^сульфокислота. При нагревании а-сульфокислоты с серной кислотой она может изомеризоваться в р-сульфокислоту. Па направление замещения при сульфировании оказывают влияние уже имеющиеся заместители, правда не в такой степени, как в бензольном ряду. Заместители первого рода облегчают обычное электрофильное замещение, направляя сульфогруппу в орто- и пара-положения. Заместители второго рода, напротив, затрудняют замещение, при этом менее затрудненным оказывается мота-положение; одпако легче происходит сульфирование незамещенного ядра. Согласно правилу Армстронга и Винна, при прямом сульфировании две сулъфогруппы никогда пе вступают в орто-, пара- или пери-положения друг к другу.
J. 11 а 1 Ь е г k а п п, Вег., 54, 1836 (1921); G. A. Smyth, Вег., 7, 1241 (1874).
J. Post, Ann., 205, 51 (1880).
11211 A. L. М i 1 1 е г, Н. S. М о s h е г et al., J. Am. Chem. Soc., 71, 3559 (1949); герм. пат. 70788 (1892); Frdl., 3, 59 (1890—1894).
IL Bauer, Bor., 42, 2107 (1909).
Г. e. Фирц-Давид Л. Бланжей, см.66.
Г. E. Фирц-Давид, Л. Бланжей, см.66.
$12 5} Н. О Hermann, Лип.,' 280 , 5 (18 94).
Г. Е. Фирц-Давид, Л. Бланжей, см.68.
Нафталив-а-сульфокислота [127]. В 260 г II2SO4 (моногидрат), охла-' жденпой до 0° С, при перемешивании быстро вносят 128 в тонкоизмельченного' нафталина. Для того чтобы предотвратить внезапное выделение сульфокислоту, из пересыщенного раствора, после окончания добавления нафталина кристал-' лизацию вызывают "внесением небольшого количества ct-сульфокислоты (полу-.< ченной нагреванием на водяной бане пробы нафталина с серной кислотой я] последующим охлаждением). Если часть нафталина не вступила в реакций^ сульфирования (непрореагировавший нафталин обнаруживается по образовав нню мути при разбавлении небольшой пробы реакционной смеси водой), масс# необходимо нагревать некоторое время при 60° С.9
Нафталин-р-сульфокислота [128,_ 129]. В колбе, снабженной тормомеу тром, капельной воронкой и мешалкой, расплавляют 100 г нафталина и npi 160° С в течение примерно 15 мин приливают по каплям 160 г концентрирован- ной НВ8ОЛ. Смесь перемешивают еще 5 мин при 160° С, выливают в 120 Ml холодной воды, через 24 ч отфильтровывают выпавшие кристаллы и отжимаю^ на пористой тарелке. Для очистки полученный продукт порциями по 10 растворяют в 5 мл воды, фильтруют в горячем состоянии, смешивают горячи раствор (температура выше 70° С) примерно с 2 мл концентрированной Н< и охлаждают. Выход сульфокислоты в виде тригидрата 160 г. Кислоту суша, на порйстой тарелке или в эксикаторе над NaOH.’
При более высокой температуре и более длительном воздействии олеума на наф талин получают ди- и трисульфокислоты. О получении нафталин-1,5- и нафталий 1,6-дисульфокислот см. [130], нафталин-2,7-дисульфокислоты, см. [131], о полученЯ] нафталин-1,3,5- и нафталин-1,3,6-трнсульфокислот см. [99].
В ряду нафтолов прямому сульфированию обычно подвергают только р-нафтол а-нафтолсульфокислоту чаще всего получают другими путями (например, щелочнш плавлением нафталинди- и нафталинтрисульфокислот или но реакции Бухерера Я соответствующих 1-нафтиламинсульфокислот). Однако в отдельных случаях провода прямое сульфирование. Так, например, при взаимодействии а-нафтола с серной кий лотой [132] в течение 2 ч при 50° С или с моногидратом [133] в течение 36—48 ч пр 20° С, если необходимо с последующей однодневной обработкой при 40° С. получак 1-нафтол-2,4-дисульфокислоту в виде кислой натриевой соли с выходом 95% от ретического.
Место вступления сульфогруппы в молекулу Р-нафтола в большой мере завись от температуры реакции. При низких температурах получается 2-нафтол-1-сульф1 кислота 1134J; с повышением температуры или в присутствии избытка HeS04 из эт^ кислоты в результате миграция сульфогруппы образуется 2-нафтол-8-сулъфокисл<и (кроцеиновая кислота) и, наконец, при 110° С — почти исключительно 2-нафтолн сульфокислота (кислота Шеффера). Дальнейшее сульфирование избытком НаЙ приводит к р-нафтолди- и р-нафтолтрисульфокислотам [135], используемым для сш теза красителей.;■
127128129130127128129130[133][133][134][135][134][135]Г. Е. Ф я р ц - Д а в в д, Л. Б ланжей, см. [99].
127
128
129
130
127
128
129
130
[133]
[133]
[134]
[135]
[134]
[135]
При сульфировании ct-нафтиламина всегда образуется смесь сульфонислот, причем сульфогруппа вступает в положение 4, 5 или 6. Однако обычно 1-нафтиламин- сульфокислоты получают не сульфированием а-нафтиламина, а другими путями, например восстановлением нитронафталинсульфокислот.
1-Нафтнламин-4-сульфокислота [136] (скитезметодом«запеканвя» fill]). Получение кислого сульфата. В трехгорлой колбе, снабженной капельной воронкой, мешалкой н нисходящим холодильником, нагревают до 120—125° С 73,5 г 70%-ной H2SO4 и при энергичном перемешивании в течение 30 мин приливают по каплям нагретый до 50° С раствор 75 г а-нафтиламина в 15 е бензола, непрерывно отгоняя бензол. Твердый остаток сушат 18 ч при 120° с.
Получение сульфокислоты. Нагревают 75 а тонконзмель- ченного сульфата до 180° С при 10—15 мм рт. ст. в течение 8 ч. После охлаждения полученный светло-серый осадок растворяют примерно в 500 мл воды, добавляя 20 а безводного Na2COg. Раствор доводят до кипения, фильтруют, экстрагируют бензолом непрореагировавший нафтиламин, еще раз нагревают до кипения. К этому раствору добавляют НС1 до начала помутнения и далее активированный уголь и отфильтровывают в горячем состоянии. Охлажденный раствор подкисляют HCI, отфильтровывают выделившуюся нафтионовую нв- слоту и сушат ее при 100° С. Выход кислоты 60—65 г (85—95% от теоретического).
Более однозначно протекает замещение при сульфировании Р-нафгилаМпна. При соблюдении соответствующих условий (температура и концентрация серного ангидрида в сульфирующей смесн) можно получать 2-нафтиламин-5- и 2-нафтиламин-8- сульфокислоты или 2-нафтиламин-6- и 2-нафтилампн-7-сульфокислоты. С увеличением концентрации SO3 в сульфирующей смесн из моносульфокислот образуются ^-нафтил- аминди- и 6-нафтиламинтрисульфокислоты [135].
2-Нафтиламип-1-сульфокислоту (кислота Тобиаса) можно получить с выходом 90% от теоретического взаимодействием Р-нафтнламина с S03 в тетрахлорэтане [137].
При сульфировании антрацена наряду с ^-сульфокислотой образуются дисуль- фокпслоты [138]. Более подробно изучено сульфирование антрахинона [139] и фенантрена [140]. При сульфировании фенантрена серной кислотой получают фенан- треп-2- и фенантрен-З-моносульфокислоты, которые можно разделить [141].
Сульфирование серной кислотой и олеу.ном в присутствии катализаторов
В присутствии солей металлов [например, Na2SO4 и (NH4)aSO4] агрессивное действие серной • кислоты вследствие эффекта разбавления ослабляется. Описано [142]. например, сульфирование пирена в присутствии Na8SO4. 1-Амино- аптрахинон-2-сульфокислоту также целесообразно получать [143] в присутствие NaaSO4.
Наиболее давно известно каталитическое влйяние, оказываемое на реакцию сульфирования ртутью и ртутными солями, которые не Только увеличивают скорость реакции, ио и определяют направление замещения вследствие промежуточного образования металлоорганических соединений [139]. Так, без катализатора но
[136] [137] [138[ [139][140J[141] 1142] [143[136] [137] [138[ [139][140J[141] 1142] [143R. Н. С. Ne vile, A. Winther, Вег., 13, 1948 (1880).
[136] [137] [138[ [139]
[140J
[141] 1142] [143
[136] [137] [138[ [139]
[140J
[141] 1142] [143
Пат. США 1969189 (1932); С., 1935, I, 960.
Герм. пат. 77311 (1893): Frdl., 4, 271 (1894—1897).
К. L a u е г, J. prakt. Chern. [2], 135, 173 (1932); К. L a u е г. J. prakt. Chern. [2], 138, 81 (1933).
L. F. Fieser, J. Am. Chem. Soc., 51, 2460, 2471 (1929); cp. F. L. С о h ев, U. Cormier, J, Am. Chem. Soc., 52, 4363 (1930).
L. F. Fieser, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 482.
E. Tietze, O. Bayer, Ann., 640, 189 (1939).
Герм. пат. 484997 (1927); Frdl., 16, 1248 (1931).
антрахинона п олеума образуется антрамшои-2-сул1,фокислота |1И|. в присутствии'' же солей ртути — антрахннон-1-сульфокислота 11441.
Антрахинон-1-сульфокислота. В 200 -мл 20°о-ного олеума вносят при, перемешивании хорошо растертую смесь 208 г чистого сухого антрахинону с 4 г отмученной IlgO или HgSO4 и перемешивают при 50° С до полного растворения. Полученный раствор нагревают в течение 1 ч до 130—135° С, в течение последующих 2 ч приливают по каплям 50 г 60%-ного олеума, после чего перемешивают еще 1 ч при 135° С. После охлаждения смесь выливают н 2 л ледяной воды, нагревают до кипения и отфильтровывают от пенрореагировавшего антра* хинона (около 60 г). Фильтрат вновь доводят до кипения и при перемешивание1 добавляют к нему нагретый до тон же температуры раствор 80 г КС! в неболь^ шом количестве воды. Полученный раствор охлаждают до 60° С и выдерживают' при этой температуре 6 ч. Выпавший осадок отсасывают при 60° С иа пред^ варнтельно нагретом нутч-фильтре, промывают насыщенным раствором КСЦ и небольшим количеством воды. Выход калиевой соли анграхинон-Г-сульфо-, кислоты 190 г (58% от теоретического).
При сульфировании фталевого ангидрида действием SO3 образуется 4-сульфо^ фталевый ангидрид, а в присутствии HgSO4 — 3,5-днсульфофта левый ангидрид [145);| Ртуть и ртутные соли катализируют сульфирование 4-метилпиридина до 4-метилпири-". дин-3-сульфокислоты [146] и пиридина до пиридин-З-сульфокислоты [147]. Примени» ние катализаторов в этих случаях способствует значительному повышению выходе продуктов. Хинолин в присутствии 0,2—3% ртути можно превратить в хинолин-5-? сульфокислоту [148] без одновременного образования хинолиц-8-сульфокислоты.’ Катализаторами реакции сульфирования являются также фтористый водорода трифторид бора [87] (например, при сульфировании бензола, толуола, нафталина, нафтиламина, нафтола, фенола, карбазола и дифенила) и борная кислота [149] (нацря^* мер, при получении хинизарин-6-сульфокислоты). Иод не оказывает влиянии на реак-; цию сульфирования [150].(
Сульфирование серным ангидридом и его аддуктами
Преимущество прямого сульфирования действием серного ангидрида [1511* по сравнению с сульфированием серной кислотой заключается в том, что в процессе- реакции не образуется вода и тем самым однозначно определяется направление замещения [152]. В большинстве случаев реакция протекает очень бурно, часто даже с обугливанием, поэтому целесообразно проводить ее при низких температурах или в прег- сутствии растворителей. Сульфирование можно осуществлять пропусканием газооб-? разного серного ангидрида в жидкое сульфируемое вещество или в его раствор. ■ .
Метиловый афнр сульфосалицнловой кислоты [153]. Серный ангидрЖД- пропускают в метиловый эфир салициловой кислоты до затвердевания реакциоН-J ной массы. Температуру при этом медленно повышают с 25 до 107° С. »; В качестве растворителя при сульфировании серным ангидридом особенно пригоден жидкий сернистый ангидрид [154].
Г.Е.Ф и р ц - Д. а в и д, Л. Б л а н ж е й, см.»®.1
Н.Wа 1 d m a n n, Е. Schwenk, Ann., 487, 287 (1931).а
1461J.L.W ebb, А. Н. С г о w i n, J. Am. Chern. Soc., 66, 1456(1944).
S.M.M с E I 1 v a i n, M. A. G о es e, J. Аш. Chern. Soc.,65,2233 (1943).
Пат. США 26 89850 (1952)' С., 1956, 6811.
Герм. пат. 492000 (1928); FrdL, 16, 1247 (19.31).r,
V. A u g e г, M. V а г у, G. г., 173, 239 (1921); С., 1922, I 492.
С. М. Suter, A. W. Weston, Org. Reactions, 3, 141; G. F. L i s k, Ind- Eng. Chcm. 40, 1671 (1948); Al 1923 (1949); 42, 1746 (1940).«
K. L a u e r, J. prakt. Chern. [2], 143, 127 (1935).
Пат. США 2527880 (1950); С. A., 45, 1164 (1951).1
L. Leiserson, R. W. Bost, R. LeBaron, Ind. Eng. Chern., 40 , 505; (1948); w. H. C* R u e g g e b e г g, T. W. S a u I s, S.L. Norwood,^ J. Org. Chern., 20, 455.(1955).
Сильного окислительного действия серного ангидрида можно избежать, используя уже упоминавшиеся аддукты серного ангидрида (стр. 560), сульфирующая активность которых зависит от их стабильности [151]. Димер сорного ангидрида пли продукты присоединения серного ангидрида к минеральным кислотам (например, H2S2O7) являются более сильными сульфирующими агентами, чем стабильные аддукты с диок- сапом [77, 155] и третичными аминами, с помощью которых можно вести сульфирование в очень мягких условиях [156]. Неустойчивые в кислой среде соединения сульфируются без разложения аддуктом серного ангидрида с пиридином.
Аддукт серного ангидрида с пиридином (пиридинсульфотриоксид) [157].
При перемешивании и хорошем охлаждении к раствору 1 моль S03 в трехкратном количестве СС14 прибавляют 1 моль пиридина. Образующийся аддукт отсасывают, промывают для удаления незначительных количеств пиридинсульфата небольшим количеством ледяной воды и высушивают. Выход продукта около 90% от теоретического.
Вместо SO3 можно использовать хлорсульфоновую кислоту (1 моль).
При помощи пирпдпнсульфотриоксида особенно легко сульфируются гетероциклические соединения; из пиррола получают пиррол-2-сульфокислоту [158], из 2-ацетилпиррола — соответствующую 4-сульфокислоту [159].
Фуран-2-сульфокислота [160]. Чистый фуран (т. кип. 31,2—31,5° С), полученный из технического фурана разложением его аддукта с малеиновым ангидридом при 140—150° С, нагревают 8—10 ч при 100° С в толстостенной трубке с пиридинсульфотриоксидом. Реакционную массу обрабатывают в течение 30—40 мин водной пастой ВаСО3 и фильтруют в горячем состоянии. Фильтрат упаривают и осаждают сульфонат бария этиловым спиртом. Выходы продукта зависят от количества пиридинсульфотриоксида. Так, из 1,9 г фурана получают следующие выходы сульфокислоты:
Пиридинсульфотриоксид Выход сульфокислотыг%
4,430
8-856
13,490
S-Бензилпзотиурониевая соль фурап-2-сульфокислоты плавится при 205° С.
2-Ацетил-5-фурансульфонат бария. Аналогичным образом 2,0 г 2-ацетил- фурана и 5,8 г пиридинсульфотриоксида нагревают в течение 10 ч прн 140° С в 10 мл дихлорэтана и затем смесь обрабатывают ВаСО3. При этом наряду с 0,8 г исходного продукта получают 2,5 г (82,5% от теоретического) 2-ацетил- 5-фурансульфоната бария [161], который перекристаллизовывают из разбавленного спирта.
Из индола и 3-метилиндола образуются 2-сульфокислоты [162].
С. 11. Suter, Р. В. Evan s, J. М. Kiefer, J. Am. Chern. Soc., 60. 538 (1938).
P. Baumgarten, Ber., 59, 1976 (1926).
Герм. пат. 514821 (1926k FrdL, 16, 534 (1931).
А. П. Терентьев, JI. А. Я н о в с к а я, В. Г. Яшу некий, ЖОХ
510 (1950); С. А., 44, 7828 (1950); ср. С. А., 43, 7015 (1949).
А. 11. Терентьев, Л. А. Яновская, ЖОХ, 19, 2118 (1949); С. А., 44. 3973 (1950).
А.П.Терентьев,Л.А.К аз в ц ы н а,ЖОХ,18, 723(1948);
С. А., 43, 214 (1949).
А.П,Терентьев,Л.А.К аз и ц w н а,Л. М.Туровская.
,,ЖОХ, 20, 185 (1950); С.А.,44,5862(1950).
A.U.Терентьев,С.К. Г о лу бев а, Л. В. Цымб.а л,ЖОХ,
781 (1949); С. А., 44, 1095 (1950).
Некоторые ароматические соединения, например анилин, фенол п нафталии,- также можно сульфировать при 170° С пиридинсульфотриоксидом [156].=
Сульфирование ароматических соединений галогенсульфокислотами 'л и другими сульфирующими агентами
При сульфировании ароматических соединении хлорсульфоновой кислота!; в большей степени, чем при сульфировании другими реагентами, происходят последующие реакции, в частности образование сульфохлоридов и, возможно, сульфонов: Так, например, в промышленности действием избытка хлорсульфоновой кислоты ] толуол получают о- и n-толуолсульфохлориды. Однако при определенных условш (соотношение реагентов, температура, применение растворителей) хлорсульфонов! кислота может с успехом использоваться и для введения сульфогруппы.
Сульфирование хлорсульфоновой кислотой целесообразно проводить в инер ных растворителях, папример в сероуглероде, четыреххлористом углероде, хлор»; форме, хлорбензоле, дихлорбензоле и нитробензоле.
Преимуществом сульфирования хлорсульфоновой кислотой по сравнению с суль фировакием серной кислотой является возможность проведения Процесса в более мят ких условиях, что приводит к получению более чистых и однородных продуктов Заместители, изменяющиеся под действием HgS04 (например, нитрильная группа) пе затрагиваются при сульфировании хлорсульфоновой кислотой.
Этим методом были получены 2-нафтолсульфокислота-1 [163], хризенсульфо кислота*-6 [164] и .ч-крезолсульфокпслота-б [165]. Особенно легко таким способса сульфируются ароматические амины.
1-Амино-3-трифторметилбензол-4-сульфокислота (166]. Растворяют 161 г 1-амино-З-трифторметилоензола в 1 л тщательно высушенного о-дихлорбен- зола, прибавляют при перемешивании 120 г свежеперегнаиной хлорсульфдне* вой кислоты и медленно нагревают до 180° С; при этом происходит энергиПЯдб выделение хлористого водорода (4—5 ч). Смесь охлаждают, отсасывают осадох’2 промывают его эфиром. Сухой порошок растворяют при нагревании в 600 ^ 2 и. раствора Na2C0e и 1 л воды, экстрагируют эфиром непросульфированн^| основание и подкисляют НС1 (по конго); сульфокислота выпадает в осадою
Аналогичным образом сульфируют различные замещенные аминотрифто^* метилбензолы.-
9,9'-Спиробифлуорен-2,2'-дисульфокислота [167].
[163 [164 [165 [166 [167[163 [164 [165 [166 [167
[163 [164 [165 [166 [167
[163 [164 [165 [166 [167
К кипящему раствору 12,8 г 9,9'-спиробифлуорена в 80 мл хлороформ# в течение 75 мин. прибавляют раствор 5,4 мл перегнанной хлорсульфоново^ кислоты в 20 лм хлороформа. После Зч нагревания смесь охлаждают, отфнльт^ Бовывают продукт, проминают его хлороформом и сушат в вакууме над КОН* ыход продукта 17,9 г; т. пл. 225"3 С.
Г. Е. Ф и р ц - Д а в и д, Л. Б л а н ж е й, см.ю.
М. S. N е w m a n, J. A. Cathcart, J. Org. Chern., 5, 621 (1940).
R. D. Haworth, A. Lapworth, J. Chom. Soc., 125, 1303 (1924).
Герм. пат. 629257 (1934); FrdL, 22, 287 (1939).
J. H. Weisb # rger, E. K. Weisburger, F. E. Ray, J. Anu Chern. Soc., 72, 4253 (1950).
Аналогичным образом ароматические углеводороды можно сульфировать фторсульфоновой кислотой, если необходимо — под давлением [168]. Для сульфирования терпенов в качестве сульфирующих агелтов иногда применяется пиросульфурпл- хлорид [169], для сульфирования третичных ароматических аминов — тиовил- хлорид [170].
В фенольные соединения сульфогруппы можно непосредственно вводить еще одним способом — взаимодействием их с сульфитом или бисульфитом натрия (сульфитная реакция).
Из резорцина получается натриевая соль 1,3-диоксициклогексантрисульфокис- лоты-1,3,5, из которой под действием щелочи отщепляются 2 жоль NaHSOs и 1 моль Н2О и образуется фенол-ж-сульфокислота [171].
Фенол--ч-сульфокислый натрий [172]. В течение 22 ч нагревают 100 а резорцина с 1 л раствора бисульфита натрия (d = 1,32), затем осаждают сульфит- и сульфат-ионы ацетатом бария, фильтруют и фильтрат упаривают до объема 500 мл. После обработки полученного раствора 1 л 85%-ного этилового спирта получают 242,8 г тринатриевой соли 1,3-диокси-1,3,5-циклогексантри- сульфокислоты. К 100 г этой соли в 100 мл воды прибавляют 40 мл 50%-вого раствора NaOH и оставляют на ночь. Затем смесь нейтрализуют H2SO4, добавляют 400 мл 85%-ного этилового спирта, фильтруют, упаривают и остаток экстрагируют горячим 99%-ным этиловым спиртом. Из экстракта высаживают натриевую соль фенол-ж-сульфокислоты 500 -чл эфира. Выход продукта 23,55 в; т. пл. 314° С после переиристаллизацин из этилового спирта.
Этим методом получены также 1,4-диоксиаи грахинон-2-сульфокислота из хи- инзарина [173] и 1,2,4-триоксиантрахинон-З-сульфокислота из пурпурина [174]
В присутствия окислителей таким же способом можно сульфировать амины, ■ полиамины и аминофенолы, склонные и образованию хинопов [175]. Например, из а-нафтиламина получена 1-амино-2-оксивафталинсульфокислота-4 [176], а из п-фенп- лендиамина —* моносульфокислота [177].
При сульфировании питрозосоединений бисульфитом одновременно происходит их восстановление и образуются аминосульфокислоты [178]. При взаимодействии ароматических нитросоединеннй с бисульфитом одновременно сульфируется ядро и возникают apилaмин-N-cyльфoкиcлoты, которые после отщепления N-сульфогрушш также превращаются в аминосульфокислоты. Эта реакция известна в литературе как реакция Пирна, см. обзор [179]., ,
Введение сульфохлорндной группы
В алифатическом ряду замещение водорода на сульфохлоридную группу осуществляют главным образом ио способу Рида [180] одновременным воздействием на
[168][168][169][169][170] J171][170] J171]172173174175176172173174175176[177][178][177][178][179][180][179][180]J. Н. Simons, И. J. Passino, S. Archer, J. Am. Chern. Soc., 63, 608 (1941).Пат. США 2220678 (1937); С., 1941, I, 2750.Д. Michaelis, E. Godchaux, Ber., 23, 553 (1890).W. M. Lauer, С. M. L a n g k a m m e r e r, J. Am. Chern. Soc., 56, 1628 (1934).В. H. Уфимцев, ЖПХ, 20, 1199 (1947); C. A., 43, 2595 (19 49).Герм. пат. 287867 (1914); Frdl., 12, 436 (1914—1916).Герм. пат. 288474 (1914); Frdl., 12, 437 (1914—1916).ср. A. Seyewetz, C., 1936, I, 2923.E. В a m a n n, K. Schriever, G. M u 11 e r, Arch. d. Pharm., 287, 570 (1954).Герм. пат. 64908 (1892); Frdl., 3, 40 (1890—1894).J. M. Kogan, Ber., o4, 2150 (1931); Г. E. Фирц-Давид, Л. Б л а н- ж e й, см.99.W. Н. Hunter, М. М. Sprung, J. Аш. Chern. Soc., 53, 1432—1447 (1931).Пат. США 20460090 (1933); С., 1937, I, 720; пат. США 2174110 (1934); С.» 1940, I, ЗИ; пат. США 21744 92 (1938); С., 1940, I, 465; пат. США 2263812 (1Ш); С., 1945, II, 296; пат. США 2370421 (1945); С. А., 39, 3420 (1945).J. Н. Simons, И. J. Passino, S. Archer, J. Am. Chern. Soc., 63, 608 (1941).Пат. США 2220678 (1937); С., 1941, I, 2750.Д. Michaelis, E. Godchaux, Ber., 23, 553 (1890).W. M. Lauer, С. M. L a n g k a m m e r e r, J. Am. Chern. Soc., 56, 1628 (1934).В. H. Уфимцев, ЖПХ, 20, 1199 (1947); C. A., 43, 2595 (19 49).Герм. пат. 287867 (1914); Frdl., 12, 436 (1914—1916).Герм. пат. 288474 (1914); Frdl., 12, 437 (1914—1916).ср. A. Seyewetz, C., 1936, I, 2923.E. В a m a n n, K. Schriever, G. M u 11 e r, Arch. d. Pharm., 287, 570 (1954).Герм. пат. 64908 (1892); Frdl., 3, 40 (1890—1894).J. M. Kogan, Ber., o4, 2150 (1931); Г. E. Фирц-Давид, Л. Б л а н- ж e й, см.99.W. Н. Hunter, М. М. Sprung, J. Аш. Chern. Soc., 53, 1432—1447 (1931).Пат. США 20460090 (1933); С., 1937, I, 720; пат. США 2174110 (1934); С.» 1940, I, ЗИ; пат. США 21744 92 (1938); С., 1940, I, 465; пат. США 2263812 (1Ш); С., 1945, II, 296; пат. США 2370421 (1945); С. А., 39, 3420 (1945).
[168]
[168]
[169]
[169]
[170] J171]
[170] J171]
172
173
174
175
176
172
173
174
175
176
[177]
[178]
[177]
[178]
[179]
[180]
[179]
[180]
J. Н. Simons, И. J. Passino, S. Archer, J. Am. Chern. Soc., 63, 608 (1941).
Пат. США 2220678 (1937); С., 1941, I, 2750.
Д. Michaelis, E. Godchaux, Ber., 23, 553 (1890).
W. M. Lauer, С. M. L a n g k a m m e r e r, J. Am. Chern. Soc., 56, 1628 (1934).
В. H. Уфимцев, ЖПХ, 20, 1199 (1947); C. A., 43, 2595 (19 49).
Герм. пат. 287867 (1914); Frdl., 12, 436 (1914—1916).
Герм. пат. 288474 (1914); Frdl., 12, 437 (1914—1916).
ср. A. Seyewetz, C., 1936, I, 2923.
E. В a m a n n, K. Schriever, G. M u 11 e r, Arch. d. Pharm., 287, 570 (1954).
Герм. пат. 64908 (1892); Frdl., 3, 40 (1890—1894).
J. M. Kogan, Ber., o4, 2150 (1931); Г. E. Фирц-Давид, Л. Б л а н- ж e й, см.99.
W. Н. Hunter, М. М. Sprung, J. Аш. Chern. Soc., 53, 1432—1447 (1931).
Пат. США 20460090 (1933); С., 1937, I, 720; пат. США 2174110 (1934); С.» 1940, I, ЗИ; пат. США 21744 92 (1938); С., 1940, I, 465; пат. США 2263812 (1Ш); С., 1945, II, 296; пат. США 2370421 (1945); С. А., 39, 3420 (1945).
J. Н. Simons, И. J. Passino, S. Archer, J. Am. Chern. Soc., 63, 608 (1941).
Пат. США 2220678 (1937); С., 1941, I, 2750.
Д. Michaelis, E. Godchaux, Ber., 23, 553 (1890).
W. M. Lauer, С. M. L a n g k a m m e r e r, J. Am. Chern. Soc., 56, 1628 (1934).
В. H. Уфимцев, ЖПХ, 20, 1199 (1947); C. A., 43, 2595 (19 49).
Герм. пат. 287867 (1914); Frdl., 12, 436 (1914—1916).
Герм. пат. 288474 (1914); Frdl., 12, 437 (1914—1916).
ср. A. Seyewetz, C., 1936, I, 2923.
E. В a m a n n, K. Schriever, G. M u 11 e r, Arch. d. Pharm., 287, 570 (1954).
Герм. пат. 64908 (1892); Frdl., 3, 40 (1890—1894).
J. M. Kogan, Ber., o4, 2150 (1931); Г. E. Фирц-Давид, Л. Б л а н- ж e й, см.99.
W. Н. Hunter, М. М. Sprung, J. Аш. Chern. Soc., 53, 1432—1447 (1931).
Пат. США 20460090 (1933); С., 1937, I, 720; пат. США 2174110 (1934); С.» 1940, I, ЗИ; пат. США 21744 92 (1938); С., 1940, I, 465; пат. США 2263812 (1Ш); С., 1945, II, 296; пат. США 2370421 (1945); С. А., 39, 3420 (1945).
алифатические соединения двуокиси серы и хлора (су.чьфохлоркровавпе) [181] по сум- • парному уравнению:
HH + SOe + CI2 —> HSO2C1 + HC1
Реакция, механизм которой был неверно истолкован первооткрывателем, проводится при УФ-облучении пли ₽ присутствии катализаторов при 20—25° С и протекает но свободнорадикальному цепному механизму [1816]:
Cig —— -* Cl • +С1 • образование свободных радикалов
рост цепирост цепиRH+C1- —► R-+HCI R. +SO3 —> RS02- RSO2 • + cig —> RSO2CI + Cl •
рост цепи
рост цепи
Cl . -j-Cl • —► Cig обрыв цепи
R- +cl- —► RC1
При сульфохлорировании одновременно происходит обычное хлорирование углеродной цени:
RH4C12 —* RCI + HC1
Однако при УФ-облучепии эта конкурирующая реакция неожиданно почти сов1 г. сем отступает на задний план и, таким образом, ход реакции почти избирательно на- • правляется в сторону сульфохлорирования [182]. Изменяя температуру и соотноте-ч ние сернистого ангидрида и хлора, также можно подавить реакцию хлорирования,- Оптимальные условия сульфихлорирования: УФ-облучение (X = 3000—3600 А)." температура 20—25° С (начальная температура реакции 35—40° С) и соотношение хлора и сернистого ангидрида 1 : 1,3. Прп пропускании хлора и сернистого ангидрида в находящуюся в темноте смесь совершенно чистых парафиновых углеводородов реак-’- ция практически не идет. Однако в присутствии органических перекисей [183] и дру-^- гих радикалобразующих катализаторов [184 [ реакция протекает даже в темноте. ■■ Наиболее пригодными катализаторами оказались перекись ацетона, обработанный: кислородом скипидар, перекиси mpem-бутила [185] и ацетилциклогексплсульфо- - нила [186].;
Наиболее гладко и однозначно в указанных выше условиях происходит сульфохлорирование н-парафинов и циклопарафинов простого строения. Разветвленные парафиновые углеводороды и алкилированные ликлопарафпны менее пригодны, так как третичные атомы водорода не замещаются на SOgCl-rpynny.
Вопреки данным патентной литературы 1180] ароматические соединения этим путем заметно не сульфохлорируются [181, 182]; например, толуол только хлорируется, этилбензол и «-пропилбензол сульфохлорируются только в боковую цепь на 8 и 20% соответственно.
Сульфохлорирование кислородсодержащих соединений (спиртов [187], альдегидов, кислот, сложных эфиров [180], эфиров, ацеталей и др.) происходит почти всегда
Обзорные статьи по с^льфохлорироваиню: a) J. Н. Н о I Ь е г g е г, Angew.
Chern., 55, 172 .(1942): h) Н. J, Schumacher. J. Stauff,' Angew. * Chern., 55, 341 (1942); с) Ф. Азинге p, Химия и технология парафиновых ,t углеводородов, пер. с нем., ГостояТехиздат, 1959.
Н. К г о е р е I i n. W. О р 1 t z, W. Freis s. Erdol u. Koltle,2, 4 98 (1949);
Angew. Chern., 64, 273 (1952); ср. также C., 1950, 11, 487.-J
G. F. Lisk, Ind. Eng. Chern., 40. 10 71 (1948).j
Герм. пат. 765790 (1953); С. 1954 188: англ. пат. 628014(1949);С.Л.,44,25564
(1950); пат. ФРГ. 833808, 839351 (1949): С.. 1953, 465; пат. США 2503253 (1947);
С., 1952, 4244; К. Ziegler, Brennstoffchcm., 30,181 (1949).;
Пат. США 2536008 (1950)- С. А., 45, 4202 (1951);пат.США2542578(1951);7
С. А., 45. 8027 (1951).
Пат. ФРГ. 841147 (1952); С. А. 47 4897 (1953); R. G г a f, Ann., 578, 50 (1952).
Франц, паъ 8701^ (1941)-С. 1942, I Г, 478; англ. пат. 538407 (1941); С. А.. 36, i, 1335 (1942).
неудовлетворительно но сравнению с сульфохлорприванием парафиновых углеводородов. В большинстве случаев в молекулу преимущественно вступает хлор без присоединения серы.
Из 1-хлорбутана получают 1,2-, 1,3- и 1,4-хлирбутапсульфохлориды [188], гидролиз которых дает соответствующие хлорсульфокислоты. 1-Хлирбутансульфоквс- лны-З и -4 При нагревании отщепляют хлористый водород и превращаются в суль- ыны (внутренние ангидриды оксисульфокислот )[189].
Обычно после сульфохлорирования в реакционной массе содержатся следующие продукты [181в|: моносульфохлориды; ди- и полисульфохлориды; хлормоносульфохлориды; хлорди- и лолисульфохлориды; алкилхлориды и непрореагировавший исходный продукт (неомыляемые нейтральные масла).
При сульфохлорированни низкомолекулярных парафиновых углеводородов отдельные продукты реакции могут быть разделены переюнкой. Оказалось также, что моносуаьфохлориды можно довольно четко отделить от иолисульфохлоридов [190], если к их смеси добавить не менее пятикратного количества пентана и охладить до—30°С.
Показано [191, 193—195], что строение моносульфохлоридов может быть определено по правилу Хасса [192], согласно которому замещение вторичного атома водорода происходит примерно в 3,25 раза быстрее, чем первичного. Соответственно этому при сульфохлорированни пропана образуется 50% iiponan-l- и 50% пропан-2-сульфо- хлорида [193], из бутана [194] — 33% бутап-1- и 07% бутан-2-сульфохлорида, а при сульфохлорированни н-додекана [195] после удаления из смеси нейтрального масла и ди- и иолисульфохлоридов получается смесь, состоящая из 8,5% додекан-1-и по 18,3% додекан-2-, цодекан-3-, додекан-4-, додекан-5-и додекан-6-сульфохлоридов.
Обычно в лабораторных условиях жидкие углеводороды сульфохлорируют в вертикальной кварцевой трубке (в крайнем случае, в стеклянной трубке) диаметром около 60 мм, снабженной внутренним термометром и охлаждающим змеевиком. При сульфохлорированни газообразных углеводородов трубку заполняют СС14; углеводород и сернистый ангидрид с хлором вводят через пористые распылители. Источником сЬета служит кварцевая лампа, устанавливаемая па расстоянии 25 см.
Сульфохлорирование пропана [193, 196]. При 15 мм pm. ст. перегоняют 1000 г ужо освобожденной от растворителя смеси, полученной пропусканием при освещении кварцевой лампой 2,5 объемн. ч. пропана, 1,1 объемн. ч. SO2 п 1 объем», ч. хлора в СС14 до достижения в реакционной массе примерно 20%-ного содержания продукта реакции. При 70—150° С перегоняется 85% загрузки (основная часть перегоняется при 70—90° С). Дистиллят состоит в основном из пропанмоносульфохлорида, небольшого количества хлорпропан- и дихлорпропанмопосульфохлорпдов, остаток — ИЗ дисульфохлорида. Последующей перегонкой дистиллята на колонке Рашига длиной 50 см (флегмовое число 1 : 5) получают 88% смеси изомерных иропанмоносульфо- хлоридов: т. кип. 72—79° С (15 мм рт. ст.у, а^ — 1,268; п^ 1.452. Остаток от перегонки состоит из монохлор- и дихлорпропансульфохлоридов.
Как уже указывалось, сульфохлоридную группу нельзя ввести в ароматические углеводороды до методу Рида, однако сульфохлориды ароматических соединений удается получать взаимодействием ароматических соединений с хлорангидридсм серной кислоты [197]. По реакции с хлорсульфоновой кислотой сульфохлорнды образуются при наличии достаточно большого избытка хлорсульфоновой кислоты высокой чистоты. В качестве побочных продуктов могут образоваться сульфоны, которые
Англ. пат. 516214 (1938); С., 1940, II, 1070.
J. И. И о 1 b erg er, G. N а л о ск е; И. М. Fischer, Ann., 562, 23 (1949).
Герм. пат. 711821 (1939); С., 1942, I, 1448; герм. пат. 734562 (1941); С. 1943, II. 1426.
ср. F. Asin ger. Вег., 75, 668 (1942).
if В. Hass.E. Т. McBee Р. Weber, Ind. Eng. Chern., 27, 1190 (1935);
28 333 (1936)- H. D. Hass, E. T. M с В e е, L. F. Hate h, Ind. Eng. Chern., 29, 1335 (1937).
F. A a i n g e r, W. S c h m i d t, F. Ebeneder. Ber., 75, 34 (1942).
F. A s i n g <■ r, F. Ebeneder, E. Bock. Bor., 75, 42 (1942); F. Asin- g c r, F. Ebeneder, Ber., 75, 344 (1942).
F. Asinger, Ber., 77, 191 (1944).
Франц, пат. 842508 (1938); С., 1939, II, 2712.
можно/подвергнуть дальнейшему сульфохлорированию [198]. Из бензола таким спо^ собом получают бензолсульфохлорид с выходом 75—77% от теоретического [199|»
п-ХлорбензЬлсульфохлорид [200]. К 60 г охлажденной до —15° С хлор* сульфоновой кислоты прибавляют по каплям в течение 2 ч 20 г хлорбензол»” Смесь периодически встряхивают в течение 2 ч при температуре от —5 до- —10° С и затем выдерживают 12 ч при комнатной температуре. После этот ее выливают на лед, отделяют масло и перегоняют его в вакууме при 144°( (15 мм рт. ст). Выход сульфохлорида 22 г; т. пл. 53° С. Из остатка пефе кристаллизацией из ледяной уксусной нислоты получают 5 г чистого л,л*5 ' дихлордифенилсульфона.
Сульфохлориды различных замещенных ароматических соединений можно лучать, добавляя ио каплям при О® С пятикратное количество хлорсульфоновой кислой к раствору сульфируемого соединения в пятикратном количестве хлороформа и после дующей выдержкой (20 лич) при комнатной температуре. Для выделения продуке реакции реакционную массу разлагают льдом, промывают хлореформапный слой водб. и отгоняют растворитель. Остаток перекристаллизовывают из низкокипящего сухог петролейного эфира или из хлороформа. Продукт высушивают в вакууме над кояцед трированной H2SO«.*
По этому способу синтезированы, например, следующие бензол- п пафталпнсульф^ хлориды [201]:-д
Бензолсульфохлорпды Т. пл., °C
4-Фтор- 35—36 | из бензола
4-Хлор- 53,5/ пли эфира
4-Бром- 75.4
3,4-Дпхлор- 18—19
2,5-Дпбром- 71(после 1 ч
нагревания)
З-Метил-4-фтор- Жидкость
2-Метил-4-хлор- 52—53 (после
10 мин при 50° С)
Нафталинсульфохлориды 4-Хлор- 92-93
7-Хлор- 124-126
4-Бром- 81—83
7-Бром- 142—143
Описано также получение окслбензол- [202] и оксинафта.тнсульфохЛВ* ридов [203].
Для получения ампноарплсульфохлорндов целесообразно предварительно запр^ тить аминогруппу ацилированием [204—206]. Сульфохлорпды ароматических карбо$
Е. Е. Gilbert, Е. Р. Jones, Ind. Eng. Chern.. 51,- 1151 (1959), 50, 141Ф, (1958); 49, 1553 (1957) (ежегодные обзорные сообщения).j
J. Pollak, М. Heimberg-Кг a up, Е. Kalschcr, О. Lustig, Mh£ Chern., 55, 363 (1930).'J
Н. Т. Clarke, G. S. Babcock, T. E. Murray, Org. Synth, Coll. v.
78 (1937).
F. U 11 m a n n, J. К о г s e I t, Ber., 40, 641 (1907).j
E. H. Huntress F. H. С a г t e n. J. Аш. Chern. Soc., 62 , 511 (194OKi [202] J. Pollak, E. G e b a u er- Fill n egg, Mh. Chern., 47, 537 (1927); C.«?
1928, II, 1081."
J- Pollak, E. Gebauet-Fiilnegg, E. Blumenstock-Ha^ w a r d, Mh. Chern., 49, 187 (1928); C., 1928, II. 1772; J. P 6 11 a k, E, В 1 m ens t ock-H a I wa rd, Mh. Chemi, 49, 203 (1928); C., 1928, II, 1779.2
G. F. Lisk, Ind. Eng. Ghem., 42, 1751 (1950).
Герм. пат. 573193 (1931); Frdl., 19, 699 (1934).
R. N. Johnson, S. Smiles. J. Chem. Soc., 123, 2384 (1923).
новых кислот можно получать из хлорангидридов карбоновых кислот при помощи сульфирующих средств, не образующих воды при сульфировании {207].
3-Карбоксибензолсульфохлорид. В 100 г бензоилхлорида при 110° С пропускают SO3 до привеса 71,3 г и затем смесь выдерживают 2 ч при 130° С. После этого реакционную массу растворяют в хлороформе, раствор промывают ледяной водой, отгоняют из него хлороформ. Остаток перекристаллизовывают из толуола; т. пл. 3-карбоксибензолсульфохлорида 133° С.
Чтобы устранить побочные реакции и избежать многократного сульфохлориро- вания часто рекомендуется проводить описанные выше синтезы в инертных растворителях — СНС15, СС1< и др. Побочные реакции могут происходить также под влиянием1 образующейся при реакции воды, которую можно связать добавлением избытка хлорсульфоновой кислоты или, лучше, добавленном олеума, пятиокиси фосфора или тиопил- хлорида.
Для введения сульфохлоридной группы в ароматические соединения могут быть использованы также пиросульфурилхлорид [208] и в присутствии конденсирующих средств, например хлорида алюминия [209], сульфурилхлорид.
Прямое введение сульфоновой н сульфоксидной групп
Прямое введение сульфоновой группы в ароматические соединения происходит в качестве побочной реакции в процессе сульфирования' ароматических соединений серной кислотой. При соответствующих изменениях условий реакции, например повышении температуры сульфирования [210] или в присутствии водоотнимающих средств [211], удается в достаточной мере увеличить выход сульфонов. Особо следует отметить общеприменимый метод получения простых и сметанных сульфонов [212] по Мейеру [81], когда из равновесной смеси непрерывно удаляют образующуюся в реакции воду. Этим способом были, например, синтезированы: дифенилсульфон, ди-п-толилсульфон,. .н-диксилилсульфон, ди-я-хлорфекилсульфон, дитетралилсульфон, фенилтолилсуль- фон, и-толил-л-ксилилсульфон, фенил-л-хлорфенилсульфон, р-нафтилтолилсульфон и тетралнлтолилсульфон.
Ароматические сульфоксиды получают препаративно главным образом двумя методами. Первый метод основан на том, что ароматические соединения могут взаимодействовать с тионилхлоридом в условиях реакции Фриделя — Крафтса; из толуола при этом образуется ди-n- толилсульфоксид [213], а из бензола — дифенилсульфоксид [214, 215].
Дифенилеульфокеяд. К смеси 50 г бензола и 16 г SOCl2 прибавляют порциями при охлаждении ледяной водой 30 г тонкоизмельченного А1С18. Затем добавляют еще 20 г бензола, смесь нагревают 30 мин на водяной бане и после охлаждения выливают в воду. Бензольный слой отделяют, промывают,, сушат и отгоняют растворитель. Выход днфенилсульфоксида 21 г; после перекристаллизации из петролейного эфира т. пл. 70—71° С.
франц, пат. 872771 (1941); С., 1942, 11, 2219.
W. Steinkopf, К. Buchheim, Вег., 54, 2963 (1921).
Н. С. Brown, Ind. Eng. Chem., 36, 788 (1944).
L. E. Hinkel, G. H. R. Summers, J. Chem. Soc., 1949, 2854.
R. Otto, Ber., 19, 2421 (1886); G. M a c n e k, H? H a a s, J. prakt. Chem. [2], ,160, 41 (1942); A. M i c h a e 1, A. Adair, Ber., 10, 583 (1877).
] H. Drews, S. Meyerson, E. K. F i e 1 d s, Angew. Chem., 72, 493
,(1960).
] C. Parker, Ber., 23, 1844 (1890).
] A. Schonberg, Ber., 56, 2275 (1923).
j R. L. Shriner, H. C. Struck, W. J. J о г i s о n, J. Am. Chem. Soc., 52, 2065 (1930).
37 заказ 1835.
Второй метод получения ароматических сульфоксидов заключается во взаимоЛ действии ароматических аминов с бепзолсульфпповой кислотой [216, 217]:
\ ^-80,11 4 Н—<^ ^-NH2 —> \_/”s°-^ ^NHi
Прямое введение еульфиновой группы^
В присутствии катализаторов реакции Фриделя — Крафтса углеводороды реа-' гпруют с двуокисью серы с образованием сульфиновых кислот:' Л
RH + SOaRSO2HJ
В случае алифатических углеводородов реакцию лучше проводит,- под давлен наем и при повышенных температурах [218], в то Время как из алкенов сульфиновые^ кислоты образуются уже при атмосферном давлении [219].<:
Ароматические углеводороды и арилгалогениды могут быть превращены в суль* фпновые кислоты со средним выходом 80% от теоретического. Реакцию необходим^ проводить при низких температурах, инициируя ее пропусканием сухого НС1, по ана^ погни с синтезом альдегидов по Гаттермапу. Образующиеся тетрахлорадюмпиийсуль^ финаты разлагают не кислотами, а сначала щелочами и лишь затем полученные такими образом соли щелочных металлов обрабатывают кислотой [220]. Из- эфиров фенолов -сульфиновые кислоты образуются уже на холоду; однако реакция легко протекает' дальше до сульфоксидов и сульфониевых соединений ]221 ]:Л
но-^-н+so, —► но—^ ^-80,11‘
2ПО-<^ ^-H + SOa —» (R0-\_/~),S0
зво—<^ н 4-soa —* [(во-^-У-^нра-
Бевзолсульфиновая кислота [220]. В суспензию 200 г А1С1з в 400 -*^, бензола пропускают при охлаждении льдом 5 г сухого НС1 и затем 126 г сухого i SOg. Смесь выдерживают 12 ч при комнатной температуре, выливают налед,' затем смешивают с раствором 260 г NaOH в 1 л воды и нагревают с обратным^ холодильником на водяной бане до полного разложения тетрахлоралюмиви^': сульфината. Избыток бензола отгоняют с водяным паром, отфильтровывают* А12О3 и, насыщая фильтрат С02, удаляют остаток солей алюминия. Отфильтро2'* ванный раствор упаривают и обрабатывают его концентрированной HCL Выходу чистой бензолсулъфиновой кислоты 170 г (80% от теоретического, считая на хлорид алюминия); т. пл. 83° С. *
Этим же способом можно получить n-толуолсульфиновую кислоту с вы- ; ходом 94%; т. пл. 84е С. 1
При сульфинировании труднолетучих углеводородов и производных углеводородов целесообразно разбавлять реакционную массу сероуглеродом.
n-Ксилолсульфиновая кислота [220]. При взаимодействии 10 г n-ксилила, г 40 г сероуглерода и 12,6 г А1С13 при 0° С с хлористым водородом и сернистым.^ ангидридом после двухчасовой выдержки получают 12,5 г п-ксилолсульфиновой^ кислоты; т. пл. 84—85° С.^
Этим же способом синтезированы мезитилен-, псевдокумол-, п-хлор*, бензол-, п-бромбензол- и нафталин-а-сульфиновые кислоты.
О. Hi ns berg, Вег., 36, ИЗ (1903).!
Р. W. В. Harrison, J. К е п у о п, И. Р h 1 1 I i p s, J. Chern. Soc.fi 1926, 2079.ч
Англ. пат. 321843 (1928); С., 1930, I, 1366.
Герм. пат. 727205 (1938): С., 1943, I, 580.
Е. KDOovcsagoi J. Kenner, Ber., 41, 3315 (1908).
С. E. Colby, C. S. M c L о u g li 1 i n, Ber., 20, 195 (1887).
Введение тионовой, тиоэфирной и меркаптогрупп
Для получения тиокетопов замещением водорода серой можно иногда применять, обработку производных дифенилметана серой [222] или сульфидом натрия [223].
В присутствии катализаторов реакции Фриделя — Крафтса ароматические атомы водорода замещаются серой с образованием простых тио-эфиров; этот метод, например, был использован для синтеза дифенилсульфила [224], фенотиазпна [225]’ и его производных [228].
Тпоэфпры можно также получать, применяя вместо серы ее галогениды;
SCl2 Ь2С6Н6(C6H5)2S • А1С13 Ь2НС1
S2Ci2-2CeH6 А1СЬ> (С.6Н5)28-А1С13 + 2НС1ф5
Дифенилсульфид [227]. В кругло,юнную колбу емкостью 5 л, снабженную мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником с отводной трубкой для образующегося ИС1, помещают 980 ял сухого бензола и 464 а безводного А1С13. К смеси после охлаждения в бане со льдом в теленке- 1 ч прибавляют при 10° С раствор 405,1 г S2CI2 в 450 ял бензола. Взаимодействие наступает внезапно с выделением хлористого водорода и осаждением- желтого вязкого алюминиевого комплекса. Массу перемешивают еще в течение 2 ч при комнатной температуре и затем около 1 ч при 30° С до окончания выделения хлористого водорода. После этого выливают реакционную смесь на 1 кг' льда, отделяют органическую фазу и отгоняют бензол на паровой бане. Охлажденный до 0^ С остаток отфильтровывают от серы на воронке Бюхнера, смешивают с 500 ял метилового спирта и перемешивают 3 ч при 0° С. Затем вновь фильтруют и фракционируют перегонкой, причем при 155—170е С (18 яя рт.ст.у перегоняется 470—490 г желтого масла. Для получения бесцветного продукта * дистиллят нагревают при перемешивании в течение 1 ч с 70 з цинковой пыли и 200 г 40%-ного раствора NaOH. Отделяют органический слой, промывают дважды по 500 ял воды, сушат над Na2SO4 и перегоняют. Выход бесцветного- дифенилсульфида 450—464 г (81—83% от теоретического); т. кип. 162—163° С (18 яя pm. cm.).
Фенолы взаимодействуют с SCI2 в четыреххлористом углероде при —10J С. с образованием тииэфпров. выпадающих в виде бесцветных или желтых осадков^ которые перекристаллизовывают из бензола [228|.
Описано взаимодействие диалкилапилиноп с хлоридами серы, приводящее- к образованию соответствующих тиоэфиров и дисульфидов [229]. Из анилина п серы в присутствии РЬО получается 4/Г-диамвнодпфенилсульфид [230].
4.4'-Диамннодкфенилсульфид. При перемешивании 93 г свежеперегнан- ного анилипа и 32 г серы нагревают на масляной бане до 135—145° С; в течение- 5^5 ч при этой температуре добавляют порциями 160 г РЬО и перемешивают еще 30 мин. Темное масло смешивают после охлаждения с 30 ял 20%-ного- раствора NaOH и продукт реакции трижды экстрагируют кипящим спиртом. После отгопки спирта избыток анилина удаляют перегонкой с водяным паром.
A. Е.Т s с h i I я с h i b a b i и,I.L. К n u n j a n z, Вег., 62, 3051 (1929).
2231Герм.пат.287994(1913);Frdl,,12, 207 (1914—1916).
W. D i 1 t h e у, L. N e и h a и s et al., J. prakt. Chom. [2]. 124, 108 (1930).
Герм.пат.222879(1909);Frdl.,10,144 (1910—1912).
226|Герм.пат.224348(1909);Frdl.,10,144 (1910—1912).
W. W. H а г t m a n n, L. A. Smith, J. B. Dickey, Org. Synth.,. Coll. v. 2. 1955, p. 242.
F. D и n n i n g, B. D и n n i n g jr.. W. E. Drake, J. Am, Chern. Soc.,. 53, 3466 (1931).
E. H о 1 z m a n n, Ber., 20, 1636 (1887); E. H о 1 z m a n n, Ber., 21, 2056- (1888).
M. 1.. M о о г e, T. В. Johnson, J. Am. Chern. Soc., 57, 1287 (1935).
Полученный продукт действием разбавленной НС1 переводят в гидрохлорид,' Гидрохлорид растворяют в воде, кипятят и высаживают основание щелочью^ Можно произвести еще очистку через сульфат. В заключение продукт пер^ кристаллизовывают из 35%-ного спирта; т. пл. 107—108° С.;
Взаимодействие гидрохлоридов первичных ароматических аминов с избытке! S2Cla (реакция Герца) [2§1] и последующий щелочной гидролиз дают тиазтиони^ хлориды соответствующих о-аминотиофенолов [232]. Если в амине свободно пара# положение, то образуются 2-меркапто-4-хлоранилины.5
Описано получение тиоэфиров взаимодействием Сульфенилхлоридов с соедини .пнями, содержащими подвижный атом водорода [254, 255]./
II. Обмен галогена на 8-функцию.-,
Взаимодействие алкил- и арилгалогеиидов с солями>
и производными сероводородад
Получение меркаптанов и дисульфидов^
Наиболее употребительным методом получения тиолов является взаимодеЙ •ствпе гидросульфидов щелочных металлов с алкилгалогенидами и достаточно акти яымя арилгалогенидами. При этом вследствие установления характерного для гидр •сульфидов равновесия.’
SNaSH NasS + HiS‘ fl
возможно образование тиоэфиров. Этой реакции можно избежать, если пропуска! и реакционную массу IIaS или вести реакцию прк температуре не выше 50—60° I пли в автоклаве, в возможно более безводной среде. В таких условиях получен ря низших алкаптиолов (до нонантиола) с выходами 36—74% от теоретического [23^ В случае арилгалогеиидов такие превращения удаются только прк налИЧИ в них очень реакционноспособного галогена. Так, например, нагревая под давлений о-галогенбензойные кислоты с гидросульфидом, щелочного металла в присутствИ порошка меди, их можно перевести в тиосалициловую кислоту [234]. При миогочаей вон нагреваник n-нитрохлорбензола с избытком NaaS в водном растворе одиовремещ происходит восстановление питрогруппы и образование n-аминотиофенола [236 Очень гладко и уже в водном растворе происходит образование тиогликолевой кисло^
Тиогликолевая кислота [236]. К примерно 15%-пому раствору КД (2 мль) при перемАтпинянин постепенно добавляют раствор 100 г ХЯО] уксусной кислоты в 500 мл воды, нагревают 15 хин на водяной бане, смепв вают с концентрированным раствором ВаС12 и затем с 25%-ным раствором-81 миака (около 1,25 моль). Отделяют выпавшую соль (соскабливание в встряв вание), отсасывают жидкость, обрабатывают гликолят трехкратным колич? ством 12%-ной НС1, извлекают образовавшуюся тиогликолевуто кислоту эфйр<9 и очищают ее перетопкой; т. кип. готового продукта 107—108° С (16 лл pm. ci»^
Получение меркаптанов и тиофенолов с помощью тиокарбоновых кислот -осуйй ствляют взаимодействием соответствующих алкилгалогенидов с тиокарбоновыми ки^ лотами, преимущественно тиоуксусной или тиобенаойной; образовавтпиася эфир тиолкарбоновых кислот гидролизуют в кислой или щелочной среде;- ;
СвН6СНСОСНаСвН6СНСОСН3 СвН6СНСОСн3 ?
ВтSCOCHsSHД
Герм. пат. 367346 (1914); Frdl.f 14 , 918 (1921-1925); герм. пат. 360690 (19!^ FrdL, 14, 908 (1921 — 1925). ’‘
J. М. F. L е а р е г, J. Am. Chem. Soc., 53, 1891 (1931).¥
L. М. Е 11 i з jr., Е. Е. R е i d, J.Am. Chem. Soc., 54, 1674(1932).
Герм, пат, 189200 (1906); FrdL, 8, 474 (1905-1907).»
H. G i 1 m a n,U. C. Gainer, J. Am. Chem. Soc., 71, 1747(1949)./
P. К 1 a S о n, T. Carlson, Ber.,39, 732 (1906).j
Преимуществом этого и описанных ниже способов является получение меркаптанов без прпмеси тпоэфпров [237].
о-Ацетилмеркапто-а-фенилацетон. -К раствору 29 а тиоуксусной кислоты в 200 мл спирта, предварительно точно нейтрализованному возможно более концентрированным раствором КОН, по каплям прибавляют 70 з а-бром-а- фснилацетона при температуре не выше 50° С. При этом выпадает КВг. После охлаждения массу смешивают с водой, извлекают выделившееся масло эфиром, сушат его над Na2SO4 и разгоняют в вакууме. Фракцию, отгоняющуюся при 140—160° С (12 мм рт. ст.), еще раз перегоняют на колонке Видмера. Выход продукта 36 г (50% от теоретического); т. кип. 157—158° С (12 мм рт. ст.).
а-Меркапто-а-фенилацетон. При 20° С 14,5 г полученного ацетильного соединения энергично встряхивают со 180 мл 5%-ного раствора NaOH до почти полного растворения (примерно 45 мин). Затем раствор дважды быстро промывают эфиром, подкислением осаждают меркаптан и извлекают его эфиром. Полученный раствор сушат над Na2SO4 и отгоняют эфир. Остающееся масло медленно кристаллизуется. После перекристаллизации из системы спирт — вода получают 10—11 г (80% от теоретического) а-меркапто-а-фенплацетона в виде бледно-желтых кристаллов; т. пл. 108—110° С.
Образование С—S-связи в результате обмена галогена во многих случаях может происходить при взаимодействии соответствующих алкил- и арилгалогенядов с производными тиоугольпой кислоты, тиокарбаматами, тиомочевиной, дитпокарбаматами п ксантогенатами. Ценность этих методов заключается в том, что промежуточные соединения легко гидролизуются до меркаптанов (о ксантогенатном методе см. стр. 599).- Так, в алифатическом ряду дитиолы [238] и ненасыщенные меркаптаны [239] с успехом получают по дитиоуретановому методу Брауна:
RX + NH4SCNH2 —> RSCNH2 + NH4X
RSCNH2 * RSH-t-IISCN
IIs
Для синтеза тиолов используют тиомочевину, поскольку она легко взаимодействует с алкилгалогенидами |240]. смесями спиртов с НВг [241], галогенидами соответствующих ароматических [242] и гетероциклических [243] соединений с образованием солей S-алкил- или S-арилизотиурония. Щелочной гидролиз этих солей обычно приводит к тиолам с хорошими выходами:
Об алкировании диметплсульфатом и арилированиц сорями диазония см. [244],
А. у. W.a с е к, К. К г a t z 1, A. v. В ё z а г d, Вег., 75, 1352 (1942).
J. у. Braun, Вег., 42, 4568 (1909).
J. у. Braun, Т. Plate, Вег., 67, 281 (1934); J. v. Braun, R. М u г- ro, j a h п, Вег., 59, 1208 (1926).
G. G. Urquhart, J. W. G a t е s jr., R. С о n п о г, Org. Synth, 21, 36 Г..,. (1941); A. J. S р е z i a I е, Org. Synth., 30, 35 (1950).
12411 R. l. Fr a nk, P. V. S m i t h, J. Am. Chern. Soc., 68, 2103 (1946).
^2 c- P r i c e, G. W. S t a c y, J. Am. Chem. Soc., 68 , 498 (1946).
M. A. Phillips, H. C n a p i r o, J. Chem. Soc., 1942 , 584.
F. Arndt, Ber., 54, 2236 (1921); M. Busch, K. Schuh, J. prakt. Chem. [2], 150, 173, 180 (1938).
н-Додецилмеркаптан (240]. Смесь 125 г (0,5 -ноль) долецплбромида' 38 г (0.5 моль) тпомочевины и 250 мл 95%-ного этилового спирта в течение; 3 ч нагревают на паровой бане. Затем смешивают с раствором 30 г (0,75 люльХ' ХаОН в 300 мл воды и кипятят смесь 2 ч. Частично выделившийся меркапта®» отделяют от водного слоя, подкисляют водный слой разбавленной H2SO4 (7 *е. концентрированной II2SO4 в 50 мл воды) и экстрагируют меркаптан 75 м* бензола. Экстракт объединяют с неочищенным меркаптаном и после двукратной промывки водой (порции по 200 мл) сушат над 20 г безводного Na2SO4 и фра?-' ционируют. Выход н-додецилмеркаптана 80—84 з (79—83% от теоретического)^ т. кип. 165—169° С (39 мм рт. ст.}. .-,
Для получения тиолов пригоден также тиосульфат натрия, при взаимодействия! которого с алкилгалогенидами образуются S-алкилтиосульфаты (соли Бунте); послед? ние даже без предварительного выделения обычно в условиях носстановлсття |дла подавления образования дисульфидов) переходят в меркаптаны: .’
CH2COONa + Na2S^O3 —-*• CIbCOONa —► CH3COONa ji
Cl 8—SOsNa SH ^
Тиогликолевая кислота [245]. Монохлоруксусную кислоту нейтрали*; дуют 3 н. раствором NaOH, смешивают с эквивалентным количеством NaaS^O»’ и нагревают 1 ч на водяной бане. Окончание реакции определяют по отсутствии помутнения (выделение серы) при смешении пробы реакционной массы с кислой той. Полученную реакционную массу гидролизуют 2 ч 25%-ной НС1. Продук#] выделяют экстракцией эфиром и последующей вакуумной перегонкой. Выхода тиогликолевой кислоты 95% от теоретического.X;
S-Алкилтиосульфаты окисляются элементарным иодом до дисульфидов с отлич-у пыми выходами, вероятно, без промежуточного образования меркаптанов (246р
2R—S + 2H2O + I3 —► R—SS—R+2NaHSO<-[ 2Ш
■ Я
SOgNa
Ддя получения дисульфидов этим методом выделения промежуточно образуй ющихся алкплтиосульфатов не требуется. Например, из метилового эфира бромуксуС-J^J нон кислоты получают диметиловый эфир дптполпгликоленой кислоты [246), из бен^й^Я зплхлорида — дибензилднеульфид с выходом 99% от теоретического [246].■■
Ди-н-бутилдисульфид [247]. При нагревании раетворяют 38,1 г бутил-^^И бромида и 74,4 г Na2Sa03 в 450 мл 50%-пого спир,а. К раствору небольшими порциями прибавляют иод до появления устойчивой окраски. Продукт из вод-а^Я ного слоя экстрагируют эфиром, отгоняют эфир и остаток соединяют с предва-ч^И рительно отделенным от реакционной массы маслянистым слоем. Объединенный7^^И продукт промывают раствором NaHSOs, сушат над Na2SO4 и перегоняют в ва-^^Н кууме. Выход ди-н-бутилдисульфида 57% от теоретического; т. кип. 90—100° (3 мм рт. ст.).
Дисульфиды образуются с хорошими выходами также при взаимодействии алкил-^^Я п арилгалогеппдов с Na2S2. По Блапксма [248], который синтезировал этим методоц^^И
A. Wagner, Dissertation Hannover, 1951; ср. С.. 1953, 4954; ср. Н о Ur^ b е в - W о у 1, Methoden der organischen Chemie, Bd. IX, Georg-Thieme^ Verlag, Stuttgart, 1955 8. 10.Я
T. S. Price, D. F. Twiss. J. Chern. Soc., 95, 1489 (1909).’J
H. E. Westlake jr. G. Dougherty, I. Am. Chern. Soc., 64^ 149 (1942).,^
J. J. Blanks m a, Rec. trav. chim., 20, 132 (1901).I
«большое число алифатических и ароматических дисульфидов, галогенид нагревают и спиртовом растворе с эквивалентным количеством дисульфида натрия. Таким обрати, в частност, получены о.о'-дияитродифенллдлсульфид (выход 62% от теоретического ) [249], дпсульфиддималоповая кислота [250] и дисульфиддифенилдигликолсвая ьпслота [251].
Несимметричные дисульфиды впервые были получены взаимодействием сульфе- пилхлоридов с меркаптанами [252]. Реакцию проводили без доступа влаги в абсолютных растворителях (эфир, четыреххлористый углерод), иногда с добавлением медной бронзы в качестве катализатора [253].
Этилфенилднсульфид [254]. К раствору 11 г тиофенола в 50 ли эфира кри перемешивании и 0° С по каплям прибавляют 9,6 г этилсульфенилхлорица. Затем смесь слегка нагревают на водяной бане, отгоняют растворитель и перегоняют в вакууме; т. кип. этилфенилдисульфида 126° С (15 л.к pm. ст.).
При взаимодействии хлорметплсульфенилхлорпда с меркаптанами или тиофено- лами образуются соединения, которые наряду с дисульфидной группой содержат тио- эфирную группу [255]:
CH3SC1-2RSH —> CH»—SS—R
CI • SR
Получение простых тиоэфиров и солей сульфонил
Тиоэфиры по аналогии с меркаптапами и дисульфидами можно получать взаимодействием алкил- и некоторых арилгалогенидов с NaaS. Реакцию обычно проводят в спиртовом, водно-спиртовом или в водном растворах, используя, как правило, стехиометрические количества исходных продуктов.
Низшие диалкилсульфнды [256]. В трехгорлой колбе, снабженной обратным холодильником, капельной воронкой в мешалкой, растворяют 1,5 моль Na2S • 9Н2О в 250 мл воды и при сильном перемешивании медленно добавляют 2 моль алкилгалогепида. По завершении сильно экзотермичной реакции массу нагревают еще 3 ч с обратным холодильником и затем отгоняют тиоэфир с водяным паром. Продукт реакции промывают водой, 10%-ным раствором NaOH, вновь водой, сушат над СаС12 и перегоняют. Этим способом получены: диметнл- (т. кип. 37,3° С), диэтил-(т. кип. 92° С) [257], диизопропил- (т. кип. 119,8° С) и ди-н-пропилсульфиды (т. кип. 142,8° С) [258].
Аналогичным образом можно получить тиоэфиры из аралкил- и арилгалигепи-_ дов, имеющих достаточно реакционноспособный атом галогена.
Бис-(р-нафтилметил)-еульфид [259]. К 36 г p-хлорметилнафталина прибавляют раствор 25 г Na2S-9H2O в 15 мл воды и 230 мл абсолютного этнло-
М. Т. В о gе гt, A.Stull, Org. Synth., Coll. v. 1, 1937, p.213.
A. S c h о be ri, H.К c k, Ann., 522, 107 (1936).
A, S c h б be r1, E.Berninger, F. II a г г c n, Ber., 67,1548(1934).
H. Lecher, Her., 53, 577 (1920); H. L e c h e r, Bor., 53, 591 (1920).
S. Magnusson, J. E. Christian, G. L. Jenkins, J. Am. Pharm.
Assoc. Sci. Ed., 36 , 257 (1947): C. A., 42 , 877 (1948).
H. Brintzinger, M. L a n g h e c k, Chem. Ber., 86, 557 (1953).
H. В г i a t z i n g e r et ah. Chern. Ber., 87, 300, 314, 320, 325,(1954).
'f. M c A 1 1 a n, T. Vt С и I 1 и m et aL. J. Am. Chem. Soc., 73, 3627 (1951).
H. H 6 h me, H. J. Gran, Ann., 577, 68 (1952).
R. W. Bost, M. W. Conn, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 547.
C. G. О vei'berK e r, S. P. L i g t h e 1 m, A. E. S w i re, J. Am.
Chem. Soc., 72, 2856 (1950).
вого спирта и нагревают 8 ч с обратным холодильником. После охлажда массу выливают в воду, отсасывают осадок и перекристаллизовывают его этилового спирта. Выход продукта 26,5 в (84,4% от теоретического): т 123—124° С.
Бис-(п-хлорбензил)-сульфид [259] получают аналогично нз п-хлорбена хлорида с выходом 85,7% от теоретического.
n-Нитро- и динитрохлорбеизолы реагируют с Na8S с образованием тиоэфир при проведении реакции с о-нитрохлороензолом во избежание восстановления нит группы раствор NaaS необходимо прибавлять по каплям [260]. В случае м-нит хлорбензола из-за незначительной реакционной способности атома галогена проис дит преимущественное восстановление нитрогруппы. ,
2,4,2',4'-Тетранитродифенилсульфид [261]. В 1000 лм этилового сш растворяют 100 г 2,4-динитрохлорбензола. К раствору небольшими порпи прибавляют сплав 65,5 г Na2S • 9НгО и 9 г серы. Происходит бурная реан) которую доводят до конца кипячением на песчаной бане в течение 3 ч. П< охлаждения продукт реакции отсасывают, промывают спиртом и затем тег водой до полного удаления NaCl. Выход продукта 86 г; т. пл. 280° С (pat
R-S-R' + NaClR-S-R' + NaClRSNa-f-R'ClRSNa-f-R'ClСметанные тиоэфиры получают взаимодействием алкил- или арилгалогет с меркаптанами [262] или, что более целесообразно вследствие большей скорости р ции, с меркаптидами:
R-S-R' + NaCl
R-S-R' + NaCl
RSNa-f-R'Cl
RSNa-f-R'Cl
Реакция лучше всего протекает с алкил- или арилбромидами, так как соотв ствующие хлориды обычно слитком мало реакционноспособны. При использовав очень реакционноспособных галогенсодержащих соединений, особенно иодидов, П’ является влияние нежелательной побочной реакции окисления — восстановлен) приводящей к образованию дисульфидов [263]:
2RSH + R42RSH + R4r-ss-R+R'h+hir-ss-R+R'h+hi
2RSH + R4
2RSH + R4
r-ss-R+R'h+hi
r-ss-R+R'h+hi
[260][281 [262 [263. [264 [265 [266][260][281 [262 [263. [264 [265 [266]Г. Е. Ф я р ц - д а в и д, Л. Б л а и ж е й, см. [99]. R. W. В о s t, Р, К. Starnes, Е. L. W о о d, J 1968 (1951).Г. Е. Ф я р ц - д а в и д, Л. Б л а и ж е й, см. [99]. R. W. В о s t, Р, К. Starnes, Е. L. W о о d, J 1968 (1951).Ain. Chem. Soc., 73,Ain. Chem. Soc., 73,
[260]
[281 [262 [263
. [264 [265 [266]
[260]
[281 [262 [263
. [264 [265 [266]
Г. Е. Ф я р ц - д а в и д, Л. Б л а и ж е й, см. [99]. R. W. В о s t, Р, К. Starnes, Е. L. W о о d, J 1968 (1951).
Г. Е. Ф я р ц - д а в и д, Л. Б л а и ж е й, см. [99]. R. W. В о s t, Р, К. Starnes, Е. L. W о о d, J 1968 (1951).
Ain. Chem. Soc., 73,
Ain. Chem. Soc., 73,
Карбоксиметилбутилсульфид [264]. К раствору 120 г NaOH в 600 м воды прибавляют 360 г неочищенного бутилмеркаптана и при перемешивав! и охлаждении вносят нейтрализованный содой концентрированный раствО 285 г хлоруксуснон кислоты. Через несколько часов полученный растай нагревают и примеси отгоняют с водяным паром. Затем подкисляют остана разбавленной H,SO4 и фракционируют выделившийся в виде масла карбоксьп метилбутилсульфид перегонкой в вакууме. Выход продукта 245 г; т. кип. 1-W^ 144° С (Ю—15 мм рт. ст.).
Таким же способом из тиосалициловой н монохлоруксусной иисд' получают о-карбоксифенилтиогликолевую кислоту с выходом 80% от теорет ческого [265].
Особенно гладко тиоэфиры образуются при взаимодействии алкилгалогепид с 2,4-дииитротиофенолом. Эта реакция может быть использована для пдентификащ органических галогенсодержащих соединений [266].Ниже приводится общая метод»! получения тиоэфиров взаимодействием 2,4-дииитротиофенола с алкплбромидаь и алкилиодидами.
R. Nietzki, И. В о t h о f, Вег., 29, 2774 (1896); F. Kehrman
Е. Bauer, Вег., 29, 2362 (1896).
J. Терр em a, L. В. S е Ь г е 11, J. Am. Chem. Soc., 49, 1755 (1927).
W. N е k г a'ssow, N. N. Melnikow, Ber., 62, 2091 (1929).
N. Hellstrom, Z. physik. Chem., Abt. A, 163, 33 (1933).
Y. Uyeda, E. E. Reid, J. Am. Chem. Soc., 42, 2385 (1920).
Тиоэфиры. К 5 г (0,025 .иоль) 2,4-динитротпофенола в 50 мл бутилкар- битола (монобутиловый эфир диэтиленгликоля) прибавляют 5 мл 28%-ного раствора КОН и затем 0,025 моль галогенида. В некоторых случаях, если реакция не начинается сразу, смесь нагревают 10—30 мин при 70° С или, что иногда более удобно, оставляют массу на длительное время при комнатной температуре. После окончания реакции охлажденную массу разбавляют ледяной водой, отсасывают выпавший продукт и перекристаллизовывают его (в качестве растворителей пригодны этиловый и н-бутиловый спирты, диоксан, бензол и ацетон).
Реакцию удается провести и с алкилхлоридами, если в реакционную смесь кроме указанных выше реагентов вносят 3 г KI.
В условиях этой реакции из ацетобромглюкозы образуются S-глюкозиды (267]. Так, взаимодействием 2-, 3- или 4-тиол-1-оксибспзолов с а-ацетобромглюкозой в водно- ацетоиовом растворе с добавкой КОН получены соответствующие тстраацетил-р- D- [2(3 или 4)-оксифенил]-тиоглюкозиды с хорошими выходами [268].
Арилгалогениды, содержащие менее реакционноспособные атомы галогена, с меркаптанами также образуют тиоэфиры, если проводить реакцию при 225—230° С, используя меркаптиды тяжелых металлов (Pb, Zn, Hg). Этим способом синтезированы а,р-динафтилсульфид [269], фенил-а- и фенил-р-нафтилсульфиды [270], и о-, ле-и п- толил-а-(и -Р)-нафтилсульфиды [271]. В тех случаях, когда меркаптиды тяжелых металлов проявляют слишком большую устойчивость и при 240° С еще не вступают во взаимодействие с арилбромидами, арилсульфиды удается получать по общеприме- нпмой реакции арилиодидов с меркаптидом натрия в присутствии медного катализатора [272].
Дифенилсульфнд [272]. К раствору 1,2 г металлического натрия в 7 мл спирта прибавляют 7 г тиофенола, отгоняют спирт, добавляют затем 0,2 г медной бронзы и 12,9 а иодбенэола и смесь нагревают в течение 2,5 ч на масляной бане при 235—240° С. После охлаждения массу растворяют в небольшом количестве спирта, подкисляют разбавленной Н28О4 и перегоняют с водяным паром в присутствии цинковой пыли. При этом отгоняется неирореагировавший иодбензол и восстанавливается до тиофенола небольшое количество дифенилдисульфида, образовавшегося в качестве побочного продукта. После охлаждения раствор фильтруют, цинковый шлам тщательно промывают эфиром, сушат эфирный раствор 'над СаС12 и фракционируют. Выход дифенилсульфида 6,1 г; т, кип. 295° С.
Таким методом получены различные замещенные дифенилсульфиды, например метил-, метокси- и нитродифенилсульфиды.
Описано получение 6-алкилтпопуринов взаимодействием 6-меркаптопурина с алкилгалогенидами или 6-хлорпурина с меркаптидами натрия [273]:
Дальнейшее взаимодействие тпоэфиров с алкилгалогенидами приводит к образованию сульфониевых солей
п\Г нх
)S + R"X —>)S—R'
к'/Lr'z
Ср. T. S a b a I i t s c h k a, Arch. d. Pharm., 267, 675 (1929).
G. Wagner, H. Kuhmstedt, Arch. d. Pharm., 294, 117 (1961).
P. Krafft, Ber., 23, 2364 (1890).
F. Krafft, E. Bourgeois, Ber., 23, 3 04 5 (18 90).,
Bourgeois, Ber., 24, 2264 (1891).
Mauthner, Ber., 39 , 3 594 (1906).
T. P. J о h n s t. о n, L. В. H о 1 um, J. A. Montgomery, J. Am. Chern. Soc., 80, 6265 (1958).
которые легко растворимы в воде и нерастворимы в эфире. Для простых алифатических, соединении эта реакция является общей, в то время как ароматические тиоэфиры реагируют различно; например, тпокреюлметиловый эфир не метилируется метил- нодидом, но может метилироваться дпметнлеульфатом [274]. В качестве растворителей обычно применяют спирт, ацетон, бензол и нитрометан. Достаточно реакционноспе-; собпыс компоненты реагируют при комнатной температуре. Образование сульфоние-i пых солей часто можно значительно ускорять добавлением эквивалентных количеств, солей металлов [275]:
r.I R\"Г
>8 1 R'Cl^FeCh —/S-R' [КеС14Г
RZLrz1
В случае очень чувствительных к влаги сульфонпевых солей, например бутил-^ октил-, лаурил- и цеподпметплсульфонпйиодидов [276], процесс рекомендуется
вести в токе сухого азота.
Метионинметнлсульфонийиодид [277]. В течение 6 ч нагревают 7,45 ^ (0,05 моль) метионина при 45° С с 7,8 г (0.055 моль) метилиодида в 40 мл воды. ] Раствор упаривают в вакууме до сиропообразного состояния и растирают с торя% чим спиртом. Продукт отфильтровывают и перекристаллизовывают из водагогб? спирта. Выход 10,4 г (75% от теоретического); т. пл. 150° С (разл.). ;л
Диметилфенацилсульфонийбромид [278]. Растворяют 9 г о-бромацето-: фенона в 30 г смеси 1 объемы, ч. воды и 20 объемн. ч. ацетона и к этому раствору^ прибавляют 3 г димстилсульфида. После примерно получасового стояния| выделяется сульфопиевал соль в виде длинных, бесцветных игл. Выход про- ; дукта 10,2 г (85% от теоретического); т. пл. 145° С. (
В более жестких условиях дисульфиды [279—281] также переходят в соли суль- ■ фония; и в этом случае взаимодействие происходит легче в присутствии металлически^ солей [282, 283].
Получение тиокетонов, .меркапталей и меркаптолов ’
При взаимодействия серусодержащих соединений (например, гидросульфнда^ натрия, тиоуксусной кислоты) с геминальными дихлорпроизводпыми дпарилкетоноВ ’ и гетероциклических кетонов атомы галогена обмениваются на серу и образуются^ тпокртоны [284]. Таким путем из бензофоионхлорпда и спиртового раствора гидро-;
К, V. Auwers, F. Arndt, Вег., 42, 2713 (1909): ср. F. Kehrmann,; A. Duttenhofer, Вег., 38, 4197 (1905).
К. A. Hofmann, К. О t t, Вег., 40, 4930 (1907); R. R. R e n s 11 a w, J D. A. Seale, J. Am. Chem. Soc., 55, 4951 (1933).
]276] R. Kuhn, O. D a n n, Ber., 73, 1092 (1940).t|
R. O. A tk i.n 3 о n F. Poppelsdorf, J. Chern. Soc., 1951, 1378.
H. Bohme, W. Krause, Chern. Ber., 82, 426 (1949).;^
[279| S. H. Davies, Ber., 24, 3548 (1891).^
4[280| W. Steinkopf, S.Mulier, Ber., 56. 1926 (1923)."Й
' [281] M. L. Selk er, Ind. Eng. Chem., 40, 1467 (1948).-^
D. P. H i I d i t c h, S. Smiles. J. Chem. Soc., 91. 1394 (1907).J
P. C. Ray, N/Adhikary, J. Indian Chem. Soc.. 7. 297(193U).
L. Gattermann. H. S c b u 1 z e, Ber., 29, 2944 (1896).--1
сульфида натрия получен тиобензофспон с выходом 16% от теоретического [285]:
(C6H5)3CC!2 + 2NaSII —> (CeH5)2C=S + 2NaCi + n2S
По общенрпмештой реакции ароматических кетохлорцдов с тиоуксусноп кислотой можно легко и с хорошими выходами получать многочисленные производные тпобензофепонового ряда [2861
АгАг С1\q—о РСЬ илп (COCVt^ \cZ CHaCOSH >Аг^ArZ \пАгАг С1\q—о РСЬ илп (COCVt^ \cZ CHaCOSH >Аг^ArZ \п
АгАг С1
\q—о РСЬ илп (COCVt^ \cZ CHaCOSH >
Аг^ArZ \п
АгАг С1
\q—о РСЬ илп (COCVt^ \cZ CHaCOSH >
Аг^ArZ \п
например, тиоксантиоп:
Тиоксантиоп. В течение 20 ч кипятят на водяной бапе без доступа влаги 5.7 г тиоксантона [287] с 10 г оксалилхлорпда и затем высушивают при 100° С в вакууме досуха. Остаток растворяют в 75 мл сухого бензола. К раствору в токе СО2 небольшими порциями прибавляют 10 г тиоуксусной кислоты. Полученную'смесь нагревают на кипящей водяной бане до прекращения выделения НС1 (около 5 ч). выпаривают досуха в вакууме и остаток перекристаллизовывают сначала из бензина (т. кип. 80—90° С) и затем из ксилола. Полученный продукт представляет собой черные иглы с зеленоватым оттенком; т. пл. 168° С,
В завершение раздела о получении тлокетопов следует еще упомянуть взаимодействие ароматических соединений с тиофосгеном по реакции Фриделя — Крафтса [288. 289].
CICIits замещенных галогенпиридвниевых и хинальдипиевых солей действием гидросульфидов получаются тиопиридоны [290] и тиохинальдопы [291J:
CI
CI
Хх/\+^\ N СНз
I- СНз
Н. S t a u d i и g е г, F. Preudenberger, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 573.
A. Schonberg, O. Schutz, S. Nickel, Ber., 61, 137 5 (1928).
E. G. Davis, S. Smiles,4 J. Chem. Soc., 97, 1296 (1910).
288| Гери., наг. 37730 (1886); Frdl., 1, 94 (1877—1887).
L. Gattermann, Ber., 28, 2869 (1895).
A. Michaelis, A. H б 1 k e n, Ann, .331, 245 (1904).
E. Champaigne, R. E. Cline, С. E. К a s 1 о w, J. Org. .Chem., 15, 600 (1950).
При взаимодействии геминальных дигалогенсодержащих соединений с мер! тидами в условиях, исключающих отщепление галогеново^орода, обычно гладко Ы зуются меркапталя [292] или меркаптолы [293]:
Rx /SR' H^XsR'Rx /SR' H^XsR'меркаптальмеркаптальR/ /SR"Н'/ \SR'R/ /SR"Н'/ \SR'Нх ,С1
Rx /SR' H^XsR'
Rx /SR' H^XsR'
меркапталь
меркапталь
R/ /SR"
Н'/ \SR'
R/ /SR"
Н'/ \SR'
ХС( + 2R'SII
НХ ХС1
R. ,С1
>С< +2R"SH
R'/ \С1
меркаптол
Смешанные меркаптали с выходами до 90% получают из а-галогентиаэфир п меркаптанов [294].
Тиоэтилтиобензилметан. При смешении 11 г хлорметилэтилсульф с 12,4 г бензилмеркаптана происходит очень бурная реакция с выделен] хлористого водорода. Реакционную смесь необходимо охлаждать водой. Ма оставляют на ночь и фракционируют перегонкой в вакууме. Выход проду 60% от теоретического; т. кип. 105° С (19 мм рт. ст.).
Бис-(тиобензил)-метан. Его получают из 3,5 г хлорметилбензилсу фида и За бензилмеркаптана. Выход продукта 4,8 г (90% от теоретического); т.: 55° С (после перекристаллизации из изопропилового спирта).
Взаимодействие ацилгалогенидов с сероводородом и его производными
Обмен галогена на серу в ацилгалогеяидах приводит к образованию тио1 боновых кислот или их производных. Например, важнейшим способом'получе,- тиокарбоновых нислот является ацилирование сероводорода. Реакцию провод в безводном пиридине, и она, по-видимому, имеет общий характер [295|. Для дос" ження высоких выходов необходимо достаточно интенсивное охлаждение, сильв ток сероводорода и энергичное перемешивание во избежание местного скопле® избытка хлорангидрида. Таким способом были получены простые тиокпслоты впл< до тиононановой кислоты [295].
Тиоуксусная [296] и тиобензойная [296, 297] кислоты. В колбе емкой» 1 л, снабженной мешалкой и обратным холодильником, насыщают 200 v сухого пиридина "сероводородом, промытым раствором иода и высушеннь СаС12, п при температуре ниже 15° С при охлаждении и перемешивании в теч ние 2—3 ч прибавляют 40 г ацетилхлорида (или при 5° С 40 г бензоилхлорида Затем смесь подкисляют рассчитанным количеством 5 н. H2SO4, продуктизцл кают эфиром, сушат над Na2SO4 и фракционируют в токе азота. Выход,!® кислоты 60—65% от теоретического; т. кип. тиоуксусной кислоты 87,5—88* т. кип. тиобевзойной кислоты 85—87° С (10 ям рт. ст.).
Е. Fromm, Ann., 253, 155 (1889); R. Otto, К. M ii h ] e, Вег., 28, 111 (1895).•
A. Schonberg, O. Schutz, Ann., 454, 47 (1927); A. Schonber; O. S c h ii t z, V. Bruckner, J. Peter, Ber., 62, 2 550 (192 9).
H. Bohme, H. Fischer, R. Frank, Ann., 563, 54 (1949).
A. F r e d g a, H. Bauer, Ark. Kemi, 2, 113 (1905); C., 1952, 989.
S. Sunn er, T. Nilson, Svensk kem. Tidskr., 54, 163 (1942); 6
1943, I, 829.*
P. Noble jr., D. S. Tarbell, Org. Synth., 32, 101 (1952).
Ацилированием меркаптанов получают эфиры тиолкарбоновых кислот. Эту реакцию, часто очень гладко протекающую и в отсутствие оснований [298], проводят обычно по методу Шоттена — Бауманна [299, 300] или в присутствии пиридина [301].
Гидрохлорид S-бенэоилцистеамнна [302]. Нагревают 2 г гидрохлорида цистеамина с 3 мл бензоилхлорида до начала выделения хлористого водорода (155—170° С). Далее реакцию проводят без дополнительного подогрева. Затвердевшую смесь растирают с сухим эфиром, промывают несколько раз те» же растворителем и перекристаллизовывают из сухого диметилформамида, смешанного с несколькими каплями концентрированной НС1. Из маточника, можно извлечь эфиром вторую фракцию. Выход продукта 2,7 г (70% от теоретического); т. пл. 167° С (разл.). ।
1,5-Бис-(бензонлмеркапто)-пентан. 1,5-Димеркаптопентан встряхивают с бензоилхлоридом и избытком NaOH. При этом образуется 1,5-бис-(бензоил- меркапто)-пентан с почти количественным выходом; т. пл. продукта 45° С после- перекристаллизации из этилового спирта ]299].
Взаимодействие алкилгалогенидов с сульфитамии сульфиновыми кислотами
Обмен галогенов в алкилгалогенидах па серу при взаимодействии с сульфитами- щелочных металлов для получения алифатических сульфокислот впервые осуществлен! Штреккером [303].
HX + NaaSOs —> RSO8Na + NaX
Этансульфокнслота. Нагревают 20 г зтялиодида с раствором 20 г кристал- - лического (NHa)2SO3 в 40 мл воды в течение 6 ч [304], затем смесь охлаждают. При этом образуется аммониевая соль этансульфокислоты. Для получения- бариевой соли смесь разбавляют водой и нагревают с РЬО до окончания выделения аммиака. Фильтрат освобождают от свинца обработкой сероводородом. После новой фильтрации к раствору добавляют избыток ВаСОэ, фильтруют и выпаривают досуха.
Особенно хорошие выходы получаются в случае и-алкилгалогенидов, в то время как атомы галогенов у вторичного атома углерода обмениваются только на 25%, а третичные галогексодержащие соединения в этих условиях превращаются в олефины.
При взаимодействии дибромэтана с концентрированным водным раствором NasS03 образуется эгандисульфокислота 1305], при недостатке сульфита — натриевая соль бромэтансульфокислоты [306]. Общая методика получения алкан-а,ш-дисульфо- натов приведена нище [307].
1298] 299] 300 301 302 303 [304[305] [306][307]1298] 299] 300 301 302 303 [304[305] [306][307]R. В. В a k er, Е. Е. R е i d, J. Am. Chern. Soc., 51, 1567 (1929).
1298] 299] 300 301 302 303 [304
[305] [306]
[307]
1298] 299] 300 301 302 303 [304
[305] [306]
[307]
W. Autenrieth, A. Geyer. Ber., 41, 42 53 (1908).
E. D a 1 g 1 i e s h, F. G. Й a и n, J. Chem. Soc., 1947, 559.
P. N. Rylander, D. S. Tarbell, 3. Am. Chem. Soc., 72, 3021 (1950).
T. W i eI a n d, E. Bokelman n, Ann., 576, 20 (1952).
A. Strecker, Ann., 148, 90 (1868).
W. He mil tan, Ann., 168,145 (1873); cp. F. C. Wagner,
E. E. R e i d, J. Am. Chem., Soc., 53, 3409 (1931).
В. C. Saunders, J. Chem. Soc., 1950, 686.
G. Ovetberger, D. E. Baldwin, H. P. Gregor, J. Am. Chem.. Soc., 72, 4864 (1950).'
С. H. S ton e, J. Am. Chem. Soc., 58, 488 (1936); ср. B. Helterich
H. G r ii n e r t, Ber., 74, 1531 (1941).
Бутандисульфокислота (по Вейганду). В двугорлую колбу емкостью 1 л, снабженную мешалкой п обратным холодильником, помещают 100 г дибром* бутана (0,46 моль), 150 г безводного Na2SO3 (2,5 • 0,46 моль) и 400 мл воды и при энергичном перемешивании нагревают 20 ч па водяной бане. Затем смесь разбавляют до объема 1 л и еще теплый раствор встряхивают с животным углем до исчезновения запаха лука. Раствор оставляют на ночь, затем отфильтровывают уголь и пропускают в раствор хлористый водород. После начала выпадения' NaCl колбу охлаждают ледяной водой и продолжают пропускать хлорист^ водород до полного прекращения выпадения NaCl. Затем раствор фильтруют^ упаривают фильтрат до 300 мл и вновь пропускают хлористый водород ир1 охлаждении льдом. При этом выпадает дигидрат бутандисульфокислоты. Дигид^ рат сушат в вакууме над твердым NaOH, после чего он имеет т. пл. 86—1 93° С. Дигидрат обрабатывают уксусным ангидридом и удаляют образовав* шуюся уксусную кислоту. Выход безводной кислоты 92 г (92% от теоретик ноского); т. пл. 136е С. ■'
Аралкилбромпды (308, 309] реагируют с сульфитом натрия легче, чем аралкилч хлориды; при проведении реакции с бензилхлоридом оказалось полезным добавлять is реакционную смесь NaOH. )Г
Бензилсульфокислота [310]. В течение 1,5 ч кипятят с обратным холбй дильпиком 250 г кристаллического тонкоизмельченпого Na2SO3 с 125 г бет зилхлорида и 200 мл 10%-ного NaOH. Горячий раствор тотчас же перегоняю^ с водяным паром для удаления избытка бензилхлорида и бензилового спирта^ затем упаривают. Выход натриевой соли бензилсульфокислоты 97% от теоретн* веского. Соль кристаллизуется из спирта с одной молекулой воды, но легк» выветривается па воздухе.
Так же с образованием соответствующих сульфокислот реагируют с сульфитом натрия галогенированные карбоновые кислоты и их производные [311], галогенир# ванные спирты (312], галогенированные кетоны [313] и галогенированные эфиры' [314].
По реакции Штреккера из арилгалогенидов с подвижным атомом галогейа, и сульфита натрия также образуются сульфокислоты. Так, при нагревании о-хлорз' •бензальдегида с Na2SO3 под давлением в течение 8 ч с очень хорошим выходом полу^ чают бензальдегид-о-сульфоиислоту (315). 5-Нитробензальдегид-2-сульфокислота обрат зуется уже при кипячении 5-нитро-2-хлорбензальдегида со спиртовым раствором сульфита натрия (316]. В нитроарилгалогенидах может происходить частично^ восстановление нитрогруппы до аминогруппы (стр. 573): полигалогепированны^ соединения в этих условиях дают полисульфокислоты (317]. , Д
Реакция образования сульфонов (318] при взаимодействий алкилгалогенидой] •с сульфинатами щелочных металлов уже давно известна:
RSO2Na-|-R'X —► RSO2R'4-NaX ^
Эту реакцию обычно проводят в водной или спиртовой среде на кипяшеб водяной бане. Пригодными для синтеза галогенидами являются первичные и вторий^ яые алкилгалогениды, а также бензил- и арилгалогениды, если в последних атоМЯН галогена активированы нитрогруппами, находящимися в орто- иди пара-полоЖеийи.:? С алифатическими сульфинатами выходы обычно меньше, чем с арилсульфинатами^
[308][309] 1310][311[308][309] 1310][311[313314315316317| : 318][313314315316317| : 318]Ч. С ь ю т е р, Химия органических соединений серы, пер. с англ., ч. 2, Издат* инлит, 1951. J С. A. Bunton, Е. А. Н а I с v i, J. Chern. Зое., 1952 , 4541. Л Е. Fromm, 3. d'e Seixas Palma, Вег., 39, 3312 (1906). . - Франц, пат. 788748 (1935): С., 1936, I, 1713. У J. М. S t е w а г t, Н. Р. С о г d t s, J. Am. Chern. Soc., 74 , 5884 (1952). -4 G. D. Parkes, S. G. Tinsley, J. Chern. Soc., 1934, 1861. J Пат. США 2394834 (1946); С. A., 40, 2658 (1916). '3 Герм. пат. 88952 (1896); FML, 4, 133 (1894—1897). ^ Герм. пат. 16 5613 (1904)- Frdl., 8, 158 (1905—1907). J Герм. пат. 98321 * (1897); ’Frdl., 5, 207 (1897—1900). / И. 0 t t о. Вег., 13, 1272 (1880); R. Otto, Ann., 283, 181 (1894). t
[308]
[309] 1310]
[311
[308]
[309] 1310]
[311
[313
314
315
316
317| : 318]
[313
314
315
316
317| : 318]
Метил- и этилбензилсульфоны [319]. Водный раствор бензилсульфипата натрия кипятят с обратным холодильником в течение нескольких часов с небольшим избытком мстил- пли этилподида в присутствии NaOH. Продукт реакции извлекают эфиром и перекристаллизовывают из воды. Метилбензилсульфон плавится при 127° С, этилбепзилсульфон— при S4J С.
Фенилбензилсульфон [320]. Нагревают 178 с бепзолсульфпната натрия и 127 г бснзилхлорида в 500 мл абсолютного спирта в течение 7—8 ч. После выливания горячего реакционного раствора в 1000 мл ледяной воды продукт реакции отсасывают, высушивают и перекристаллизовывают из спирта. Выход продукта 120 8 (52% от теоретического); т. пл. 146 —146.5° С.
Реакция с арилгалогенидами протекает в более жестких условиях: при более- высокой температуре или под давлением.
н-Ацетиламино-п'-иитродифенилсульфон. н-Адетиламинобеязолсульфи- новокислый натрий и n-питрохлорбензол нагревают 3,5 ч при 142° С в этиленгликоле и метилкарбитоле. При этом образуется н-ацетиламино-п'-иитроди- феииясульфон (выход 51%), из которого восстановлением можно получить- п .п' -диаминодифенилсульфоп [321].
о- и «-Питродифенплсульфоны [322]. В течение 3 ч при 160° С в запаянной трубке нагревают 4 г бснзолсульфиновой кислоты. 4,5 г е-хлорнитробен- яола п 2.5 г ацетата натрия (или соответственно 5 г бензолсульфиновой кислоты, 5.5 г п-хлорнитробензола и 3,5 г ацетата натрия) с необходимым для растворения количеством спирта (около 10 лл). После охлаждения продукт реакции отсасывают и промывают водой. Выход орто-соединения 4,5 г. иара-соедине- пия — 5,5 г. После перекристаллизации из спирта с добавкой активированного угля т. пл. соответственно 147,5 и 143е С.
Этим методом получено большое число сульфонов (см. обзор [308]).
Получение эфиров' тиоциановой и изотиоциаиовой кислот
При взаимодействии алкилгалогенидоп с роданидами щелочных металлов; происходит замещение водорода с образованием эфиров тиоциановой кислоты (органических роданидов). Однако заранее нельзя предвидеть, образуются ли по этому методу эфиры тиоцианопон кислоты пли изомерные им горчичные масла. Поскольку горчичные масла являются, по-видпмому, более стабильными соединениями, роданиды- можно перевести нагреванием в горчичные масла.
В пренаративпо важных методах получения эфиров тиоциаяовой кпелоты- псходят также из диродана, который ведет себя в реакциях как псовдогалоген и поэтому способен присоединяться по олефиновым двойным связям и замещать водород и ароматических соединениях. О получении органических роданидов (стр. 101, 190)' см. обзоры [323. .324].
Эфиры тиоциановой кислоты, кроме того, могут быть получены взаимодействием» арил- [325] и алкилсульфенхлоридов [326], а также перхлорметилмеркаптана [327) с цианидом калия:
RSC14-K.CN —► RSCN4-KC1
Е. F г о m m, J. d е Seixas Palma, Вег., 39. 3308 (1906).
R. L. Shriner. Н. С. Struc k, W. J. J о г i s о п, J. Am. Chcm- , Soc., 52. 2067 (1930).
{3211 С. W. Ferry,). S. В и с к, R. В а 1 t z 1 у, Org. Synth-. 22, 31 (1912).
F. Ullmann, G. Pasdermadjian, Ber., 34, 1150 (1901).
[3231 H. P. Kaufmann. Angew. Chcm., 54. 195 (1941): H. P. Kaufmann, Neuere Methoden dor praparaiiven organischen Chemie, Verlag Chemie, Berlin, 1944, S, 287.
J. Г,. Wood, Org. Reactions, 3, 240 (1949).
[325| T. Z i и с к e, K. Eismayer, Ber., 51, 751 (1918).
[32l>] И. Brintzinger, M. Langheck, Chern. Ber., 86. 560 (1953).
Пат. США 2650240 (1953); С. A., 48, 8819 (1954).
III. Обмен кислорода на S-функцию
Взаимодействие спиртов с серусодержащими соединениями
Взаимодействие с сероводородом и его производными
Обмен кислорода в спиртовых гидроксильных группах на серу с образовав меркаптанов часто удается осуществить с хорошими выходами пропугкяиием у паров спирта с сероводородом при 350—380° С над окисью тория. Описаны оптик, ные условия получения простых алкилтиолов (от метил- до изоамилмеркаптаз [328]. Такое замещение возможно и в более мягких условиях [329]. Например, взаимодействии N-оксиметилпиперидина, легко получаемого из пиперидина и форм дегида, с сероводородом в результате экзотермической реакции возникает соот ствующий тиол.
С6Н5-СН-ОНIС6Н5-С=ОС6Н5-СН-ОНIС6Н5-С=О+ Н8СНзСООН -^о^+ Н8СНзСООН -^о^При взаимодействии с меркаптанами спирты с отщеплением воды образ тиоэфиры. Например, из бензоина и тиогликолевой кислоты получают деэплтилт (колевую кислоту [330]:
С6Н5-СН-ОНI
С6Н5-С=О
С6Н5-СН-ОНI
С6Н5-С=О
+ Н8СНзСООН -^о^
+ Н8СНзСООН -^о^
С6Н5—CII-SCH2COOH свнб-с=о
Дезилтиоглнколевая кислота. Нагревают на водяной бапе 5 г бензо с 6,5 г тиогликолевой кислоты в течение 30 мин, одновременно пропус сухой хлористый водород. Полученную массу обрабатывают холодным рас ром соды и фильтруют в разбавленную соляную кислоту. Продукт реай через некоторое время выкристаллизовывается из раствора. Его перекрис лизовывают из четыреххлористого углерода или водного метилового сшп т. пл. 105° С.
Этим же методом из трифеиилкарбпноиа и n-тиокрезола получен п-ты трифенилметилсульфид [331].
В смеси с кислотами первичные спирты могут служить алкилирующими •ствами; при взаимодействии спиртов с тиоэфирами- отщепляется вода и образу ■соли сульфония:
НхГ Н\1*
>S + R"OH + H+ X- —►>S—R" Х' + Н2О
r'/Lrz/J
Перхлорат диметилфенилсульфония [332]. Кипятят 2 а метилфеннлсу. фида с 3 мл 70%-ной НС1О4 и 6 мл метилового спирта. Затем отгоняют избЫ1 метилового спирта и выливают остаток в воду; при этом выпадает в осМ соль сульфония. После перекристаллизация из воды т. пл. продукта 160®
Взаимодействие с бисульфитом натрия
Обмен спиртовой оксигруппы под действием бисульфита натрия в некого] -случаях происходит с образованием солей сульфокислот:
R3COH + NaHSO3 ^^^ RsCSOaNa
R. L. Kramer, Е. Е. Reid, J. Am. Chern. Soc., 43, 880 (1921).
A. В i n z, L. IT. Pence, J. Am. Chem. Soc.. 61, 3134 (1939).
O. Bebagh el, E. Schneider, В er., 68, 1588 (1935).
’[331 ] M. P, В a 1 f e, J. Kenyon, С. E. Searle, J. Chem. Soc., Ifll 3309.
1332] О. H i n s b e r g, Ber., 69, 492 (1936).
Так, вз три-п-толилкарбинола получают натриевую соль три-п-толийметан- сульфокислоты (333] и из трифенилкарбинола — натриевую соль трифенилметаи- сульфокислоты [334].
Взаимодействие окисей алкенов е соединениями серы
При взаимодействии окисей алкенов с серусодержащимя соединениями, например тиоцианатами, тиосульфатом натрия или тиомочевиной, происходит обмен кислорода на серу н образование соответствующих алкиленсульфидов J335, 336):
R-CH—CH-R'^KSCN —► R—CH—CH—R'--KOCN
V V
Реакция часто протекает очень бурио, так что приходится применять интенсивное охлаждение.
Циклогексиленсульфид [336, 337]. В течение 1,5 ч при 60° С 5 г окиси циклогексена в 20 лм метилового спирта обрабатывают 5 г тиомочевины. Затем выливают реакционную смесь в 150 мл воды. Продукт реакции извлекают хлороформом и фракционируют перегонкой в вакууме. Выход циклогексилен- сульфида 58% от теоретического; т. кип. 67—68° С (16 мм pm. cm).
При взаимодействии окисей алкенов с сероводородом происходит расщепление кольца с образованием Р-оксимеркаптанов; таким способом при обработке глициди- ,нового спирта раствором Ва(ОН),, насыщенным сероводородом, получают а-монотно- глицерин с 68%-ным выходом [338], а при пропускании окиси этилена с небольшим избытком влажного сероводорода через нагретую до 150—160° С глиняную трубку — монотиоэтиленгликоль [339, 340].
Расщепление окисей алкенов, которое может происходить также под действием меркаптанов, приводит к получению простых Р-окситиоэфиров. Для этой реакция были использованы окись этилена, окись циклогексена, эпихлоргидрин, а в качестве тиоловых компонентов — этил-, пропил-, фенил- и бензилмеркаптаны в присутствия небольшого количества активированного угля как катализатора [340].
Этил-(Р-оксн-у-хлорпропил)-сульфид. В течение 4 ч нагревают при 50° С 46 г эпихлоргидрина и 31 г этилмеркаптаиа. Выход продукта 90% от теоретического; т. кип. 114—115® С (16 мм pm. cm.).
Фенил- [р-оксиэтнл)-сульфид. В закрытом сосуде в течение 24 ч выдерживают смесь Иг тиофенола, 4,4 г окиси этилена и небольшого количества актив впрованного угля. Выход продукта 12 г; т. кип. 119—120° С (4 мм pm. ст.)л
Расщепление эпоксидов происходит с очень хорошими выходами под-действием меркаптидов калия в спиртовом растворе в отсутствие катализатора [341].
А. М о t h w u Г f, Вег., 37, 3158 (1904).
А. В a ey er, V. V i] 1 ig er, Ber., 35, 3016 (1902).
франц, пат. 797621 (1934); С., 1936, H, 1062.
С. С. J. С u 1 v е п о г, W. Davies, К. Н. Pausacker, J. Chern. Soc., 1946, 1050.,
Е.Е.v а ц Т аш е 1 е n, Org. Synth.,32, 39 (1952).
L.S m 11 Н, В.Sjoberg, Ber., 69,678 (1936).
Франц, пат. 769216 (1933); С., 1935, I, 1770.
C.D,Nenitzescu, N. Scarl atescu, Ber., 68,587(1935).
С.C.J. C u J ve n о r, W. D a v i e s,N. S. H e a t h,J.Cbem. -Soc., 1949,
278.
38 Заказ 1835.
Важный для препаративных целей метод, основанный на обмене кислорс на серу, заключается во взаимодействии окисей алкенов с бисульфитом натрия [34 в результате чего образуются натриевые соли Р-оксисульфокислот [343]:
Н2СCH2 + NaHSO3 —► CII2OH-CHaSO3Na
О
Натриевая соль 2-оксипропан-1-сульфокислоты [312]. Смесь 95 (0,5 моль1) метабисульфита натрия и 67 г (1,16 моль1) окиси пропилена перец шивают 8 ч в 200 лм воды при комнатной температуре и затем выпаривш досуха. После перекристаллизации из 90%-ного спирта получают 138 г (85,2. от теоретического) натриевой соли 2-оксипропан-1-сульфокислоты; после м ричной перекристаллизации из 95%-ного спирта т. пл. продукта 225—227*
Взаимодействие карбонильных соединенийс соединениями серы
Обмен атома кислорода в карбонильных соединениях на сору с образовали меркаптанов может происходить под действием сероводорода или серы в присутстт водорода и не отравляемых серой катализаторов гидрирования [344].
R—С—H' + H2S + H2ОR—С—H' + H2S + H2Окатализатор„— Н,0н~CH—RSHкатализатор„— Н,0н~CH—RSH
R—С—H' + H2S + H2
О
R—С—H' + H2S + H2
О
катализатор„
— Н,0н~CH—R
SH
катализатор„
— Н,0н~CH—R
SH
Реакция протекает под давлением около 140 ат при 150—200° С в присутств кобальт- иля никельполисульфидных катализаторов. Выход продукта в среди 70% от теоретического.
В отсутствие водорода, но под давлением, которое в зависимости от характе; карбонильного соединения колеблется в пределах 35—85 ат, альдегиды и кеты реагируют с сероводородом с образованием гем -дитиолов [345]:
R-C-R' + 2HaS ——R—С—R'
II"Н’°
оHS SH
При действии HaS на карбонильные соединения в присутствии соляной ннсл< или других конденсирующих средств образуются тиоальдегиды и тиокетоны, ’ является наиболее общепринятым методом получения этих соединений. Однако у т^ альдегидов и тиокетонов в еще более сильной стеиени, чем у их кислородных аналоге проявляется стремление к полимеризации, предпочтительно с образованием цикл ческих тримеров:
слабокислаяслабокислаясильнокисяаясредасильнокисяаясредаЛинейный полимер с небольшим содержанием кислорода [346]Линейный полимер с небольшим содержанием кислорода [346]R-C-R'
слабокислая
слабокислая
сильнокисяаясреда
сильнокисяаясреда
Линейный полимер с небольшим содержанием кислорода [346]
Линейный полимер с небольшим содержанием кислорода [346]
II
О
|h,s
R-C-R' HO^ЗН
Герм. пат. 569148 (1931); С., 1933, I, 3004.
R. Ten Е у с h Schenck, S. Kaizerman, J. Am. Chern. Soc., 7» 1636 (1953).
M. W. Farlow, W. A. Lazier, F. K. S i g n a i g o, Ind. Eng. Chern- 42, 2547 (1950). *
T. L. C a i r n s, G. L. E v a n s, et al., J. Am. Chem. Soc., 74, 3982 (1952)
Эти тримеры, являющиеся производными 1,3,5-тиациклогексана, обычно называют e-тритианами. Тиоформальдегид и симметричные тиокетоны образуют тримеры только одной формы, остальные соединения (кроме соединений с пространственно блокирующими заместителями) могут существовать в двух стереоизомерных формах (а и р). Для а (цис)-формы характерно расположение всех трех заместителей R или R' по одну сторону плоскости кольца, в то время как у 0 (трйнс)-формы только два заместителя R или R' расположены по одну сторону плоскости кольца. Под влиянием катализаторов цис-соединении могут переходить в более устойчивые и высокоплавкие 0-формы [347—349].
Тиоальдегиды приобрели препаративное значение, так как при действии на них восстановителей отщепляется сера (в виде сероводорода) и образуются олефины и полимеры [350]:
,Н2RC<_,Н2RC<_RCH=CHR + 2SRCH=CHR + 2S
,Н
2RC<_
,Н
2RC<_
RCH=CHR + 2S
RCH=CHR + 2S
Методику получения тритиоформальдегида см. [35!].
а-Тритиоацетальдегид [352]. В смесь равных частей воды, ацетальдегида и концентрированной соляной кислоты пропускают сероводород. Выделяющееся при этом масло постепенно затвердевает; через 24 ч продукт отфильтровывают и многократно перекристаллизовывают из ацетона; т. пл. 101° С.
0-Тритиоацетальдегид [352]. В смесь 1 ч. ацетальдегида и 3 ч. насыщенного хлористым водородом спирта пропускают сероводород. Продукт перекристаллизовывают из ацетона; т. пл. 125—126° С.
0-Тритиобензальдегид [352]. В смесь бензальдегида и спиртового раствора хлористого водорода пропускают сероводород. Образовавшийся осадок кипятят с бензолом; при охлаждении смеси 0-тритиобензальдегид сооса- ждается с одной молекулой кристаллизационного бензола, который улетучивается при температуре около 140° С; т. пл. 0-трИтиобензальдегида 225° С.
Получение а-тритиобеизальдегида см. [353].
Моногалогенбензальдегиды превращают в соответствующие гримерные тиоальдегиды действием газообразных НС1 и H8S в абсолютном этилацетате [354]
Тиокетоны являются окрашенными соединениями, но все они, особенно диалкил' и алкарилтиокетоны, очень склонны к образованию бесцветных примерных тритианов. Так, тиоацетон обычно существует только в виде тримера и лишь при нагревании Превращается в мономер (фиолетовые пары) [355]. Однако при взаимодействии ацетофенона с сероводородом [355] наряду с тримером воаникает мопомерный тиокетон в виде разлагающегося синего масла, которое получается также при пиролизе тримера. Простые мономерные тиокетоны до сих пор мало изучены из-за присущего им непереносимого запаха [356].
Тритиоциклопентанон и тритиоциклогексанон [357]. В раствор циклопентанона или циклогексанона в пятикратном количестве абсолютного этилового спирта пропускают сначала хлористый водород, а затем насыщают серово-
S. W. L е h о d е w, М. Pi a t о в о w, Вег., 69, 762 ’ (1926); Е. М й j 1 е г. G. S с h i 1 1 е г, J. prakt. Chern. [2], 116, 175 (1927); J. Н. Wood, R. W. Bos t, J. Am. Chem. Soc., 59, 1011 (1937).
0. Hassel, H. V i e г v о 1 1, Acta Chem. Scand., 1, 149 (1947).
A. Schdnberg, M. Z. Barakat, J. Chem. Soc., 1947, 693.
A. Schonberg, J. Chem. Soc.. 1948, 891.
R. Kuhn, Angew. Chem., 50, 703 (1937).
R. W. В 6 s t, E. W. Constable, Org. Synth., 16, 81 (1936).
E. Baumann, E. Fromm, Ber., 22, 2600 (1889).
H. Klinger. Ber., 9, 1895 (1876); 10, 1877 <1877).
A. Stanfield, L. B. Reynolds jr., J. Am. Chem. Soc., 74, 2878 (1952).
E. R a и m a n и, E. Fromm, Ber., 28, 895 (1895b
E. Baumann, E. Fromm, Bor., 22, 2592 (1889).
E. Fromm, Ber., 60, 2090 (1927).
дородом. Через некоторое время из раствора выделяются кристаллы, к< рые отсасывают н промывают разбавленным спиртом. После перекристаллнза из этилового спирта т. пл. тритиоциклопентанона 99° С, т. пл. тритиогег нона после переосаждения на хлороформа этиловым спиртом 101 —102’ Мономеры, а также тиокамфора получены Сеном [358].
Ароматические и гетероциклические тиокетоны не склонны к полимериза: и, как правило, хорошо кристаллизуются. Для получения тиокетонов ароматичеа кетоны обрабатывают сероводородом в присутствии хлористого водорода (ваприк при синтезе тиобензофенона [359] и тиофлуоренона [360] или пентасульфидом фосф (например, при получении диметилтиохромона [361] и 4-тиофлавона [362]).
4-Тно-у-ннров [363]. у-Пирон кипятят 30 мин с двойным количест] чистого желтого пентасульфида фосфора. Отфильтрованный раствор и бензо, ный экстракт осадка на фильтре выпаривают. После перекристаллизации оста: из иизкокипящего петролейного эфира получают желтые иглы; т. пл. 49е
При взаимодействии меркаптанов с альдегидами н кетонами пpoиcxo^ отщепление воды и образуются геминальные диалкилмеркаптосоединения: меркапп (производные альдегидов, Н' = Н) и меркаптолы (производные кетонов):
R.Rx zSR"
)C=O + 2R"SH ——>C<
-H.O\SH.
меркаптол
Обычно альдегиды более реакционноспособны, чем кетоны. Из тиолов бенз) меркаптан конденсируется легче, чем этил-, амил- и фенилмеркаптаны [364].
Меркаптали. Общий способ получения [365]. В смесь 2 моль меркапт» и 1 моль альдегида пропускают сухой НС1. Реакция протекает быстрее ц нагревании и удалении воды. Меркаптали перекристаллизовывают из эфи; петролейного эфира или бензола. Ди-л-бромфенилмеркапталь бензальдег! после перекристаллизации из эфира имеет т. пл. 79—80° С; дифенилмерк таль коричного альдегида, перекристаллизованный из петролейного эфг — т. пл. 80—81° С; дифенилмеркапталь пиперонала после перекристаллиаав из ацетона — т, пл. 48° С.
Общую методику получения дибутилмеркаптолов и дпбутилмеркаптаЛ см. [366].
Описано также получение меркапталей углеводов [367]. Эта реакция примени! ко всем альдозам и алифатическим тиоспиртам, но не идет с тиофенолямп, а таю с фруктозой и сорбозой [368], поэтому таким путем можно, например, выдели глюкозу из смеси фруктозы и сорбозы.
D. С. Sen, J. Indian Chern. Soc., 13, 268 (1936); 12, 647 (1935).
H. Stand Inger, H. Freudenberger, Ber., 61, 1576 (1928).
[360 E. C a m p a i g n e, W. B. R e i d jr., J. Am. Chem. Soc., 68, 769 (1946).
H. Simonis, S. Rosenberg, Ber., 47, 1232 (1914).
W. Baker, J. В. H а г b о г n e, W. D. Ollis, J. Chem. Soc., 1952, 130
F. Arndt, E. Scholz, P. Nachtwey, Ber., 57, 1903 (1924).
T. Posner, Ber.. 34, 2643 (1901),
E. Baumann, Ber., 18, 883 (1885).
T. C. W h i t n e г jr., E. E. Reid, J. Am. Chem. Soc., 43, 639 (1921).
E. Fischer, B*er., 27, 673 (1894).
H. Zinner. Chem. Ber., 83, 275 (1950); 84, 780 (1950); 86, 495 (1953).
Диэтилмеркапталь глюкозы 1367]. В склянке с притертой пробкой при встряхивании растворяют при комнатной температуре 70 г глюкозы в 70 в дымящей соляной кислоты (</ — 1,19). Раствор охлаждают льдом и смешивают (в четыре приема) с 40 г этилмеркаптана, энергично встряхивая. Через короткое время большая часть меркаптана растворяется и смесь разогревается. Через 4 ч отсасывают плотную кристаллическую кашицу, промывают ее небольшим количеством холодного этилового спирта и хорошо отжимают. Выход неочищенного продукта 59 г. После перекристаллизации из четырехкратного количества этилового спирта, двукратной перекристаллизации из воды и еще одной из спирта получают чистый для анализа препарат; т. пл. 127—128° С. Для идентификации и выделения карбонильных соединений особенно пригодны меркаптали, получаемые на основе п-нитробензилмеркаптана [369] и меркаптокарбоновых кислот [370].
При взаимодействия кетонов с меркаптанами в тех же условиях, что и с альдегидами, образуются меркаптолы, хотя и с большим трудом [365]; при этом в качестве конденсирующего агента обычно рекомендуется добавлять хлористый цинк [371].
Взаимодействие производных карбоновых кислотс соединениями серы
Ацилирование сероводорода (ср. стр. 588) приводит к тиокарбоновым кислотам. Так, например, при пропускании сероводорода в уксусный ангидрид образуется тио- тксусная кислота с 74%-ным выходом [372, 373]. Этот метод применим также и для других ангидридов [374].
При ацилирований меркаптанов ангидридами кислот получаются эфиры тиокарбоновых кислот. Для синтеза низших эфиров используют метод Шоттепа — Бауманна [375, 376].
Эфиры тиокарбоповых кислот. Общий способ получения. Смесь 40 г NaOlI, 75 мл воды и 1,2 моль меркаптана выливают на 500 а мелкораз- дроблениого льда и при энергичном перемешиваний быстро добавляют 1,25 моль уксусного ангидрида. Перемешивают еще 5 мин., после чего образовавшийся эфир отделяют, промывают, сушат и перегоняют.
Для получения высших алифатических эфиров (от С4 до Cg) тиоуксус- ной кислоты [376] смесь 1 моль меркаптана, 1,2 моль уксусного ангидрида и 1/5 от его массы безводного ацетата натрия кипятят 1 ч с обратным холодильником па масляной бане, температуру которой повышают от 130° С (начальная температура) до 150° С. Реакция обычно протекает так бурно, что колбу периодически необходимо вынимать пз бани. По окончании реакции охлажденную смесь выливают в воду и выделяют эфир, как описано выше.
Этим способом получен ряд эфиров тиоуксусной кислоты — от метилового до «-октилового с выходами в среднем 90% от теоретического. Тиофенол ацилируют смешанными ангидридами кислот, содержащими желаемый ацильный остаток и остаток моноэтилового эфира угольной кислоты [377].
Ил эфиров ортотиокарбоновых кислот наиболее доступны эфиры ортотиому- Равьиной кислоты, которые получают взаимодействием муравьиной кислоты с меркаптанами [378].
A. Schaeffer. Л.Мигйа, Вег., 40, 2007 (1907).
J. П i t t е г, М, J. Lover, J. Аш. Chern. Soc., 74, 5576 (1952).
J. Bongartz, Вег., 19, 1931 (1886).
К. E 1,1 i n g b о c. Org. Synth., 31, 105 (1951).
B. S i 6 b e г g, Sven^k kem. Tidskr., 63, 90 (1951); C. A., 47, 8640 (1953). Пат. США 2587580 (1952); С. А., 46, 10192 (1952).
О. Н 1 n s b е г g, Вег., 39, 2433 (1906).
W. Wenzel Jr., Е. Ё. Reid, J. Am. Chem. Soc., 59, 1089 (1937).
Wieland, W. Schafer, E. В о k e 1 m a n n, Ann., 573 99 (1951). J. II о 11 b e п, К. M. L. Schultze, Ber., 44, 3235 (1911); J. H о u h e n, Ber. 45 2942 (1912); ср. также H. Crop, A. R i e c h c, Ctiem. Ber., 94, 543 (1961)-.
Еще одним препаративно важным методом обмена кислорода в карбонильных соединениях на серу является взаимодействие амидов карбоновых кислот с сульфидами фосфора, приводящее к образованию тиоамидов [379J: /,
5RCNR2-lP2S6 —> 5RCNR2-cp2O5
IIII
оs
Эта реакция, обычно проводимая в кипящем бензоле или толуоле, довольна широко применима. Она протекает со вторичными и третичными амидами (3801 значительно более гладко, чем с первичными, которые легко дегидратируются образуй ющеися пятиокисью фосфора до нитрилов.
Тиоамиды [381]. Амиды кислот обрабатывают смесью P2S6 и K2S сначала при комнатной температуре, затем при 70—80° С. Этим способом получены в частности, тиоацетамид, тиобензамид, фенилтиоацетамид, тиоамид гидр» коричной кислоты и их N-метилпроизводные.
Для синтеза тиобензанилида [382] в качестве растворителя лучше исполь* зовать пиридин. .;
О методах обмена кислорода на серу в амидах кислот см. обзор [3831,'
Взаимодействие алкил- и диалкилсульфатов«
с соединениями серы
Алкилирование соединений серы алкил- и диалкилсульфатами имеет меньшй значение, чем алкилирование алкилгалогенидами. Так, например, получение мерная» танов [384, 385] перегонкой эфиров серной кислоты с гидросульфидом калия в настой ящее время почти не применяется в лабораторной практике.1 л
Простые тиоэфиры, особенно низшие, можно получать алкилированием сулй фидов щелочных металлов как алкилсульфатами [386, 387], так и диалкилсульфа^ тами [388-390].
Диатилсульфид [391]. Растворяют 120 г NagS-OHaO в 120 .ил воды^ раствор нагревают до кипения в колбе для перегоини емкостью 750 лл, снаб* жени ой эффективным нисходящим холодильником и помещенным в лед прием* ником. Затем в раствор приливают по каплям 155 в диэтилсульфата с так» скоростью, чтобы реакция протекала бее подвода тепла извне. Дистиллят наст/* щают NaCl, отделяют сульфид в делительной воронке н после высушивания над СаС12 фракционируют. Выход диэтилсульфида 35 а (78% от теоретического)? т. кип. 90-92° С. «
При алкилировании простых тиоэфиров могут получаться сульфоиийалквл-i сульфаты. Применение диалкилсульфатов иногда необходимо, так как, например^ диарилсульфиды [392] и метиловый эфир и-тиокрезола не образуют сульфонпевы^ солей с алкилгалогенидами.
[379] [380 [381 |382 [383 [384[379] [380 [381 |382 [383 [384A. W. Hof mann, Вег., ft, 340 (1878).A. Reissert, Вег., 37, 3708 (1904).К. Kindler, Ann., 431, 209 (1923).Е. К 1 i и g s Ь е г g, D. Papa, J. Am. Chem. Soc., 73, 4989 (1951).R. N. Hurd, G. DeLaMater, Chem. Rev., 61, 47 (1961).J. Obermeyer, Ber., 20, 2918 (1887).A. W. Hof mann, Вег., ft, 340 (1878).A. Reissert, Вег., 37, 3708 (1904).К. Kindler, Ann., 431, 209 (1923).Е. К 1 i и g s Ь е г g, D. Papa, J. Am. Chem. Soc., 73, 4989 (1951).R. N. Hurd, G. DeLaMater, Chem. Rev., 61, 47 (1961).J. Obermeyer, Ber., 20, 2918 (1887).[385] К. Vol о сек, V. Vesely, Вег., 47, 1516 (1914).[385] К. Vol о сек, V. Vesely, Вег., 47, 1516 (1914).386]387388389390391[392]386]387388389390391[392]. .20, 3407 (1887).H. Hepworth, J. Chem. Soc., 119, 1254 (1921).H. Bdnme, W. Krause, Chem. Ber., 82, 426 (194 9).H. L. Gray, G. O. Gutekunst, J. Am. Chem. Soc., 42, 8 56 (1920).W. Strecker. R. S p i t a 1 e r, Ber., 59, 176 3 (1926).H. Bohme, H/J. Gran, Ann., 577, 72 (1952).F. Kehrmaun, A. Duttenhofer, Ber., 38. 4197 (1905).. .20, 3407 (1887).H. Hepworth, J. Chem. Soc., 119, 1254 (1921).H. Bdnme, W. Krause, Chem. Ber., 82, 426 (194 9).H. L. Gray, G. O. Gutekunst, J. Am. Chem. Soc., 42, 8 56 (1920).W. Strecker. R. S p i t a 1 e r, Ber., 59, 176 3 (1926).H. Bohme, H/J. Gran, Ann., 577, 72 (1952).F. Kehrmaun, A. Duttenhofer, Ber., 38. 4197 (1905).Вег..Вег..
[379] [380 [381 |382 [383 [384
[379] [380 [381 |382 [383 [384
A. W. Hof mann, Вег., ft, 340 (1878).
A. Reissert, Вег., 37, 3708 (1904).
К. Kindler, Ann., 431, 209 (1923).
Е. К 1 i и g s Ь е г g, D. Papa, J. Am. Chem. Soc., 73, 4989 (1951).
R. N. Hurd, G. DeLaMater, Chem. Rev., 61, 47 (1961).
J. Obermeyer, Ber., 20, 2918 (1887).
A. W. Hof mann, Вег., ft, 340 (1878).
A. Reissert, Вег., 37, 3708 (1904).
К. Kindler, Ann., 431, 209 (1923).
Е. К 1 i и g s Ь е г g, D. Papa, J. Am. Chem. Soc., 73, 4989 (1951).
R. N. Hurd, G. DeLaMater, Chem. Rev., 61, 47 (1961).
J. Obermeyer, Ber., 20, 2918 (1887).
[385] К. Vol о сек, V. Vesely, Вег., 47, 1516 (1914).
[385] К. Vol о сек, V. Vesely, Вег., 47, 1516 (1914).
386]
387
388
389
390
391
[392]
386]
387
388
389
390
391
[392]
. .20, 3407 (1887).
H. Hepworth, J. Chem. Soc., 119, 1254 (1921).
H. Bdnme, W. Krause, Chem. Ber., 82, 426 (194 9).
H. L. Gray, G. O. Gutekunst, J. Am. Chem. Soc., 42, 8 56 (1920).
W. Strecker. R. S p i t a 1 e r, Ber., 59, 176 3 (1926).
H. Bohme, H/J. Gran, Ann., 577, 72 (1952).
F. Kehrmaun, A. Duttenhofer, Ber., 38. 4197 (1905).
. .20, 3407 (1887).
H. Hepworth, J. Chem. Soc., 119, 1254 (1921).
H. Bdnme, W. Krause, Chem. Ber., 82, 426 (194 9).
H. L. Gray, G. O. Gutekunst, J. Am. Chem. Soc., 42, 8 56 (1920).
W. Strecker. R. S p i t a 1 e r, Ber., 59, 176 3 (1926).
H. Bohme, H/J. Gran, Ann., 577, 72 (1952).
F. Kehrmaun, A. Duttenhofer, Ber., 38. 4197 (1905).
Вег..
Вег..
Диметил-п-толилсульфонниметилсульфат [393]. В течение 15—20 мин па водяной бане нагревают эквивалентные количества метилового эфира тиокрезола и диметилсульфата. Сначала получается вязкое масло, которое при охлаждении затвердевает в кристаллическую массу; т. пл. продукта 97° С.
Метилирование диметилсульфатом используют для получения метиловых эфиров из тиокарбоновых кислот [394] и алифатических сульфокислот из сульфитов.
Метаисульфонат бария [3 95]. В 6 00 .ил 26%-ного раствора (NH^SOg при 10° С медленно вносят 126 г чистого диметилсульфата. После растворения диметилсульфата к раствору добавляют пасту из 75 а кристаллического (NHJaSOg. с 75 44л воды п смесь нагревают несколько часов на водяной бане. Затем массу разбавляют в горячем виде до трехкратного объема, разлагают небольшой избыток (NHjlsSOg серной кислотой, добавляют рассчитанное количества Ва(ОН)2 и выпаривают аммиак. Избыток Ва(ОН)2 осторожно удаляют серной кислотой, затем нейтрализуют массу ВаСО3 и фильтруют. Фильтрат выпаривают и получают в остатке метаисульфонат бария.
IV. Замещение азота серой
Замещение аминогруппы S-фуннцией
Замещение аминогруппы с образованием С—S-связи проводится через легко получаемые из ароматических аминов соли диазония. Как и при аналогичных реакциях алкилирования, для того, чтобы в большей или меньшей степени исключить образование простых тиоэфиров, необходимо применять в качестве акцепторов арила только такие гидросульфиды щелочных металлов, в которых водород формально замешен легко отщепляемым остатком, главным образом ацилом. Так, для получения тиофе- полов преимущественно используются ксантогенаты щелочных металлов. Образующиеся вначале ксантогенаты диазопия с отщеплением азота легко превращаются в арилксавтогеиаты, из которых щелочным гидролизом получают тиофенолы [396,
rs-c-oc2H5l- ,L s Jrs-c-oc2H5l- ,L s J
rs-c-oc2H5l- ,
L s J
rs-c-oc2H5l- ,
L s J
S—С—ОС»Нб/~\-SH
и\=/
S
Для предотвращения взрывов [398] реакцию рекомендуется проводить очень осторожно при перемешивании, лучше всего путем добавления холодного раствора соли диазовия к нагретому до 60—70° С раствору ксантогената. На 1 моль диа.чосоедн- нения целесообразно брать 1,4 мом ксантогената в десятикратном количестве воды
К. A u w е г s, F. Arndt, Вег., 42, 2713 (1909).
L. S. P г a t t, E. E. R e i d, J. Am. Chern. Soc., 37, 1934 (1915).
C. W e у g a n d (неопубликованная работа).
396| R. Lcuckart. J. prakt. Chern. [2] 41, 187 (1890).
] D. S. Tarbell, D. K. Fukushima, Org. Synth., 27 , 81 (1947).
К. H о 1 z a c h, Die aromatischen Diazoverbindungen, F. Елке, Stuttgart, 1947, S. 216.
] К. H. Saunders, The Aromatic Diazo-Compounds and their Technical Applications, E. Arnold a. Co., London, 1949, p. 326.
Тногидрохинон [400]. Растворяют 110 г (1 молъ^ п-аминофенод в избытке 10%-ной НС1 (2,25 лоль), охлаждают ниже 15° G и при 15—20* медленно добавляют 70 г (1 лоль) NaNO2. Полученный раствор соли диазонн при хорошем перемешивании и 70—75° С медленно вводят в раствор 224 (1,4 моль1) этилксантогената калия в 650 мл воды. Затем смесь нагревают ед 30 мин при 90° С, добавляют 160 г (4 моль) NaOH (для разложения ксантом ната) и кипятят полученную массу в течение нескольких часов. Далее эту смев сильно подкисляют избытком 50%-ной H2SO4 и нагревают в присутствии цин^ и бензола для восстановления образовавшегося дисульфида. Тиогидрохинб выделяется в виде масла. Его промывают разбавленной водой и перегоняв в вакууме. Выход тпогидрохинона 61 г; т. кип. 133—137° С (11 мм pm. спи|
При взаимодействии солей диазония с Na2S2 также выделяется азот и глада образуются дисульфиды:j
2[AtN2]+ cr-bNa2Ss —> Ar-SS-Ar + 2NaCl + 2N2
2,2'-Бнс-(Р-карбокеивиннлфенил)-дисульфид [401]. Зто соединение пол^ чают, добавляя о-диазокоричвую кислоту в горячий концентрированный pj створ избытка Na2S2 с последующим подкислением. Для очистки продуй растворяют в холодном растворе соды, фильтруют, подкисляют и перекриста^ лизовывают из этилового спирта; т. пл. 221° С.
Этим же методом синтезирована дитиосалициловая кислота (о,о'-дика# боксидифенилдисульфид) [402].-
Ароматические простые тиоэфиры часто получают взаимодействием соле! диазония с меркаптидами щелочных металлов. Во избежание взрывов реакцию лущф всего проводить в приведенных выше условиях [403, 404]. Этим способом были сшТИ зироканы а- и р-нафтилтиогликолевые кислоты [405], Р-тноантрахиноил-1-авттжй нон-2-карбоновая кислота (1,2'-диантрахиноилсульфид-2-карбоновая кислота) [406| п-этоксифенилбутилсульфид [400] и в присутствии порошка меди, катализирующей разложение диазосульфида, — дифенилсульфид [407].^
Большое препаративное значение имеет распространенный метод замены диаз^ группы остатком сульфиновой кислоты действием SOZ в присутствии порошка мем или Сп2О, действующих как восстановители [408].
Сульфиновые кислоты. Общий метод синтеза [409]. Полученный из амИЩ сернокислый раствор соли диазония, если необходимо, подкисляют избытки H2SO4 и при хорошем охлаждении насыщают SO2 до поглощения не мещМ 15 г SO2 на каждые 100 мл раствора. Раствор должен оставаться полиостй# прозрачным (помутнение наступает в случае недостаточного подкисления илв охлаждения). При продолжающемся охлаждении, перемешивании и пропуски^ нии SO2 в реакционную массу вносят порошок меди [410, 411] до прекращений выделения азота. Сульфиновую кислоту извлекают из раствора и осадка эфиром;
] Е. Mill е.г, В. В. Read, J. Am. Chern. Soc., 55, 1224 (1933).>
] С. Chmelewsky, Р. Friedlander, Вег., 46, 1903 (1913).
С. F. П. Allen, О. D. McKay, Org. Synth., Coll. v. 2, 195$ p. 580.
] J. H. Ziegler, Ber., 23, 2469 (1890).• £
] F. Mayer, Ber., 42, 3046 (1909).1■
]Герм.цат.194040(1905);Frdl., 8,1370 (1905-1907).
]Герм.пат.460087(1926);Frdl., 16,1250 (1931); ср. герм.пат.475688(1927%
Frdl., 16, 1360 (1931).■- л
G. Е.Hilbert,Т. В.Johnson, J. Am. Chern.Soc.,51,1526(192^H
Герм.пат.100702(1897);Frdl., 5.44 (1897-1900).7:
L. Gattermann, Ber., 32, 1136 (1899).
L. G a 11 e<r m a n n, Ber., 23, 1219 (1890).'
F. Ullmann, Ber., 29, 1578 (1896).'•
IV. ЗАМ ЕШЕНПЕ АЗОТА СЕРОЙ
эфирный раствор встряхивают с раствором соды и подкисляют водный экстр, в зависимости от растворимости сульфиновой кислоты в воде ее отсасыв или извлекают эфиром. Этим способом с выходами в среднем 90% от теор, ческого были получены бензол-, толуол-, ксилол-, галогенбензол-, метокси< зол, этоксибензол-, карбоксибензол- и нафталинсульфиновые кислоты.
Таким методом синтезированы также различные галогенбензолсуль новые кислоты [412, 413].
При получении ароматических сульфиновых кислот в качестве восстановит вместо меди с успехом можно применять соли Fe2+.
Так, например, из диазотированного 2,4-динитроанилина и двуокиси & в присутствии FeSO4 с выходом 74,1% от теоретического образуется 2,4-дниитро( золсульфиновая кислота [414].
О методах получения сульфиновых кислот из солей диазоння см. обзор [4 При реакции дифенилдиазометана с двуокисью серы выделяется азот и о( зуется циклический сульфон — тетрафенилэтиленсульфон [416]:'
2(C6H6)2CN2^SO2 —> (СбН5)2СC(CeH5)2 + 2N2 \ /■
SO2
Показано [419], что разработанный Меервейном и сотр. [417] метод синд п-хлорбензолсульфохлорида [418] из хлористого и-хлорфевилдиазония в жид SO 2 в присутствии CuCl является общим методом получения ароматических суль хлоридов:
[ArN2]+Cl’ + SO2 —* ArSO2Cl + N2
Вместо жидкого SO2 целесообразно применять его насыщенный раствор (и мерно 30%-ный) в ледяной уксусной кислоте, а вместо твердого хлорида диазони»: возможно более концентрированный его раствор в соляной кислоте. В качестве ката затора наиболее пригоден СиС12*2Н2О, восстанавливающийся в ходе реакции с об зованием мелкодисперсного и частично растворяющегося CuCl, который и являв катализатором. Только хлориды диазоння с сильными электроноакценторными за стителями, например динитробеизолдиазонийхлорид, реагируют с SO2 даже в от< ствие катализатора. Температура реакции должна поддерживаться таким обраа чтобы происходило энергичное выделение азота и реакция протекала достато- быстро; в этом случае побочные реакции подавляются и увеличивается выход Q дукта. Значительное ускорение реакции в некоторых случая^ может быть достигв: введением в реакционную массу несмешивающихся с водой растворителей, имеюп небольшую диэлектрическую постоянную (например, СС14. С6Пв), или увеличен] концентрации ионов хлора введением MgCI2. Этим способом с выходами в средд 70-80% от теоретического получены бензол-, толуол-, нафталин-, галогеибенз< нитробензол-, метоксибензол- и карбоксибензолсульфохлориды.
п-Бромбенволсульфохлорид. Приготовленный из 43 г (0,25 л«мь) п-бр. анилина, 85 мл 36%-ной НС1 и 19 г (0,275 моль') NaNO2 в 30 мл воды расг; n-бромбензолдиазонийхлорида, содержащий 9.5% свободной НС1, прилива к смеси 200 мл 30%-ного раствора SO- в ледяной уксусной кислоте и концент* рованного водного раствора Юг СиС12 • 2НгО. Происходит бурное выделе] азота, температура смеси повышается с 12 до 35° С. Дальнейшее повыше]
М. Е. Hank е, J. Am. Chem. Soc., 45, 1325 (1923).
W. A. Silvester, W. P. Wynne. J. Chem. Soc , 1936, 691.
H. M eerwein, G. D i 11 m a r et al., Chem. Ber., 90, 859 (1957).
W. E. Truce, A. M. Murphy, Chem. Rev., 48, 86 (1951).
H. Staudinger, F. Pfcnni л ger, Ber., 49, 1941 (1916).
H. M e e r w e i n, E. В u c h n e r, K. v a n E m s t e r, J. prakt. Ch^ [2], 152, 251 (1939).
Герм. пат. 859461 (1942); С., 1953, 7932..'
H. М е е r w е i n, G. D i 11 m а г et al., Chem. Ber., 90, 841 (1957)
температуры предотвращают охлаждением ледяной водой, Через 3—4 мин реакция заканчивается. Реакционную массу смешивают с трехкратным количеством ледяной воды, через 15 мин продукт отсасывают, промывают и сушат. Выход п-бромбевзолсульфохлорида 58,6 г (92% от теоретического); т. пл. 76,3—76,5° С (из бензола); т. кип. 153° С (15 мм рт. ст.у
При взаимодействии диазобензол- и диазонафталинсульфокислот с раствором двуокиси серы в ледяной уксусной кислоте в присутствия CuCl вместо сульфохлоридов образуются дисульфокислоты, что обусловлено неустойчивостью моносульфохлоридов дисульфокислот в водных растворах [419J. Реакция протекает гладко и с хорошими выходами. Так, например, из 1-диазо-2-оксинафталип-4-сульфокислоты получают 2-оксинафталин-1,4-дисульфокислоту [420].
Бензол-1,4-дисульфокислота. Раствор 18,4 г (0,1 люлЦ диазосульф- аниловой кислоты в 100 мл концентрированной НС! приливают к суспензии 2 г CuCl в 150 мл раствора SO2 в ледяной уксусной кислоте. Температура смеси при этом повышается с 18 до 23° С, дополнительным нагреванием температуру поднимают до 42° С. Выделение азота (2,3 л при нормальных условиях) заканчивается через 4 ч. Прозрачную реакционную смесь выпаривают в вакууме досуха и добавляют насыщенный раствор NaCt; образуется кагпица бензол-1,4- дисульфопата натрия. После отсасывания его несколько раз промывают метиловым спиртом, перекристаллизовывают из насыщенного раствора NaCl и вновь тщательно промывают метиловым спиртом для удаления NaCl. Выход продукта 21,5 г (76,3% от теоретического).
Аналогичным способом были получены бснэол-1,2-, бензол-1,3-, нафталин-1,4- и нафталин-1,6-дисульфокислоты, а также л-бензолсульфоарсоиова? кислота.
Замещение имииогрупиы S-фуикцией
При взаимодействии этилеииминов с сероводородом или меркаптанами происходит разрыв С— N-связи и образуются 6-меркаптоалкиламины или 6-аминоэтил- сульфиды [421]:
Н2СCH2 + HSH(HSH) —> спа-сн3
NH - (R)HS NH4
Таким методом был получен цистеамин [422].
S-Метил-и S-этилцистеамнны [423]. К охлажденному до —15° С раствору метил- или этилмеркапгана в метиловом спирте постепенно добавляют этнлен- имин и выдерживают смесь при комнатной температуре.
N-Ацетилцистеамин [424]. При 5 — 10° С к раствору 250 г тиоуксусной кислоты в 1700 мл абсолютного метилового спирта по каплям добавляют 142 г этиленимина и затем кипятят с обратным холодильником в течение 30 лим. Продукт выделяют фракционированием в вакууме, причем вначале перегоняется небольшое количество S-ацегилцястеамина, который кристаллизуется в приемнике. Далее перегоняется N-ацетильное производное в виде бесцветного масла. Выход продукта 175 г (45% от теоретического); т. кип. 138—140° С (7 мм pm, стЛ.
Франц, пат. 826402 (1937); С., 1938, II. 185.V
Н. Bestian, Ann., 566, 210 (1949).«
Е. J. М i 1 1 s, М. т. В о g е г I, J. Am. Chern. Soc., 62, 1173 (1940).
Т. Wieland, Е. F. Moller, G. Dicckelmann. Cbem. Ber.r 85, 1041 (1952).
R. Kuhn, G. Quadbeck, Chern. Ber., 84, 844 (1951)./
Взаимодействие имидоэфиров с сероводородом является препаративно важщ методом получении эфиров тионкарбоновых кислот [425]:
R—С<<► R-C< +NH3
x0R’XOIU
Замещение третичного азота и аммониевой группы S-фуикцией
Замещение третичного атома азота серой в некоторых шиффовых основания приводит к образованию тиокетонов. Этим методом был получен тиобензофенон [42f
Тиобензофенон [426]. В аппарате для гидрирования (в утке) растворят 7 г анида бензофенона в 50 мл бензола, затем обрабатывают его сухим хлор стым водородом, причем выпадает желтая солянокислая соль. Хлористый вод род вытесняют сероводородом и встряхивают в течение шести суток под давд иием аппарата Киппа. Образующийся темно-синий раствор отфильтровывае от солянокислого анилина и пепревращенного гидрохлорида шиффова основ ння бензофенона, упаривают в токе СО2 бензол и остаток фракционируй] перегонкой в вакууме. При 176—178° С (18 мм рт. ст.} в виде темно-сине масла перегоняется 3 г тиобензофенона, затвердевающего при охлажден] и плавящегося от тепла рук.
4-Тиофлавон [427]. В раствор 0,5 г флавонбензилимина в 15 мл эт левого спирта в течение 30 мин пропускают сероводород, через 2 ч ироду-) отсасывают, осадок промывают водой и сушат. Выход 4-тиофлавона 0,277 (72% от теоретического). После перекристаллизации из петролейного эфи] (т. кип. 60—80° С) т. пл. 88° С. Реакция протекает по следующей схеме:
NCH2CeH5S
Действием сульфида натрия на четвертичные аммониевые соли можно получи* простые тиоэфиры; наряду с ними образуются соответствующие третичные амивз Однако расщепление происходит гладко только в том случае, если в четвертичн« соли наряду с арильной имеется бензильная или аллильная группа, так кая имен] эти группы алкилируют сульфид натрия [428].
Замещение нитрогруппы S-ф^икцией
В производных о-динитробензола одна иитрогруппа достаточно реакциона способна и под действием сульфида, меркаптида или сульфита натрия может бы замещена на меркапто-, алкилмеркапто- или сульфогруппу. Одиако в препаратнвнъ целях этот метод не нашел широкого применения.
При взаимодействии o-динитробензола с Na2S образуется о,о'-динитродифенп: сульфид [429]; из тринитроанизола — димстокситстранитродифенилсульфид [43С
Y. Sakurada, Mem. Coll. Eng. Kvoto Imp. Univ., A 10, 67, 79 (192g ,C., 1927, I, 1300, 1301.
G.R eddelicn,H. D a n i 1 оf,Her., 54, 3141 (1921).
W.Baker, J. В.II а г b о г □e,W. D. О I I i s, J. Ghem. Soc., 19&
1299.
H.R. S и у d e r, J.C. Speck,J.Am. Chcm. Soc., 61, 668,2895 (1939).
0.A. L о b г у d'eВ r u у n, J.J.В 1 a n k s m a, Rec. trav.chim., 20, 1-
(1901).
j. J. Blanksma, Rec. trav. chim., 23, 114 (1904).
Из о-динитробензола и тиогликолевой кислоты получена о-нитрофенилтпогликолевая! кислота [431].-а
Особенно легко протекает замещение нитрогруппы сульфогруппой в случав! нитроантрахинонов. Реакцию проводят многочасовым кипячением нитросоединениД с водным раствором сульфита натрия или калия [432, 433].'^
V. Замещение других функцийJ
Взаимодействие с реактивами Гриньяра
Высокая реакционная способность соединений Гриньяра широко иснользуетй для получения сероорганических соединений. Действие элементарной серы на гринь яровские соединения из-за возможных побочных реакций [434] является менее вая^ ним, чем остальные, методом синтеза меркаптанов, однако реакция магнийорганич^ ских соединений с сульфепилхлоридами может широко использоваться для получений простых тиоэфиров.и
RMgBr + CISR' —* К— S—R' t MgClBr(
Так, реакция фенил- и толилсульфенхлоридов с фенилмагнийбромидом привод дит к дифенил- и фенил-п-толилсульфидам [435].)
Фенилбензилсульфид [255]. К раствору фенилмагнийбромида, получек ному из 2,8 г магниевых стружек и 17 г бромбензола в 50 мл абсолютно:^ эфира, при перемешивании и охлаждении добавляют 5,85 г хлорметялсульфеишн хлорида в 10 мл абсолютного эфира. После нагревания с обратным холодили ником в течение 30 мин смесь охлаждают и выливают на лед. Добавляют 10 л» концентрированной НС1, отделяют эфирный слой, сушат его над СаС1» и фраю ционируют перегонкой в вакууме. Первая фракция отгоняется при 60—90°ы (14 лл рт. ст.). Выход фенилбензилсульфида 2,4 г (55% от теоретического)]
т. кин. 145—155° С (14 л.» рт. ст.).
При действии на соединения Гриньяра двуокиси серы [436] или сульфурил хлорида [437] образуются сульфиновые кислоты. Выходы при этом редко превышаю €0% от теоретического. Побочные реакции могут быть подавлены проведением пр* цесса при температурах ниже 0"С; количество SO2 не должно превышать необхо^в мого для реакции.
2RMgBr -t^-> 2HSO,MgBr адПГ1, (HSO2),Mg
Ниже приведен общий способ получения сульфиновых кислот.>3
Сульфиновые кислоты [436, 438]. В эфирный раствор алкилмагнийгале геиида при хорошем охлаждении пропускают SO2 до прекращения выпаденеу осадка. После удаления эфира белый кристаллический остаток сульфина!; магния можно перекристаллизовать из воды. Этим способом получены магниевн соли этан-, пропан-, н-бутая-, изопентан-, циклогексан- и бензолсульфином кислот, а при температуре от —35 до —40° С магниевая соль додекаи-1-сульфу новой кислоты [439].
Р. Friedlander, Вег., 39, 1065 (1906).-^
Герм. пат. 164292 (1903); FrdL, 8, 231 (1905-1907).
Пат. США 2499003 (1950); С. А., 44, 7883 (1950)."1
М. S. Kharasch, О. R е i n m u t h, GrignardReactionsofNonmetallB
Substances, Prentice-Hall, Inc., New York, 1954,p. 1274.?
H. Lecher, F. Holschneider et al., Ber., 58, 414 (1925).'
J. v. Braun, K. W e i В b a c h, Ber., 63, 2838 (1939).V
B. Oddo, Gazz. chim. ital., 35, II, 136 (1905); C.,1905, II,763;ср.C.,199$
J, 1145.,*
A. Rosenheim, L. Singer, Ber., 37, 2152 (1904).
C. S. Marvel, R. S. Johnson, J. Org. Chern., 13, 824 (1948).
Для выделения свободных сульфиновых кислот магниевую соль суспет дируют в небольшом количестве воды и при очень хорошем охлаждении обраб1 тывают концентрированной НС1 или H2SO4. Выделившееся масло экстрагируй эфиром; из эфирного слоя извлекают кислоту раствором соды, вновь осаждай: кислотой, еще раз экстрагируют эфиром и из экстракта удаляют эфир токо воздуха при низкой температуре.
Другие примеры получения сульфиновых кислот см. [415, 440, 441
В некоторых случаях при взаимодействии арилмагнийбромидов с сульфоксв дами удается получить сульфониевые соли [442]:
(CsH5)aSO+ArMgBr — > [(CeH5)2SAr]+[OMgBrJ- ~^-r->
—> [(СвИ5)28Аг]+Вг- 4- MgBr8 4- HSO
Для синтеза тиокарбоновых кислот [443] может быть использована реакци. соединений Гриньяра с сероокисью углерода, при этом наряду с карбинолами обра зуются тиокислогы с примерно 70%-ным выходом:
RMgX I-COS —► RCSMgX RCSH-| Mg(OH)X
Этим путем получены тиопропионовая, тиобензойная, тио-n- и тио-о-толуило вые кислоты.
При взаимодействии сероуглерода с магнийорганическими соединениям] образуются дитиокарбоновые кислоты [444]. Реакция имеет общий характер, н. в ароматическом ряду дает лучшие выходы. Кроме того, следует упомянуть о получе ими эфиров тионкарбоновых кислот взаимодействием соединений Гриньйра с эфираш хлорангидрида тионугольной кислоты [445]
RMgX + GlCOR' —> RCOR' + MgXCl
s s
а также о получении тиоамидов к [446—448] действием соединений Гриньяра на изотиоцианаты:
RN=C=S+R'MgX —-> RN=C—SMgX —> RN--=C-SH —► RNH-C=S
Эта реакция протекает с выходами в среднем 90%, если применяют 50%-ные избыток гриньяровского соединения.
N-Цнклогексилтиобензамнд [447]. К раствору 0,08 моль феннлмагний- бромида в 200 лм эфира, охлажденному до 5° С, при перемешивании добавляю^ 10,89'г (0,077 моль) циклогексилизотиоцианата в 50 мл эфира. Затем реакционную
Р. Allen jr., J. Org. Chern., 7, 23 (1942).
J. Houben, H. Doescher, Ber., 39, 3503 (1906).
B. S. W i 1 d 1, S. W. T а у 1 о г, H. A. P о t г a t z, J. Am. СЬеш. Soc. 73, 1965 (1951).
F. W e i g e г t, Bar., 36, 1007 (1903).
J. Houben et al., Ber., 35, 3695 (1902); 39, 3503 (1906); 40, 1303, 172 (1907).
M. D e 1 e p i n e, C. r., 153, 279 (1911); C., 1911, II, 1213; M. D el ep i n e Bull. Soc. Chim. France [4], 9, 904 (1911); C., 1911, II, 1584.
D. F. Worrall, J. Am. Chern. Soc., 47, 2974 (1925).
G. A 111 ng er, G. E. P. Smith jr., E. L. С а г г, H. P. Stevens J. Org. Chern., 14, 962 (1949).
R. N. Hurd, G. DeLaMater, Chem. Rev., 61, 54 (1961).
смесь перемешивают еще 1 ч при 5° С, постепенно нагревают до комнатной температуры и выливают на лед. Массу подкисляют, эфирный слой отделяют, сушат над Na„SO4 и отгоняют эфир. Выход продукта 15 г (88% от теоретического); после "нескольких перекристаллизаций из бензина т. пл. 90—92° С.
Взаимодействие с другими металлоорганическимисоединениями
Получение тиоамидов из изотиоцианатов путем присоединения по С= S-связям характерно не только для соединений Гриньяра, но и для других металлоорганических соединений [449, 450]. Наиболее подробно описаны реакции изотиоцианатов с фенилиатрием и фениллитпем [451], натриевыми солями ацетоуксусного эфира [452], ацетилацетопа [453] и малонового эфира [454]. Реакция протекает гладко п может быть попользована для идентификации органических соединений щелочных металлов [455]. Для получения сульфниовых кислот из двуокиси серы и металлоорганических соединений наиболее пригодны литий- [456] и натрийорганические ' соединения [457]. В заключение следует отметить, что тиофенол образуется при взаимодействии фениллития с элементарной серой [458].
ПОЛУЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ ПУТЕМ ПРЕВРАЩЕНИЯИМЕЮЩИХСЯ S-ФУНКЦИЙ
К этим методам относятся восстановление, окисление и расщепление органических соединений серы. Получение тиоугольной кислоты и ее производных рассматривается отдельно в конце этого раздела, о перегруппировках органических соединений серы см. стр. 868.
Восстановление S-функций:
Восстановление, которому могут быть подвергнуты практически псе органические соединения серы, в зависимости от условий реакции приводит к образованию - меркаптанов или дисульфидов. Препаративное значение имеют преимущественно восстановление ароматических сульфохлоридов и восстановительное расщепление дисульфидов.
Ароматические сульфохлориды под действием различных восстановителей в большинстве случаев с хорошими выходами превращаются в тиофенолы. Наиболее ■ простым методом является восстановление цинковой пылью в соляной или серной кислоте.
Тиофепол [459]. При 0° С к смеси 400 ч. концентрированной H2SO4, ' 1200 ч. воды и 200 ч. цинковой пыли прд перемешивании приливают 100 ч. i бензолсульфохлорида. Смесь несколько часов выдерживают на холоду, затем , кипятят до исчезновения мути и перегоняют с водяным паром. Тиофенол из •; дистиллята экстрагируют эфиром, экстракт сушат и ректифицируют. Выход продукта 80—85% от теоретического; т. кип. 169,5° С.
[44 9]W.Schlenk, Е.В с гg т a n n, Ann.,463,1 (1928).
W.S с h 1 е n k, Н.П i 11 е m a n n, I. Rо fl Iо f f, Ann., 487, 135 (1931). ;
И. Gilman, F. Breuer, J. Am. Chem. Soc., 55, 1262 (1933).)
D. E. W о г r a 1, J. Аш. Chem. Soc., 40, 415 (1918).j
D.E. Worral, J.Аш.Chem. Soc., 42,1055(1920).<
54]D.E. Worral, J.Am.Chem. Soc., 50,14 56(1928).’
A. A. M 0 r t о n, A. R. О 1 s 0 n, J. W. В 1 a t t on b urge r, J. Am. Chem.
Soc., 63, 314 (1941).1
] W.E. Truce, J. F. Lyons, J.Am. Chem. Soc.,73, 126(1951).<
] W.Schlenk, R. Ochs, Ber.,49, 613 (1916).■
] H.G I I m a n, L. F u 1 I h a г I, J.Аш. Chem. Soc.,71, 1480(1949).
] E.Bourgeois, Ber., 28, 2319(1895); Rec. trav. chim.,18, 432 (1899);
R. Adams, C. S. Marvel, Org. Synth., Coll. v. 1, 1937, p. 505.
В качестве восстановителей используют также олово (для получения ч-хлор- гнофенола [460], дихлорид олова (для синтеза дифенил-4,4'-дитиола [461]), порошок железа (для получения о- и л-тиокрезолов [462]) и литийалюминийгидрид (для получения 71-бутплмеркаптана [463])
Сульфохлориды могут быть восстановлены нагреванием в течение 1 ч с полуторакратным весовым количеством амальгамы алюминия [464] в спирто-эфирной смеси с последующим постепенным разбавлением смеси водой [465]. Таким способом получены 2,5-дихлортиофенол, р-тионафтол и п-ацетиламинотиофенол с выходами 50—70%. В антрахиноновом ряду для восстановления сульфохлоридов оказались пригодными сульфиты щелочных металлов [466].
При соответствующих условиях восстановление сульфохлоридов можно остановить па стадии сульфиновых кислот. Несмотря на то, что всегда возможно дальнейшее восстановление сульфниовых кислот до меркаптанов и дисульфидов, эта реакция широко используется для получения сульфиновых кислот [467]. В качестве восстановителей применяют цинк в нейтральной, водно-щелочной или спиртовой среде [468— 470], амальгаму натрия в абсолютном эфире или бензоле [471—473], магний в эфире [474] и железо или цинк в ледяной уксусной кислоте [475].
Тиофен-2-сульфиновая кислота [476, 477]. Тиофенсульфохлорид растворяют в нескольких объемах спирта и постепенно при охлаждении смешивают с ципковой пылью. После исчезновения запаха сульфохлорида отсасывают кашицеобразную реакционную массу и осадок тщательно промывают водой для удаления ZnCL. Остаток, состоящий из цинковой соли тиофенсульфиновой кислоты и цинковой пыли, суспендируют в воде и добавлением раствора соды переводят цинковую соль в легко растворимую в воде натриевую соль. Раствор фильтруют, фильтрат упаривают на водяной бане до небольшого объема, подкисляют НС1 и экстрагируют эфиром сульфиновую кислоту. После отгонки эфира в виде масла остается свободная сульфиновая кислота. Она затвердевает при выдерживания в вакууме иад H2SO$ в иглы; т. пл. 67е С.
Ароматические сульфохлориды, за исключением сульфохлоридов, неустойчивых в щелочной среде, почти всегда удается восстановить действием сульфита натрия в нейтральной водной или спиртовой среде или, лучше всего, в водном растворе бикарбоната щелочного металла:
RSO2Cl + Na2SO3+2NaOH —> RSOaNa + NaCl + NaaSOH-HtO
Сульфиновые кислоты. Общий способ получения [478]. Встряхивают смесь 20 г сульфохлорида, 50 г NasSO3-9H3O и 100 г раздробленного льда до растворения сульфохлорида (около 3 ч). Во избежание выделения SO8
Н. J. В а с k е г, J.Kramer, Rec.trav.chim.,53, 1101(1934).
S. Marvel, P.D.Caesar, J.Am.Chem.Soc., 73,1097(1951).
E. Profit, Chem. Techn., 5, 239 (1953).
S. Marvel, P.O.Caesar, J.Am.Chem.Soc., 72,1033(1950).
H. W i s 1 i с о n и s,J.prakt. Chem.[2],54, 18(1896).
Gebauer-Fulnegg, J. Аш. Chem. Soc., 49, 1386 (1927).
Герм. пат. 292457 (1914); С., 1916, II, 42; Frdl , 13, 394 (1916-1921).
W. E. Truce, A. M. Murphy, Chem. Rev., 48, 69 (1951).
M. Bazlen, Ber., 60, 1470 (1927).
C. Pauly, Bcr., 9, 1595 (1876).
C. Whitmore, F. H. H a m i 11 о n, Org. Synth., Coll. v. 1, 1937, p. 493.
R. Otto, Ann., 143, 207 (1867).
R. Otto, O. v. Gruber, Ann., 142, 93 (1867).
S. Gabriel, A. Deutsch, Ber., 13, 388 (1880).
Gilman, R. E. Fothergill, J. Am. Chem. Soc., 50, 804 (1926).
W. Kalle, Ann., 119, 160 (1861).
L. Weitz, Bcr., 17, 800 (1884).
A. Biedermann, Ber., 19, 1616 (4886).
S. Krishna, H. Sing, J. Am. Chern. Soc., 50, 794 (1928).
периодически проверяют щелочность среды и добавляют разбавленный раствор NaOH. Смесь постоянно охлаждают добавлением льда. После полного растворения смесь фильтруют и сульфиновую кислоту медленно осаждают концентрированной НС1. Выход кислоты 80—90% от теоретического.
Этим способом получены бензол-, толуол-, галогенбенэол- и карбокси- бензолсульфиновые кислоты.
Кроме сульфита натрия для получения сульфиновых кислот в качестве восстановителей используют дихлорид олова [479], сульфиды [480, 481] и арсениты [482] щелочных металлов, тиофеноляты [483] п металлоорганические соединения цинка [484], свинца [485] и магния [486].
Сульфиновые кислоты могут быть восстановлены до меркаптанов и дисульфидов [487—489] преимущественно действием цинка в кислой среде.
Общий способ восстановления сульфиновых кислот [490]. Сульфиновую кислоту растворяют в воде, добавляют четырех- или пятикратное количество цинковой пыли и при пропускании водяного пара постепенно смешиваю! с небольшим избытком 30%-ной H2SO4. Отогнанный с водяным паром меркаптан экстрагируют эфиром, сушат над Na2SO4 и ректифицируют.
Этим способом получены алкил-, алкокси- и карбокситиофенолы.
Если сульфиновые кислоты восстанавливают бромистым водородом в уксусной кислоте, то образуются дисульфиды [48 8, 491—49 3]:
2RSOaH-l-6HBr —► R-SS-R + 4H2O + 3Br2i
Меркаптаны могут быть получены также восстановительным расщеплением простых тиоэфиров натрием в жидком аммиаке [494]; очень широко применяется также восстановление дисульфидов. Например, для синтеза тиосалещиловой инслоты рекомендуется использовать цинк в ледяной уксусной кислоте [495], для га-бром- тиофенола — цинк в соляной кислоте [496], для низших алкантиолов — металлик ческий натрий в эфире [497], для цистеина — натрий в жидком аммиаке [498], для; бутил-, амил-, фенил-, бензил- и додецилмеркаптанов — литийалюминийгидри^; в эфире или тетрагидрофуране [499] и, наконец, для различных алкид- и арилмеркап*; танов — сульфид калия [500].
M. Cl a as z, Ann., 380, 314 (1911).Герм. пат. 224019 (1908); С., 1910, II, 513.Герм. пат. 263340 (1912); С., 1913, I, 829.A. Gutmann, Вег., 42 480 (1909).R. Otto, Вег., 24, 713 (1891).W. Kalle, Ann., 119, 158, 161 (1861).R. Schiller, R. Otto, Ber., 9, 1636, 1637 (1876).H. Burton, W. A. Davy, 3. Chem. Soc., 1948, 529.M. Cl a as z, Ann., 380, 314 (1911).Герм. пат. 224019 (1908); С., 1910, II, 513.Герм. пат. 263340 (1912); С., 1913, I, 829.A. Gutmann, Вег., 42 480 (1909).R. Otto, Вег., 24, 713 (1891).W. Kalle, Ann., 119, 158, 161 (1861).R. Schiller, R. Otto, Ber., 9, 1636, 1637 (1876).H. Burton, W. A. Davy, 3. Chem. Soc., 1948, 529.480481482483484485486487488]489]490]480481482483484485486487488]489]490]K.F г i es, W.Vogt, Ann., 381, 331 (1911).4A.R e i В e г t,Ber., 55, 858 (1922).-gW.B. Price,S. Smiles, J. Chem. Soc., 1928, 2372.3L. Gattermann, Ber., 32, 1136 (1899).uK.Fries, G.Scharmann, Ber., 47, 1195 (1914).$K.F г i e s, E.Engelbert z, Ann,, 407, 217 (1915).*K.Fries, H.Koch, H. Stukenbrock, Anu., 468, 177 (1929).|F. E. W i 11 i a m s, E. Gehauer-Fhlnegg, J. Am. Chem. Soc., 53J 353 (1931)3C.F. H. A 1 1 e nD.D. M с К a y, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 580.J[4961 E.BourgeoisA.A b г a h a m, Rec. trav. chim., 30, 407 (1911).JC.G. Moses E.E.Re i d, J. Am. Chem. Soc., 48, 776 (1926)..jV.du Vigneaud,L. E. A u d r i e t b, H. S. Loring, J. Am.ChernsK.F г i es, W.Vogt, Ann., 381, 331 (1911).4A.R e i В e г t,Ber., 55, 858 (1922).-gW.B. Price,S. Smiles, J. Chem. Soc., 1928, 2372.3L. Gattermann, Ber., 32, 1136 (1899).uK.Fries, G.Scharmann, Ber., 47, 1195 (1914).$K.F г i e s, E.Engelbert z, Ann,, 407, 217 (1915).*K.Fries, H.Koch, H. Stukenbrock, Anu., 468, 177 (1929).|F. E. W i 11 i a m s, E. Gehauer-Fhlnegg, J. Am. Chem. Soc., 53J 353 (1931)3C.F. H. A 1 1 e nD.D. M с К a y, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 580.J[4961 E.BourgeoisA.A b г a h a m, Rec. trav. chim., 30, 407 (1911).JC.G. Moses E.E.Re i d, J. Am. Chem. Soc., 48, 776 (1926)..jV.du Vigneaud,L. E. A u d r i e t b, H. S. Loring, J. Am.Cherns491]491]Soc., 52, 4500 (1930).,JR. С. А г п о 1 d А. Р. L i е n, R- М. А 1 m, J. Am. Chem. Soc., 72, 731Я(1950).*4Soc., 52, 4500 (1930).,JR. С. А г п о 1 d А. Р. L i е n, R- М. А 1 m, J. Am. Chem. Soc., 72, 731Я(1950).*4R. Otto.R. Otto.A. R б s s i n g, Вег., 19, 3129 (1886).A. R б s s i n g, Вег., 19, 3129 (1886).
M. Cl a as z, Ann., 380, 314 (1911).
Герм. пат. 224019 (1908); С., 1910, II, 513.
Герм. пат. 263340 (1912); С., 1913, I, 829.
A. Gutmann, Вег., 42 480 (1909).
R. Otto, Вег., 24, 713 (1891).
W. Kalle, Ann., 119, 158, 161 (1861).
R. Schiller, R. Otto, Ber., 9, 1636, 1637 (1876).
H. Burton, W. A. Davy, 3. Chem. Soc., 1948, 529.
M. Cl a as z, Ann., 380, 314 (1911).
Герм. пат. 224019 (1908); С., 1910, II, 513.
Герм. пат. 263340 (1912); С., 1913, I, 829.
A. Gutmann, Вег., 42 480 (1909).
R. Otto, Вег., 24, 713 (1891).
W. Kalle, Ann., 119, 158, 161 (1861).
R. Schiller, R. Otto, Ber., 9, 1636, 1637 (1876).
H. Burton, W. A. Davy, 3. Chem. Soc., 1948, 529.
480
481
482
483
484
485
486
487
488]
489]
490]
480
481
482
483
484
485
486
487
488]
489]
490]
K.F г i es, W.Vogt, Ann., 381, 331 (1911).4
A.R e i В e г t,Ber., 55, 858 (1922).-g
W.B. Price,S. Smiles, J. Chem. Soc., 1928, 2372.3
L. Gattermann, Ber., 32, 1136 (1899).u
K.Fries, G.Scharmann, Ber., 47, 1195 (1914).$
K.F г i e s, E.Engelbert z, Ann,, 407, 217 (1915).*
K.Fries, H.Koch, H. Stukenbrock, Anu., 468, 177 (1929).|
F. E. W i 11 i a m s, E. Gehauer-Fhlnegg, J. Am. Chem. Soc., 53J 353 (1931)3
C.F. H. A 1 1 e nD.D. M с К a y, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 580.J
[4961 E.BourgeoisA.A b г a h a m, Rec. trav. chim., 30, 407 (1911).J
C.G. Moses E.E.Re i d, J. Am. Chem. Soc., 48, 776 (1926)..j
V.du Vigneaud,L. E. A u d r i e t b, H. S. Loring, J. Am.Cherns
K.F г i es, W.Vogt, Ann., 381, 331 (1911).4
A.R e i В e г t,Ber., 55, 858 (1922).-g
W.B. Price,S. Smiles, J. Chem. Soc., 1928, 2372.3
L. Gattermann, Ber., 32, 1136 (1899).u
K.Fries, G.Scharmann, Ber., 47, 1195 (1914).$
K.F г i e s, E.Engelbert z, Ann,, 407, 217 (1915).*
K.Fries, H.Koch, H. Stukenbrock, Anu., 468, 177 (1929).|
F. E. W i 11 i a m s, E. Gehauer-Fhlnegg, J. Am. Chem. Soc., 53J 353 (1931)3
C.F. H. A 1 1 e nD.D. M с К a y, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 580.J
[4961 E.BourgeoisA.A b г a h a m, Rec. trav. chim., 30, 407 (1911).J
C.G. Moses E.E.Re i d, J. Am. Chem. Soc., 48, 776 (1926)..j
V.du Vigneaud,L. E. A u d r i e t b, H. S. Loring, J. Am.Cherns
491]
491]
Soc., 52, 4500 (1930).,J
R. С. А г п о 1 d А. Р. L i е n, R- М. А 1 m, J. Am. Chem. Soc., 72, 731Я
(1950).*4
Soc., 52, 4500 (1930).,J
R. С. А г п о 1 d А. Р. L i е n, R- М. А 1 m, J. Am. Chem. Soc., 72, 731Я
(1950).*4
R. Otto.
R. Otto.
A. R б s s i n g, Вег., 19, 3129 (1886).
A. R б s s i n g, Вег., 19, 3129 (1886).
Монотиоэтиленгликоль [301]. Растворяют диэтокспдйсульфид в спирте и смешивают с избытком слегка разбавленной H2SO4. В эту смесь постепенно вносят цинковую пыль и оставляют па ночь при температуре около 40° С. После фильтрования кислоту нейтрализуют содой. вновь фильтруют и фракционируют полученный монотиоэтиленгликоль перегонкой в вакууме; т. кип. продукта 61° С (18 -чл< pm. cm).
н-Бутилмеркаптан (натриевая соль) [502]. К 100 мл сухого ксилола добавляют 1,25 г металлического натрия и 5 г ди-и-бути л дисульфида. После 12 ч нагревания на паровой бане смесь фильтруют и промывают эфиром.
о-Нитротиофенол [503]. Нагревают до кипения 30 г топкоизмельчеиного ди-(о-нитрофенил)-дисульфида в 100 мл спирта и постепенно смешивают с водным раствором гидросульфида натрия (полученного из 2,2—2,5 в КаОН и HsS) и 8 г NaOH. Дисульфид при этом быстро растворяется с образованием коричневого раствора. Раствор разбавляют водой и осаждают о-нитротиофенол соляной кислотой.
Гидрохлорид цистеина [504]. В солянокислый раствор цистина вносят оловянную фольгу, причем вначале олово растворяется без выделения водорода. Когда начнется отчетливое выделение газа, смесь разбавляют, осаждают олово сероводородом и упаривают смесь досуха.
//. Окисление S-функций
Окисление меркаптанов
Дисульфиды, находящиеся с тиолами в окислительно-восстановительном равновесии
П—SS—Н 5==± 2BSH
очень легко могут быть получены дегидрированием меркаптанов. Выбор подходящего окислителя зависит от легкости окисления, которая возрастает в ряду от третичных через вторичные до первичных меркаптанов и далее до тиофенолов [505]. В более жестких условиях окисление может идти дальше с образованием сульфокислот. В качество окислителей используют кислород воздуха в водио-аммиачной среде (о,о'-диацетилдифенилдисульфид [506, 507]), перекись водорода (о,о'-дициннамиламн- дофенилдисульфид [508]), иод (дистирилдпсульфиддикарбоновая кислота [509]), гипо- галогениды (низшие алкандисульфиды [510]), РеС18 [1,Г-ди-(карбэтоксинафтол)- 4,4'-дисульфид [511]] и KgfFe^Ng)) [ди-(о-цианбензил)-дисульфид [512]].
Ди-(д-цнанбензил)-дисульфид ]513]. В 100 .«л 95 %-кого этилового спирта растворяют 5 г n-ццанбензилмеркаптана, смешивают с 25 мл концентрированного КН8 и в течение четырех суток подвергают раствор действию
Е. Fromm, Н. Jorg, Вег., 58, 305 (1925).
R. Е. S t u t z R. L. S h г 1 п е г, J. Am. Chern, Soc., 55, 1244 (1933).
K. Brand, Ber., 42, 3465 (19O9>.
Baumann, Hbppe-Seyler’s Z. physiol. Chern., 8, 300 (1884).
M. S. К h a r a s c h, W. Nudenherg, G. J. M a n t e 11, J. Org. Chern., 16, 524 (1951).
Герм. пат. 198509 (1907); С., 1908, 1, 2118.
Герм. пат. 565967 (1930); С., 1933, I, 1855.
W. Н. М i 11 s J. В. W h i t m о г t h, J. Chern. Soc., 1927, 2747.
A. Schober’l. H. Eek, Ann., 522, 97 (1936).
T M c A 11 a n, T. V. C u 11 u m el al., J. Am. Chern. Soc., 73, 3627 (1951).
T. Z i и c k e, J. Ruppersberg, Ber., 48, 120 (1915).
A. W. Day, S. Gabriel, Ber-, 23, 2478 (1890).
Barkenbus, E. B. Friedman, R. K. F 1 e g e, J. Am. Chern. Soc., 49, 2552 (1927).
3ai<a8 1835.
УЮ HOJIS ЧЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ ПУТЕМ ПРЕВРАЩЕНИЯ S-ФУПКЦИИ
кислорода воздуха. Выделившиеся светло-желтые кристаллы перекристаллизовывают из 95% -пого этилового спирта. Выход продукта 3,5 а (70,4% от теоретического); т. пл. 148° С.
Ди-(о- и m метоксифенил)- и ди-(этоксифенил)-дисульфиды [490]. Алкокситиофенолы растворяют в небольшом избытке 10%-ного раствора NaOH и добавляют к полученному раствору теоретическое количество тонкоизмель- ченного иода. Дисульфид выпадает в кристаллической форме. Добавляют небольшое количество сернистой кислоты, отсасывают осадок и перекристаллизовывают из этилового спирта.
Ди-(бензтиа8олил)-дисульфид [514, 515]. Раствор 2-меркаптобензтиазола в рассчитанном количестве разбавленного раствора NaOH смешивают с теоретическим количеством водного раствора Ka[Fc(CN)e], Выпавший дисульфид отсасывают, промывают водой и перекристаллизовывают из бензола; т. пл. продукта 186° С.
Из бифункциональных дитполов соответствующего строения можно получать циклические дисульфиды. В качестве окислителя для синтеза 1,2-дитиагидриндана и 2,3-днтиатетралина [516] применяли FeCl3. При окислении цис- и транс-1,2-ди- (меркаптометил)-циклогексанов образуются цис- и транс-2,3-дитиадекалиеш, имеющие наиболее стерически благоприятную конфигурацию двойного кресла:
2.3 - дитиадеколпи
цис- и транс-2,3-Дитиадекалины [517]. Раствор 1 г цис-^или трансу 1,2-ди-(меркаптометил)-циклогексана в 50 лм смеси метилового спирта и ледяной уксусной кислоты (1 ; 1) при перемешивании медленно приливают к раствору 2 г FeCl3 в 12 мл метилового спирта и 5 мл ледяной уксусной кислоты и через некоторое время разбавляют трехкратным объемом воды. При этом выделяется молочного цвета масло, которое затем становится прозрачным и’затвердевает в холодильнике с образованием бледно-желтых кристаллов. Перекристаллизацию проводят из метилового спирта. Выход ^нс-дитиадекалпна 71% от теоретического; т. пл. 41,5° С; выход транс-дитиадекалина 77,5% от теоретического; т. пл. 56,5—57° С.
При действии более энергичных окислителей меркаптаны можно окислить до сульфокислот. Этот .метод широко применим и часто используется для синтеза некоторых сульфокислот. Для получения алифатических сульфокислот и у-пиридин- сульфокислоты в качестве окислителей оказались пригодными азотная кислота [518, 519] и перманганат калия [520]. Бепзтиазол-2-сульфокислоту с отличным выходом
] Р. Jakobsen, Вег., 21, 2626 (1888).
] Герм. пат. 613300 (1933); Frdl., 22, 1, 301 (1939).
Л.Luttringhaus, К.И a g е1 е,Angew. Chern.,67, 304 (1955).
Л.Luttringhaus, А.В г е с h I in, Chern. Вег.,92, 2271 (1959).
D. L. Vivian, E. E. Reid, J. Am. Chern. Soc., 57, 2559 (1935).
519|К.К о e n i g s, yG. К 1 n ne, Her.,54,1357 (1921).
]B.F 1 a s c h e n t г a g e r,G. W an ns c h a f f, Ber.,67, 1121 (1934).
можно получить взаимодействием 2-меркаптобензтиазола и щелочного раствора переспей водорода или гипохлорита 1521].
Бензтиазол-2-сульфокислота. К раствору 8,4 ч. меркаптобеизтиаэола в примерно 150 ч. разбавленного раствора ХаОН (40 г ХаОН в 1 л воды) добавляют 6 ч. перекисп водорода в концентрированном водном растворе. Образовавшуюся сульфокислоту высаливают ХаС1.
Окисление меркаптидов свинца [522] и бария [518] обычно дает более высокие выходы сульфокислот.
Окисление дисульфидов
Сульфокислоты могут быть получены также окислением дисульфидов [523—526]:
2R—S—S—R4-5O2 + 2H2O -+ 4RSO3II
Окисление- дисульфидов в лабораторной практике широко используется для препаративного синтеза эфиров тиосульфиновых кислот и эфиров тиосульфокислот.
R-S-S-B _!!=» R—SO—S—В
эфир тиосуль-фшювой кислоты
R-S-S-R ——* R—SO,—S—Л эфир тиосульфокислоты
Окисление дисульфидов до эфиров тиосульфиновых кислот лучше всего происходит при действии эквивалентных количеств надбензойной или надуксусной кислот в хлороформе [527], в то время кай эфиры тиосульфокислот образуются при окислении дисульфидов небольшим избытком перекиси водорода в уксусной кислоте [528, 529].
Окисление простых тиоэфиров
В зависимости от выбранного окислителя окисление простых тиоэфиров приводит к сульфоксидам или сульфонам:
R2S -4 R2SO -4 R2SO3
Сульфоксиды удается получить, используя различные окислители. Так, напри- • мер, дифенилсульфоксид [530], дибензилсульфокспд [528], л,п'-ди-(ацетиламинофо- пил)-сульфоксид [528] и диэтилсульфоксид [531] получают окислением соответствующего тиоэфира рассчитанным количеством перекиси водорода в ледяной уксусной кислоте или ацетоне.
Герм. пат. 615132 (1933); Frdl.. 22, 1, 296 (1939).
J. W. McBain, R. С. Williams, J. Am. Chem. Soc., 55, 2250 (1933).
W. A. P г о e I 1, С. E. A da ms, В. H. Sc hoemaker, Ind. Eng. Chem., 40, 1129 (1948).
Пат. США 2489318 (1949); С. A., 44, 1528 (1950).
1525) W. T. Caldwell, A. N. S a у in, J. Am. Chem. Soc., 73, 5127 (1951).
1526] F. Fichter, W. Wenk, Ber., 45, 1.373 (1912).
L. D. Small, J. H. Bailey, C. J. Cavallito, J. Am. Chem. Soc., 69, 1710 (1947).
О. H i n s b e г g, Ber.. 41, 2836, 4294 (1908); J. Cymerman, J. B. W i 1- • 1 i s, J. Chem. Soc., 1951, 1332.
G. L e a n d r i, A. T u n d 0, Ann. Chimica (Homa), 44, 63 (1954); C. A., 49, 456.3 (1955).
О. H i n s b e г g, Ber., 43, 289 (1910).
1531] R. Pummcrer, Ber., 43, 1407 (1910).*
39*
Бензилфенилсульфоксид [532]. Отфильтрованный раствор 52 г бензил- фенилсульфида в 250 мл ацетона смешивают с 40 г 30%-ной Н2О2, сильно встряхивают и оставляют на 72 ч. После отгонки ацетона остаток тотчас же при слабом охлаждении кристаллизуется. Его перекристаллизовывают из 60%-ного этилового спирта. Выход продукта 40 г; т. пл. 122—123° С.
Дицнклопентилсульфоксид [533]. Раствор 3,4 г дициклопентилсульфида в 30 мл ледяной уксусной кислоты смешивают с 2,5 г пергидрола и нагревают-, на водяной бане в течение 2 ч. После этого в вакууме отгоняют уксусную кис- < лоту и кристаллический остаток перекристаллизовывают из метилового спирта; [ т. пл. продукта 71,5° С.1
В качестве окислителей используют также надкислоты [534, 535] (в эквивалент- | вых количествах), хромовую кислоту в ледяной уксусной кислоте [536] и азотную л кислоту [537].I
При окислении сульфидов в более жестких условиях образуются сульфоны, | которые могут быть также получены окислением сульфоксидов. В качестве окислите-J лей наряду с перекисью водорода применяют перманганат калия, хромовую и азотную я кислоты. Условия реакции в сильной степени зависят от строения исходного сульфида 1 и выбора окислителя. Применение перекиси водорода имеет то преимущество, что у в этом случае не образуется неорганических побочных продуктов, вследствие чего1! значительно упрощается выделение сульфонов.;
Дифенилсульфон 1530]. Раствор дифенилсульфида в ледяной уксусной - кислоте смешивают с избытком (около 2,5 моль) перекиси водорода. После- многосуточного стояния при комнатной температуре начинается выделение бесцветных кристаллов, количество которых увеличивается при разбавления; раствора водой; т. пл. дифенилсульфона 124° С.
Аналогичным образом получены п-нитрофенйлметилсульфон [538], различные ’ алкилтолилсульфоны и р-хлорэтилтолилсульфон [539].•
Сульфиды могут быть окислены до сульфонов также при помощи надкис-’! лот [534, 540].
Дихлорметилметилсульфон. К 1,93 г дихлорметилметнлсульфида доба- ; вляют раствор 6,3 г мононадфталевой кислоты в 200 мл эфира и выдерживают * в течение многих суток. Затем отгоняют эфир, дихлорметилметилсульфон эк-’* страгируют хлороформом. Заключительную перекристаллизацию продукта проводят из системы хлороформ — петролейный эфир или бензол — циклогексан.; Выход дихлорметилметилсульфояа 2,02 г (84% от теоретического); т. нл.^ 71-72,5° С.
Окисление сульфидов перманганатом калия чаще всего проводят в растворе) уксусной или серной кислоты. При этом для выделения сульфона необходимо отде-*; лить массу от образующегося Мп(ОН)4. В случае труднорастворимых сульфонов эт^-; операцию осуществляют восстановлением Мп(ОН)4 необходимым количеством раствора^ бисульфита натрия или двуокисью серы. Для выделения легкорастворимых в реакцион^- ной смеси сульфонов отфильтровывают гидроокись марганца и либо добавляют водул
[532][532]533]533]534534535535.536.536537538537538[539[539[540[540R. L. Shriner, Н. С. Struck, W. J. J о г i s о n, J. Am. Chem^ Soc., 52, 2066 (1930).IS. Loevenich, H. U t s c h et al., Ber., 62, 3092 (1929).H. Bohme, Ber., 70, 379 (1937).L. N. Lewin, J. Tschulkoff, J. prakt. Chem. [2], 128, 471 (1930). ^F. Mayer, Ber., 43, 584 (1910).-iL. Gattormann, Ann., 39$, 140 (1912).tT. Z i n c k e, Ann., 400, 16 (1913).1H. Gilman’N. J. Beabe г, I. Am. Chem. Soc., 47, 1449 (1925).H. Richtzenhain, B. Alfredson, Chern. Ber., 86, 142 (1953). гR. L. Shriner, Н. С. Struck, W. J. J о г i s о n, J. Am. Chem^ Soc., 52, 2066 (1930).IS. Loevenich, H. U t s c h et al., Ber., 62, 3092 (1929).H. Bohme, Ber., 70, 379 (1937).L. N. Lewin, J. Tschulkoff, J. prakt. Chem. [2], 128, 471 (1930). ^F. Mayer, Ber., 43, 584 (1910).-iL. Gattormann, Ann., 39$, 140 (1912).tT. Z i n c k e, Ann., 400, 16 (1913).1H. Gilman’N. J. Beabe г, I. Am. Chem. Soc., 47, 1449 (1925).H. Richtzenhain, B. Alfredson, Chern. Ber., 86, 142 (1953). г
[532]
[532]
533]
533]
534
534
535
535
.536
.536
537
538
537
538
[539
[539
[540
[540
R. L. Shriner, Н. С. Struck, W. J. J о г i s о n, J. Am. Chem^ Soc., 52, 2066 (1930).I
S. Loevenich, H. U t s c h et al., Ber., 62, 3092 (1929).
H. Bohme, Ber., 70, 379 (1937).
L. N. Lewin, J. Tschulkoff, J. prakt. Chem. [2], 128, 471 (1930). ^
F. Mayer, Ber., 43, 584 (1910).-i
L. Gattormann, Ann., 39$, 140 (1912).t
T. Z i n c k e, Ann., 400, 16 (1913).1
H. Gilman’N. J. Beabe г, I. Am. Chem. Soc., 47, 1449 (1925).
H. Richtzenhain, B. Alfredson, Chern. Ber., 86, 142 (1953). г
R. L. Shriner, Н. С. Struck, W. J. J о г i s о n, J. Am. Chem^ Soc., 52, 2066 (1930).I
S. Loevenich, H. U t s c h et al., Ber., 62, 3092 (1929).
H. Bohme, Ber., 70, 379 (1937).
L. N. Lewin, J. Tschulkoff, J. prakt. Chem. [2], 128, 471 (1930). ^
F. Mayer, Ber., 43, 584 (1910).-i
L. Gattormann, Ann., 39$, 140 (1912).t
T. Z i n c k e, Ann., 400, 16 (1913).1
H. Gilman’N. J. Beabe г, I. Am. Chem. Soc., 47, 1449 (1925).
H. Richtzenhain, B. Alfredson, Chern. Ber., 86, 142 (1953). г
либо после подкисления реакционной массы экстрагируют продукт эфиром. Таким образом бил получен этиловый эфир а,а-ди-(зтилсульфоннл)-пропионовой кислоты:
SOgCgHs
СНз—С—СООС2Н6
SOgCgHs
Этиловый эфир а,а-ди-(этилсульфонил)-проиноновой кислоты [541]. Диэтилмеркаптол пировиноградной кислоты встряхивают с избытком холодного раствора КМПО4, периодически добавляя разбавленную H2SO4. Затем раствор обесцвечивают пропусканием S0B, сульфон экстрагируют эфиром. Если выделенное вещество не затвердевает, необходимо повторить окисление. После перекристаллизации из 50%-ного этилового спирта т. пл. дисульфона 60—62° С.
Описана общая методика получения 2,4-динитрофенилалкилсульфонов -действием перманганата калия в ледяной уксусной кислоте 1542].
n-Нитрофенилалкил- и я-нитрофениларилсульфоны могут быть получены окислением соответствующих сульфидов хромовой кислотой в ледяной уксусной кислоте с выходом в среднем 80% от теоретического [543].
Сульфоны. Общий способ получения. Нагревают до кипения раствор 10 г сульфида в 100 мл 80%-ной уксусной кислоты и добавляют насыщенный водный раствор хромовой кислоты до оранжевой окраски раствора (избыток окислителя). Кипятят еще 15 мин, добавляют равный объем вода,' охлаждают и сульфои перекристаллизовывают вз 50%-ной уксусной кислоты.
Применение азотной кислоты в качестве окислителя ограничено главным образом из-за возможного нитрования ароматических сульфидов [544].
О получении сульфонов окислением сульфидов см. [545].
Окислительное галогенирование органических соединений серы
Получение олкилсулъфохлоридов
Различные органические соединения двухвалентной серы: сульфиды, дисуль- фиды, ксантогенаты и пзогиурояневые соли действием хлора могут быть превращены в сульфохлориды. Из циклических сульфидов получают галогеналкансульфохлориды, например из пропиленсульфида — 1-хлорпропан-2-сульфохлорид [546].
Высшие а-хлорированиые сульфохлориды [547] с хорошими выходами можно получить взаимодействием альдегидов с сероводородом и последующей обработкой, продукта реакции хлором в присутствии воды.
Об окислительном хлорировании диалкил- и днаралкплсульфидов см. [548].
т. Posner, Вег., 32, 2801 (1899).
[У12] В. W. В о s t, J. 0. Т u г п е г, R. D. N о г t о n, J. Am. Chern. Soc., 54, 1986 (1932)[
W. R. Waldron, E. E. Reid, J. Am. Chern. Soc., 45, 2399 (1923).
D. W. Goheen, C. F. В e n n e t, J. Org. Chern., 26, 1331 (1961).
4. C ь ю т e p, Химия органических соединений <<еры, пер. с англ., ч. Зш Издатинлит, 1951.
] J. М. Stewart, Н. Р. С о г d t s, J. Am. Chern. Soc., 74, 5880^(1952).
L">47] Пат. ФРГ 836492 (1944); С., 1952, 5486.
• 548] S. W- Lee, G. Dougherty, J. Org. Chern., 5, 81 (1’940).
Реакцию сульфидов (или дисульфидов) с хлором проводят в дву- или пятикратном объеме уксусной кислоты, содержащей необходимое количество воды в качестве донора кислорода. Хлор пропускают до тех пор,пока реакционная масса не перестанет обесцвечивать раствор КМПО4. Из ди-н-бутилсульфида с выходом 80% получают н-бутансульфохлирид: из дибензплсульфида — толу- ол-а-сульфохлорид.
Этим методом получепы также этансульфохлорпд и «-пентансульфохлорид.
Алкилтиоцианаты [549] и алкилтиосульфаты [550] при взаимодействии с хлором также превращаются в алифатические сульфохлорлды.
Этансульфохлорид [549]. Суспендируют 20 г этилроданида в 200 м* воды и при энергичном перемешивании пропускают хлор со скоростью 2—3 л/ч. Температура реакции 0—5° С. Когда реакционная масса примет устойчивую зелено-желтую окраску (избыток хлора), подачу хлора прекращают и для удаления его через массу медленно просасывают воздух. Выделившееся масло извлекают эфиром, промывают вытяжку растворами NaHSO3 и NaHCO3, сушат над СаС12, отгоняют эфир и остаток перегоняют в вакууме. Выход этансульфо- , хлорида 70% от теоретического; т. кин. 71 —72° С (20 ,ил рт'. ст.).
При действии хлора или брома на водные растворы алкилизотиурониевых солей образуются сульфохлориды или сульфобромиды [550, 551]. Этот способ особенна удобен тем, что производные изотиомочевины очень легко получить реакцией алкил- 1алогенидов с тиомочевпной (стр. 631).
Получение арилсульфохлоридов
Описанный выше способ получения сульфохлоридов может быть распространен и на ароматические соединения серы. Так, при пропускании хлора в присутствии воды в раствор дисульфидов в уксусной кислоте образуются сульфохлориды:
Аг—S—S—Аг + 5С1г+4Н2О -> 2Аг8О2С1 + 8НС1
З-Нитротолуол-4-сульфохлорид [552]. К раствору 2 г 3,3-дп'-(нитро- толил)-4.4'-дисульфида в 10 мл ледяной уксусной кислоты добавляют 2 дел воды и без охлаждения пропускают хлор до насыщения. Жидкость при этом разогревается и после охлаждения в виде бесцветных кристаллов выпадает часть сульфохлорида; остальную часть сульфохлорида получают выпариванием раствора. Для очистки продукт перекристаллизовывают из смеси бензол — бензин; т. пл. продукта 98—99° С-
Обработкой дисульфида бромом получают сульфобромид [553] с т. пл. 115° С.
Хлорирование можно проводить в среде НС1 в присутствии HNOg, как, например, при получении о-нитробензолсульфохлорида 1554], Тиофенолы [555] и гетероциклические меркаптаны [556] также могут быть хлорированием превращены в сульфохлориды.
л-Толуолсульфохлорид. n-Тиокрезол, растворенный в пятикратном количестве ледяной уксусной кислоты, насыщают хлором. После непродолжптель-
Т. В. Johnson,!. В. Douglas s, J. Am. Chem. Soc., 61, 2548 (1939).
C. Ziegler, J. M. Sprague, J. Org. Chem., 16, 621 (1951).
T. B. Johnson, J. M. Sprague, J. Am. Chem. Soc., 58, 1348 (1936);
1837 (1937); 59, 2439 (1937); 61, 176 (1939).
T.Zincke,H.Rose, Ann., 406,134(1914).
T.Zincke,II.Rose, Ann., 406,108(1914).
E. Wertheim, Qrg. Synth. Coll. v. 2, 1955, p. 471.
T.Zincke,W.Frohneberg, Ber.,42, 2728(1909);43,840(1910).
R.O. RohlinJr., J, W. С 1 a p p,J. Am. Chem.Soc.,72,4890(1950).
лого выдерживания и отгонки растворителя получают п-толуолсульфохлорид с т. пл. 69° С.
n-Толуолсульфобромид синтезируют из 3 г п-тиокрезола, 15 г ледяной уксусной кислоты и 6 г брома. После перекристаллизации из небольшого количества бензина т. пл. продукта 93—94° С.
III. Расцепление органически® соединений серы
. Расщепление С—S-связи [557]
Расщепление С—S-связи иногда используется для получения тиоэфиров из меркаптанов:
2RSH -> RSR + H2S
Реакция, например в случае Р-меркаптоантрахинона [558], происходит уже при простом нагревании, однако идет гораздо лучше в присутствии акцепторов сероводорода. В качестве катализатора применяется смешанный контакт из сульфидов кадмия, цинка и окиси алюминия [559J.
Этиленсульфиды в присутствии BF3 и уксусной кислоты могут расщепляться спиртами с образованием р-алкоксимеркаптанов; меркаптаны в этих условиях дают соответствующие моиоэфиры дитиогликоля [560].
Общий способ проведения реакции. К смеси 0,11 моль меркаптана и 2 капель эфирата бортрифторида в течение 45 мин. при перемешивании и нагревании на паровой бане по каплям добавляют 0,05 моль сульфида. Затем нагревают еще 2 ч, экстрагируют продукт эфиром, экстракт промывают водой и насыщенным раствором NaCI, сушат и перегоняют в вакууме.
Этим способом из циклогексенсульфида и н-алкилмеркаптанов получают алкил-2-меркаптоциилогексилсульфиды
температуры кипения которых приведены ниже:
Rт. кип., °C
С4Н9109—111(2.5 дм pm. cm.)
С8Нц 123—126(3.5 мм pm. cm.)
С6Н1з 130—133(3 « pm. cm.)
C7Hi6 141 — 144(3 л.н pm. cm.)
Для расщепления С—S-связи в циклических сульфидах были использованы также карболовые кислоты [561], хлорангидриды кислот [562] и амины [563].
Малая термическая стойкость меркаптолов делает препаративно возможным их пиролитическое, расщепление до тиокетонов.
S. Tarbell D. Р. Harnish, Chern. Rev., 49, 1 (1951).
Герм. пат. 254561 (1912); FrdL, 11, 606 (1912—1914).
J. W ieze vi с b,L. В. Turner,Р. К. F г о 11 1 i с h, Ind. Eng. Chem., 25 , 295 (1933).
R. Snyder, J. M. Stewart, J. B. Ziegler, J. Am. Chem. Soc., 69, 2675 (1947).
C. J. Gul venor, W. Davies, N. S. Heath, J. Chem. Soc., 1949 282.
W. Davies, W. E. S a v i g 0, J. Chem. Soc. 1950, 317.
R. Snyder, J. M. Stewart J. B. Ziegler, J. Am. Chem. Soc., 69, 2672 (1947).•
Ксантион [565]. Нагревают 4 г ксантондибензнлмеркаптола [5641 в вакууме при 205° С в течение 15 мин. Остаток экстрагируют 10 мл горячего бензола и охлаждают. Выход ксантиона 0,5 а; т. пл. 156° С после перекристал* лизации из бензола.
Реакция протекает по схеме:
^SGHaCeHs-=И»С,П5СП^П-,^SGHaCeHs-=И»С,П5СП^П-,SCH2C6H5SCH2C6H5Продукты =S + дальнейшего расщепленияПродукты =S + дальнейшего расщепления
^SGHaCeHs
-=И»С,П5СП^П-,
^SGHaCeHs
-=И»С,П5СП^П-,
SCH2C6H5
SCH2C6H5
Продукты =S + дальнейшего расщепления
Продукты =S + дальнейшего расщепления
Для расщепления особенно пригодны термически неустойчивые бензилмеркаы- толы ароматических кетонов, из которых наряду с тиокетоном и бензилмеркаптаномЬ: образуется ряд продуктов дальнейшего разложения [565). Чисто ароматически^ меркаптолы типа АггС(5Аг')., при нагревании дают соответствующие тиокетоны №‘ дисульфиды, наряду с другими продуктами разложения [565, 566]. Я
Путем расщепления С—S-связи в эфирах тиоциановых кислот действие^ щелочей получают дисульфиды [567—569]. Однако эта реакция не имеет большой препаративного значения.
Ароматические тиокетоны при взаимодействии с гриньяровскими соеди-г нениями [570] пли магнийиодидом в присутствии магния [571], а также чере* диазосоединения [572, 573] могут быть превращены в тетраарилзамещенные этилен- сульфиды:
Этим методом были получены тетра-п-анизил-, тетрафенил-, дифенилдиани-^ зил- и п,п'-тетраметилдиаминодифенилдифенйлэтиленсульфиды.
При щелочном расщеплении сульфонов, лучше всего действием алкоголятов*’ образуются сульфиповые кислоты. Так, например, бепзолсульфиновую кислоту получают из фенил-р-феннлзтилсульфона с выходом 72% от теоретического [514{
С0Н69О2СН2СН2С6Н5 + КО]1 -+ G6H5SO3K + CH2=CHCeH5-i-H2O
62,62,а из 2,4-дпнлтродифенилсульфоиа — соответствующую кислоту с выходом 79% W теоретического [575].
62,
62,
При действии хлора на диацилдисульфпды расщепляется не S—S-,a С—S-связь с образованием ацилдисульфенилхлорпдов [576]:
RC—SS—CR + C18RC—SSC1 + RG—Cl
IIII
ОООО
Диацилмоносульфиды аналогичным путем расщепляются до ацилсульфенилхло- ридов, дающих с меркаптанами алкилацилдисульфиды, из которых алкоголизом получают алкилгидродисульфиды [577]:
RG-S-GR —* RG-SC1 ~^U RG-SS-R HSSR
Препаративно важным является хлорирование сероуглерода, приводящее к перхлорметилмеркаптану [578], которому чаще всего приписывают формулу три- хлорметилсульфенилхлорида:
2CS2-I-5G12 —> 2C13CSC1 + S2G12
Однако по химическим свойствам перхлорметилмеркаптан не может быть однозначно охарактеризован ни как сульфенилхлорид, пи как тиокарбонплтетрахлорид (С12С<— SC12). G практической точки зрения важно его применение в качестве исходного продукта для получения тиофосгена.
Перхлорметилмеркаптан [579]. В трехгорлую колбу емкостью 4 л, снабженную термометром и трубками для ввода и отвода газа, помещает 1,8 кг сероуглерода и добавляют 3 г иода. При охлаждении ледяной водой до 10— 20° С в смесь пропускают хлор до плотности смеси 1,61, что контролируется отбором соответствующих проб. Продолжительность хлорирования 30—40 ч, расход хлора около 3,5 кг. Полученную смесь перхлорметилмеркаптана и сероуглерода разделяют перегонкой на колонне Видмера. Сначала при нормальном давлении и температуре до 100° С отгоняют сероуглерод и далее при 12—13 мм рт. ст. после небольшой первой фракции при 56—58° G получают чистый перхлорметилмеркаптан. При перегонке необходимо заботиться о том, чтобы трубки, и особенно сопло водоструйного насоса, ие засорялись выпадающей серой. Поэтому целесообразно между насосом и аппаратурой включить наполненную водой колбу, в которой будут разлагаться отсасываемые газы, и в насосе не будет происходить выделение серы. Выход продукта 2,6 кг (60% от ‘теоретичесиого). Перхлорметилмеркаптан — масло от желтого до краснокоричневого цвета с очень неприятным запахом.
Так как сульфирование ароматических соединений является обратимым процессом, сульфокислоты гидролитическим расщеплением можно вновь превратить в исходные продукты. Различную легкость отщепления сульфогрупп используют для разделения веществ. Таким образом, например, можно отделить .«-ксилол от орто; и пара-изомеров, так как л-ксилолсульфонислота гидролизуется наиболее легко [580], пли выделить гомологи дифенила из тяжелого масла перегонки каменного угля. В нолисульфокислотах частичное отщепление сульфогрупп часто происходит уже при слабом нагревании в кислой среде [582]. Наконец, отщепление сульфогрупп
Н. Bohme, М. Clement, Ann., 576, 61 (1952).
Н. В ohme, G. Zinner. Ann., 585, 142 (1954).
Р. К 1 a s on, Вег., 20, 2376 (1887): G. Sosnovsky, Chern. Rev., 58, 509 (1958).
G. M. Dyson, Org. Synth., Goll. v. 1, 1937, p. 507; P. КI a s о n, Ber., 28, Ref. 942 (1896); герм. пат. 83124 (1894).
N. К i s h n e r, G. Wendelstein, G., 1926, I, 2681.
О. К г uber, Ber., 65, 1382 (1932).•
Англ. пат. 285488 (1928); С., 1929, II, 1470.'
представляет препаративный интерес в том случае, если необходимо провести наира- , пленное замещение или активировать какие-либо заместители (атомы или группы ( атомов). Если, например, необходимо ввести нитрогруппу в иное положение, чем это « возможно при прямом замещении, то замещают сначала нужное положение сульфо- ( группой, затем вводят нитрогруппу, а сульфогруппу удаляют гидролизом. Так, из хлор- j бензола через 4-сульфокислоту с последующими нитрованием, аминированием и отщеп- Д лением сульфогруппы можно получить2,6-динитроанилнн [583] с выходом 30—36% or 1 теоретического. .
Расщепление S—Н-связи J
Прп хлорировании тиофенолов происходит расщепление S—Н-связи и обра- ] зуются арплсульфенилхлориды [584—586[, первый представитель которых был полу- 1 чен Цинке [587] еще в 19Ц г. J
RSH + Clg -> RSC1-I-HC1 |
При хлорировании тиофенола вначале возникает арилсульфенилхлорид [588] > § который далее реагирует со свободным тиолом и дает дисульфид. Третья стадия про- | цесса — хлорирование дисульфида с образованием 2 лоль арилсульфенилхдорида. я Наличие электроиоакцепторных заместителей повышает устойчивость арилсульфенил- з хлоридов, так как благодаря этому снижается электронная плотность на атоме серы 1 и тем самым затрудняется отщепление атома хлора. Во избежание гидролиза необхо- > димо полное исключение доступа влаги, а для уменьшения возможности С-х.ториро- ( вания процесс проводят в темноте при низких температурах.
Арплсульфенилхлориды. Общий способ получения [589]. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой, хлоркальциевой трубкой и термометром помещают 0,1 моль соответствующего тиофенола в 50 хм безводного ССЦ. При температуре не выше —Iе С (в сл;щае соединений с двумя метильными группами в беизольаом ядре реакцию проводят при —12° С) при перемешивании добавляют по каплям раствор 0,1 моль (7,09 г) хлора в 100 мл безводного ССЦ а перемешивают еще 1 ч. Отгонку растворителя и перегонку сульфенилхлорида проводят в вакууме. Выход продукта 80—90% от теоретического.
Таким способом были получены фенил-, галогенфенил-, толил-, ксилил- и галогентолилсульфедилхлориды.
Этот метод применим также для получения сульфенилхлоридов алифатического ■ ряда. Известным ограничением метода является то, что алкилсульфеннлгалогениды ] обычно неустойчивы и не могут быть выделены из раствора. Как и в случае аромати- । ческих представителей, алифатические сульфенилхлориды более доступны, чем суль- ; фенилбромиды. Сульфенилиодиды могут быть получены только в отдельных случаях,; сульфенилфториды не известны вообще. Диметилдисульфид . при хлорировании в сухом четыреххлористом углероде при —15° С превращается в дихлорид, медленное нагревание которого до комнатной температуры дает метилсульфенилхло- : рид [590]:'
Cl- -> 2CH3SCICl- -> 2CH3SCIСНэ-SГСН3-8-
Cl- -> 2CH3SCI
Cl- -> 2CH3SCI
| + С1г —►|
СНз—SLCH3-S
Ц. Р. Schultz, Org. Synth., 31, 45 (1951).
N. Kharasch, S. J. Potempa, H. L. Wehrmeister, Chern. Rev. K
269 (1946).’
M. B. S p a r k e, J. L. Cameron, N. Kharasch, J. Am. Chern. Soc., 75, 4907 (1953).
W. E. True e, M. F. Araos, J. Am. Chem. Soc., 73, 3013 (1951).•
[58 7] T. Z i n c k e, Ber., 44, 76 9 (1911).
[5881 H. Lechee, F. Holschneider, Ber., 57, 755 (1924).
L. A 1 m a s t, A. II a и t z, Chem. Ber., 94, 728 (1961).
E. Schneider, Chem. Ber., 84, 911 (1951).- '
Расщепление S—S-связи
Для получения сульфенилхлоридов значительный препаративный интерес представляет также расщепление S—S-связл (591] в дисульфидах. Об общих условиях реакции было сказано в предыдущем разделе.
о-Нитрофенилсульфенилхлорид [587]. о,о'-Динитродифенилдисульфид заливают 10 ч. СС14 и пропускают до насыщения хлор. Через несколько часов снова пропускают хлор и выдерживают реакционную массу в этой атмосфере. Сульфенилхлорид выпадает в виде желтых игл; его отсасывают и перекристаллизовывают из бензина; т. пл. продукта 75° С.
Таким же образом получают п-нитрсфенилсульфенилхлорид (592] (т. пл. 52° С) и 2-нитро-4-метилфепилсульфенилхлорид [593] (т. пл. 90° С).
п-Хлор-о-нитрофенилсульфенилбромид [594]. Соответствующий дисульфид в 10 ч. хлороформа нагревают с обратным холодильником с небольшим избытком брома до полного растворения, дают охладиться и выпавший бромид перекристаллизовывают из бензина; г. пл. продукта 111° С.
При действии хлора на алифатические дисульфиды особенно легко хлорируется алкильный остаток. Так, например, при температуре от —15 до —20° С из диметилдисульфида образуется метилсульфенилхлорпд [595], а при 0° С — хлорметилсуль- фенилхлорид.
Хлорметилсульфенилхлорид. В 23,6 г диметилдисульфида при температуре От —15 до —20° С медленно пропускают сухой хлор до привеса примерно 17 г* Затем при постепенном нагревании до 0° С снова пропускают хлор до привеса еще на 17 г. После непродолжительной выдержки при комнатной температуре перегоняют продукт реакции в вакууме; т. кип. 50° С (40 .н.и pm. cm.).
Хлорметилсульфенилхлорид может быть получен хлорированием бис-(хлорме- тпл)-дисульфида хлором пли хлорированием диметилдисульфида сульфурилхлори- дом. Сульфурилхлорид в качестве хлорирующего агента пригоден также для синтеза «-хлорэтклсульфенплхлорида [596].
а-Хлорэтилсульфенилхлорид. К раствору 61,5 г диэтилдпеульфида в 150 зм четыреххлористого углерода При —209 С и перемешивании медленно добавляют ио каплям 68 г сульфурилхлорида. Затем при —15° С постепенно добавляют еще 123 г сульфурилхлорида, смесь медленно нагревают до комнатной температуры и оставляют на ночь. После отгонки четыреххлористого углерода остаток перегоняют при 38° С (27 мм pm. cm.). Многократной перегонкой первой фракции может быть получено дополнительное количество основного продукта.
Хлорированием бис-(Р-хлорэтнл)-дисульфида хлором с выходом 79% получают р-хлорэтилсульфенилхлорид [597].
На примере этилового эфира Х^'-диацетнлцистина описай интересный способ расщепления дисульфидов при взаимодействии их с ароматическими соединениями в услопиях реакции Фриделя — Крафтса. Реакция ведет к образованию Смешанных алкцлароматпческпх тпоэфпров [598]:
ArH+RSSR 1 '""A101'» ArSH+RSH
A. J. Р а г k е г, N. К ha газ с h, Chern. Rev., 59, 583 (1959).
Т. Zincke, Ann., 400, 9 (1913).
T. Zincke, Ann., 406, 110 (1914).
T. Zincke, Ann., 416, 95 (1918).
II. В rintzinger, K. Pfannstiel, H. Roddebusch, К. E. К ] i n g, Chern. Bcr., 83, 89 (1950).
H.В г i n t z i n g о г, H. К I I w a n g e г, Chern. Ber.,87, 307(1954).
[•'97]R.C. Fuson et al., J. Org. Chern., 11, 471 (1946).
H.Behringer, К. Kaehinka, Angew. Chern.,72] 348(1960).
Тиоэфиры получают также расщеплением дисульфидов литий- н натрпйпргяяж- t ческпми соединениями [599]. Из дифенилдисульфида н трифенилметилнатрия обра-7 дуется, например, трнфенилметилфенилсульфид.4
От сульфеяжлтиоцианатов под действием меркаптанов отщепляется остаток, родана и возникают несимметричные дисульфиды [600]: ’X'
BSH -<SCN),-> BSSCN -ASU BSSB' + HSCN.
В некоторых случаях представляет интерес синтез сульфиновых кислот pac-i щеплением S—S-связи в солях или эфирах тиосульфокислот. Этот метод используют^ когда наличие чувствительных заместителей исключает получение сульфиплвых ? кислот другими способами. Арилтносульфонаты, образующиеся из арилсульфохлори-я дов и сульфидов щелочных металлов, могут быть расщеплены действием кислот [601}" и щелочей [602], восстановлением амальгамой натрия [603] или действием свяэыва-1 ющих серу агентов — сульфидов [602], цианидов [604] и арсенитов щелочных метал** лов [604]:^
RSO2Gl+Na2S _NaC--> RSOaSNa -► RSO2Na + S;j
л-Толуолсульфяжат калия [604] получают путем выпаривания смеси 4,5 г n-толуолтиосульфоната калия, 2,5 a KCN, 2 г 20%-ного водного раствора^ КОН п 10 лм воды.j
Эфиры арилтиосульфокислот могут быть расщеплены до сульфипатов и дпеуль*] фидов -обработкой щелочами [605] или меркаптидами [606].;
Расщепление связи S—01Расгцепление сульфохлоридов
Омыление сульфохлоридов до сульфокислот часто используется для очистки сульфокислот.
Наиболее изящным способом превращения алкилсульфохлоридов в сульфо-, кислоты является алкоголиз; при этом в отсутствие веществ, связывающих кислоту этерификация не происходит [607].
RSO3C1 + R'OH -> RSO2OH + R'G1
Арилсульфохлориды обычно можно прогпдролизовать до сульфокислот КИВ®* ченпем с водой, водно-спиртовыми смесями, водной уксусной кислотой и концентри* рованной муравьиной кислотой. При взаимодействии сульфохлоридов со спиртам!- п фенолами в присутствии акцепторов кислоты образуются эфиры сульфокис*! лот [608, 609]."!
Алкиловые эфиры бенэолсульфокислоты [610]. При энергичном встряхивании к смеси 1 ч. бензолсульфохлорида и 1 ч. спирта по каплям прибавл 20—30%-ный раствор NaOH до тех пор, пока даже после длительного встряхя*
599 600 601602603604 605 6061[607][608] [609] [610]599 600 601602603604 605 6061[607][608] [609] [610]A. Schonberg, A. Stephenson et al., Вег., 66, 237 (1933).
599 600 601
602
603
604 605 6061
[607]
[608] [609] [610]
599 600 601
602
603
604 605 6061
[607]
[608] [609] [610]
R. G. H i s k e у et al., J. Org. Ghem. 26, 1152 (1961).
J. Perl, Ber., 18, 67 (1885).
R. Otto, J. Troger, Ber., 24, 494 (1891).
Limpricht, Ann., 221, 347, 361 (1883).
A. Gutmann, Ber., 41, 3351 (1809).
E. Fromm, Ber., 41, 3409 (1908).,
H. Gilman, L, E. Smith, H. H. Parker, J. Am. Ghem. Soc., 4T, 854 (1925); S. Smiles, D. T. Gibson, J. Ghem. Soc., 125, 180 (1924). Пат. США 2319121 (1940)- С. A., 37 , 5986 (1943); герм. пат. 742927 (1941)? С., 1944, I, 829.
Герм. пат. 715846 (1938); С., 1942, Т, 2201.
S. S. Rossanaer, С. S. М а г v е 1, J- Am. Ghem. Soc., 50, 14 93 (1928). Z. Fol di, Ber., 53, 1836 (1920).
вання реакция смеси остается щелочной, а отделившееся масло полностью освобождается от хлора. К реакционной смеси добавляют бензол и воду и разделяют слои; на бензольного слоя после промывки и высушивания отгоняют в вакууме бензол и непрореагировавший спирт при температуре водяной бани не выше 30—40° С. Таким способом получают аллиловый эфнр (при перегонке разлагается со взрывом), p-хлорэтиловый эфир (т. кип. 184° С при 9лм< pm, cm.), p-бромэтнловый эфир (т. кип. 185—187° С при 16 мл pm. cm.), р,В'-дихлоризопропиловый эфир (т. кип. 200—205° С при 20 мм pm. cm.; т. пл. 50° С после перекристаллизации из бензола).
Описан общий способ синтеза простых алкиловых эфиров толуолсульфокислоты [611]. Для получения эфиров н-алкансульфокислот в качестве акцептора кислоты применяют пиридин [612]. выходы эфиров в среднем 80% от теоретического.
Ариларилсульфонаты, как правило, хорошо кристаллизуются и пригодны для идентификации фенолов и сульфокислот. Они могут быть легко получены по методу Шоттена — Бауманна из сульфохлоридов и фенолов в присутствии щелочей [613J пли третичных оснований J614].
Ариловые эфиры замещенных бензолсульфокислот [615]. При перемешивании 1 моль арилсульфохлорида нагревают с 1 моль фенола до 60—70° С и в течение 30 мин при 60—80е С прибавляют 1 моль 0,7 н. водного раствора NaOH. Затем перемешивают еще 1 ч при 60—80° С, охлаждают, отфильтровывают эфир, промывают осадок водой и несколько раз перекристаллизовывают из спирта с добавлением небольшого количества бензола. Выход эфира в среднем 90% от теоретического.
Ангидриды сульфокислот получают методами, аналогичными соответствующим методам синтеза ангидридов карбоновых кислот. Так, ангидриды алифатических сульфокислот могут быть получены действием сульфохлоридов иа алкилсульфонаты серебра [616]. Ангидрид бонволсульфокислоты [617] получают медленным нагреванием 2 моль бензолсульфохлорида с 1 моль безводной щавелевой кислоты до 200° С.
Амиды сульфокислот очень гладко образуются при взаимодействии сульфохлоридов с аммиаком [618] или с сухим намельченным карбонатом аммония [619]. Реакцию с аммиаком проводят на холоду в водном растворе или, лучше, в индифферентном растворителе. Необходимо применение оптимального избытка аммиака для предотвращения возможного омыления амидов до солей сульфокислот или образования дисульфоимидов RSOBNHSOaR.
Арилсульфамиды [619]» Общий способ получения. Нагревают в течение 10 мин 0,5 в арилсульфохлорида с 5 мд концентрированного раствора NHS (d = 0,9), охлаждают до комиатйой температуры, смешивают с 10 мл воды и отфильтровывают выпавший сульфамид. Осадок тщательно промывают, перекристаллизовывают до постоянной температуры плавления из разбавленного этилового спирта и высушивают при 105’ С.
Этим методом получен ряд галоген- и алкилзамещениых бензол- н нафталинсульфамидов .
Чувствительные к влаге сульфохлориды превращают в сульфамиды пропусканием сухого аммиака в охлаждаемый эфирный раствор сульфохлорида.
А. Т. R о о si, Н. G 11 m a n, N. J. В е а Ь е г, Org. Synth., Coll, v, 1, 1937, p. 138.
H. R. Williams, H. S. Mosher, J. Am. Chern. Soc., 76, 2985 (1954).
O. Hinsberg, Ber., 23, 2 962 (18 90).
6t4[ S. E. H a z I e t, J. Am. Chern. Soc., 59, 287 (1937).
H. R. S 1 a gh, E. C. Britton, J. Am. Chern. Soc., 72, 2808 (1950).
6I6| О. С. В i 1 1 e t e r, Ber., 38, 2018 (1905).
R. G. Shepherd, J. Org. Chern., 12, 275 (1947).
F. H. Bergheim, W. В г a k e r, J. Аш. Chern. Soc., 66, 1459 (1944).
E. H. H u n t r e s s, H. Garten, J. Am. Chem. Soc., 62, .511 (1940); E. H. Huntress, J. S. Autenrieth, J. Am. Chem. Soc., 63, 3446 (1941).
Реакцию сульфохлоридов с аминами можно проводить в щелочной среде по методу Шоттена — Бауманна 1620]. либо, во избежание образования сульфимпдов, в слабощелочной, нейтральной или слабокислой среде 1621], либо в присутствии органичесинх основании для связывания образующейся минеральной кислоты [622, 623]. N-Арилзамещениые 4-ацотиламинобензолсульфамиды [617] получают в присутствии ацетата натрия и уксусной кислоты как растворителя. •
Для синтеза большого числа N-гетероциклических замещенных сульфамидов в качестве конденсирующего средства и одновременно растворителя был использован пиридин [622].
N-Гетероциклнческие замещенные сульфамиды. К раствору 1 —2 моль аминогетероциклического соединения в 500 мл пиридина порциями добавляют 1 моль замещенного бензолсульфохлорида и нагревают в течение 1—2 ч при 55—60° С. Для выделения продуктов смесь выливают в .холодную воду, в избыток разбавленной холодной соляной кислоты или в разбавленный раствор хлористого водорода в этиловом спирте.
Подробнее о методах получения сульфамидов см. [624—629].
Расщепление сульфинилхлоридов и сулъфенилхлоридов
Сульфинилхлорнды являются важными исходными продуктами для получения различных производных сульфиновых кислот. Так, ири нагревании сульфинил\.1оридов со спиртами образуются эфиры сульфиновых кислот [630, 631]. Этерификация может проводиться также по Шоттену — Бауманну в присутствии пиридина или карбоната калпя [632].
На примере эфира (—)-(р)-октплового спирта и толуолсульфиновой кислоты показана возможность рацемизации оптически активных эфиров сульфпновых кислот ]633].
При взаимодействии сульфпнилхлоридов с аммиаком п аминами в эфирном растворе образуются амиды сульфиновых кислот.
Бензолсульфинамид [634, 635]. Раствор бонзолсульфнихлорпда в пятикратном количестве эфира обрабатывают 2 моль амина при 0° С. Полученный амид отфильтровывают, промывают водой, растворяют в этиловом спирте и высаживают добавлением небольшого количества воды.
Этим методом получены бензолсульфинанилид (т. пл. 112—lliu С), бензолсульфинпиперидид (т. пл. 83° С), бензолсульфиндиметиланилид (легко растворим в эфире; т. кип. 90° С при 2—3 мл рт. ст.) и бензолсульфинамид (т. пл. 121° С).
L. К п о г г, Р. Bossier, Вог., 36, 1279 (1903); О. Н i n s Ь е г g, J. Kessler, Вег., 38, 906 (1905).
Г. Rcverlin, Вег., 42, 1523 (1909).
[6221 М. Е. И u 1 t q u i з t et al., J. Am. Chern. Sue., 73, 2558 (1951)
R. Adams, J. H. Looker, J. Am. Chem. Soc., 73, 1147 (1951).
Ч. Сьютер, Химия органических соединений серы, пер. с англ., ч. 3, Иадатинлит, 1951.
Е. Н. Northey, The Sulfonamides and Alleid Compounds, Reinhold Publishing Corp., New York, 1948.
F. Hawking, J. S. Lawrence, The Sulfonamides, London, I960.
H. Herbst, SchweEelorganische Verbindungen und ihre Verwendung in der Therapie, Akademiscbe Verlagsgesellschaft Geest a. Portig K. G., Leipzig, 1953.-
F. M i e t z s c h, IL В ehnisch, Therapcutisch verwendbare SulEonaiuid- und SulEonverbindungen, 2 AufL, Verlag Chemie, Weinhcim/BergstraBo, 1955.
F. M i e t z s c li, Therapcutisch verwendbare Sulfonamid- und Sultouvorbin- dungen, Verlag Chemie, Berlin, 1945.
J. v. Braun, K. W e i 8 b a c h, Ber., 63, 2840 (1930).
R. О t t o, A. R 6 s s i n g, Ber., 18, 2506 (1885).
H. P h i I 1 i p s, J. Chem. Soc., 127, 2553 (1925).
K. Ziegler, A. W e n z, Ann., 511, 10 9 (1934).
T. I*. H i I d*i t c h, S. Smiles, Ber., 41, 4115 (1908).
J. v. Braun, W. Kaiser, Ber., 56, 549 (1923).
Таким же. образом могут быть синтезированы амиды п-толуолсульфин вой кислоты.
При взаимодействии чрезвычайно реакционноспособных сульфенилхлорид< с алкоголятамн или фенолятами натрия часто образуются эфиры сульфеновых кц лот [552, 636, 637], хотя реакция протекает не всегда гладко.
Метиловый эфир трифенилметилсульфеповой кислоты [638]. Раствор 3 сульфенплхлорпда в 50 лл метилового спирта кипятят непродолжительное врех с раствором 0,3 г металлического натрия в 10 лл метилового спирта. При охлау дении реакционной массы эфир выпадает в вице бесцветных игл. После разб влеция маточного раствора водой и экстракции эфиром получают вторую фра; цию. Эфир перекристаллизовывают из смеси хлороформ — метиловый спир т. пл. эфира 124е С.
Значительно более гладко и однозначно происходит образование эфиров сул феновых кислот из первичных, вторичных и третичных спиртов при взаимодействр их с 2,1-дпнитробензолсульфенилхлоридом в присутствии пиридина. Эта реакция мож« применяться для идентификации спиртовых гидроксильных групп [639].
Особенно легко и с хорошими выходами протекают реакции сульфелилхлоридс с аммиаком и аминами с образованием соответствующих сульфенамидов [640]. Реакцв лучше всего идет в эфирных растворах [637].
Диметиламнд бевзолсульфеновой кислоты. К раствору диметиламив (полученного из 9 г его гидрохлорида) в 100 мл сухого эфира при охлаждено льдом с солью по каплям добавляют раствор 5 г бензолсульфенилхлорида в 30 * абсолютного эфира. Затем отфильтровывают выпавший гидрохлорид димети^ амина, полученный амид перегоняют в вакууме. Выход амида 4,9 г; т. khi 63,5—64° С (3 лл рт. ст.).
Этим методом синтезированы также 1-хлорнафталин-2-сульфенамид [636 п-нитробензолсульфспамид [592], 3-нитротолилсульфенамид [593] л п-хло| о-нитробензолсульфенамид [594].
Расщепление S—О-связи
Расщепление S—0-связи в сульфокислотах и их солях под действием пеорган^ чесиих гапогеналгидридов является основным методом получения сульфохлоридо» Сульфохлориды образуются при взаимодействии свободных кислот с тиоинлхлорн дом [641, 642] или трихлоридом фосфора [523] или при взаимодействии солей сульфо кислот с пятихлоридом фосфора [616 , 643].
Метансульфохлорид [616}. Хорошо высушенный метансульфонат натртт постепепно смешивают с РС1е и отгоняют образующиеся летучие продукты Дистиллят фракционируют, собирая чистый метансульфохлорид; т. кип. метав сульфохлорида 161—161,5° С (730 мм pm. cm.).
После добавления РС15 нужную температуру реакционной смеси обычн: необходимо поддерживать нагреванием. Устойчивые к гидролизу с^льфохло риды выделяют выливанием реакционной массы на лед и экстракцией сульфс хлорида эфиром. Если реакционная масса имеет склонность к спеканию, може добавлять инертные растворители: бензол, толуол, ксилол, четыреххлористы углерод и др.
[636 [ Т. Z i п с к е, К. Eismayer, Вег., 51, 751 (1918).
[6371 Н. Lecher, Вег., 58 , 409 (1925).
D. Vorlander, Е. М i 11 ag, Вег., 52, 413 (1919).
X. Kha raseh, D. P. Me Q u$ rrie, С. M. В ues s, J. Am. Chezc Soc., 75, 2658 (195.3).
J. H. Billman, E. O’ M a h о n у, J. Am. Chern. Soc., 61, 2340 (1939) J. H. BillmanJ. Garrison ct al., J. Am. Chern. Soc., 63, 1920 (1941) Hi4t[ C. R. Noller, P. J. Hearst, J. Am. Chcm. Soc., 70, 3955 (1948).
P. J. Hearst, С. B. Noller, Org. Synth., 30, 58 (1950).
|643[ C„ s. Marvel, M. D. Helfrich, J. P. В e 1 s 1 e y, J. Am. Chcm. Soc, 51, 1272 (1929).
Этим же методом получены бензолсульфохлорид [644], нафталин-1,5- днсульфохлорид [645], пиридин- и алкилпяридин-З-сульфохлориды [646].
Сульфохлориды с хорошими выходами можно получать также реакцией натриевых солей сульфокислот (высушенных в течение 3 ч при 130—200° С) с 93—96%-ной хлорсульфоповой кислотой [647]. Полученную реакционную массу выливают па лед, отделяют выделившийся сульфохлорид и сушат его в вакууме над NaOH. Этим путем, в частности, получены бензол-, n-толуол-, 2-хлортолуол-, а-нафталпн- и 3-нитро- бензолсульфо хлориды.
п-Хлорбенэолсульфохлоред [648]. При температуре не выше 60° С в течение примерно 15 мин в суспензию 335 г сухого п-х.торбензолсульфоната натрия в 700 мл хлороформа при перемешивании вносят 370 г хлорсульфоновой кислоты. Затем полученную плотную кашицу, перемешивая, нагревают еще 6 ч при 55—60° С, охлаждают и выливают в ледяную воду. Отделившуюся органическую фазу трижды промывают холодной водой, сушат над СаС12 и фракционируют перегонкой в вакууме. Выход продукта 293 г (89% от теоретического); т. кип. 140° С (12 жл рт. ст.); т. пл. 52—53° С.
Большое число примеров получения сульфохлоридов из сульфокислот приведено в обзоре Сьютера [649].
Синтез ангидридов арилсульфокислот отщеплением воды от сульфокислот может быть осуществлен при помощи тионилхлорида [650], а также пятиокиси фосфора [651] и ди-п-толилкарбодиимида [652].
Ангидриды ароматических сульфиповых кислот могут быть получены действием уксусного ангидрида на суспензию безводных сульфиновых кислот в небольшом количестве уксусной кислоты [653]. Катализаторами являются Н28О4нлп 0,1%-ныв раствор FeCl3 в ледяной уксусной кислоте или уксусном ангидриде. Цо этому способу были получены ангидриды бензол-, n-толуол-, п-ксилол-, псевдокумол- п мези- тиленсульфиновых кислот, а также n-бром- и л-иодбензолсульфиновых" кислот.
Расщепление S—N-связи
Расщепление S—N-связи [654] в амидах сульфокислот с рбразованием сульфо кислот приобретает препаративное значение в тех случаях, когда очистка сульфокислот через сульфохлориды затруднена, а полученный из сульфокислоты амид может быть перекристаллизацией очищен лучше, чем сульфохлорид или сама кислота. Гидролиз сульфамидов проводится соляной кислотой [655]:.'
RSO2NHR'+H8O —^* RSO2OH + R'NH2
RSO3OH4-H2O -> RH4-H2SO4(побочная реакция)
L. Gattermann, Н. W i е 1 a n d, см. [82], стр. 169.
Р. D. Caesar, Org. Synth., 32, 88 (1952).
Герм. пат. заявка I 201/30 (1930); FrdL, 19, 815 (1934).
А. А. Спрысков, Н. В. Апарьева, ЖОХ, 20, 1043 (1950); С., 1952 2656.
М. К u 1 k a, J. Am. Chern. Soc., 72, 1216 (1950).
Ч. Сьютер, см. [624].
Н. Meyer, К. S с h 1 е g 1, Mh. Chern., 34, 561 (1913); Н. Meyer, Ann.
433, 334 (1923); A. L. Bernoulli, H. Stauffer, Helv. chim. acta, 23 640 (1940).
L. F i e 1 d, J. Am. Chern. Soc., 74, 394 (1952).
H. G. Khorana, Canad. J. Chem., 31, 585 (1953).
E. Knoeyenage I, L. P о 1 a c k, Ber., 41, 3323 (1908).
D. К I a m a n n, G. Hofbauer, Ann., 581, 182 (1952).
R. S. Schreiber, R. L. Shriner, J. Am. Chern. Soc.. 56. 1618 (1934)
Общий способ гидролиза сульфамидов. Кипятят 25 г сульфамида со 125 г 25%-ной НС1 до полного гидролиза (в среднем 10—Зб ч), что может быть в большинстве случаев установлено по растворению сульфамида. Затем для удаления небольшого количества получившегося углеводорода смесь перегоняют с водяным паром и от дистиллята после подщелачивания КаОН отгоняют с водяным паром образовавшийся амин. Остаток от перегонки после фильтрования упаривают почти досуха и многократном экстракцией горячим атиловым спиртом отделяют сульфонат натрия от NaCl.
IV. Получение производных тиоуголъных кислот
В атом разделе рассматриваются важнейшие методы синтеза производных диоугольной кислоты. Подробные методики приведены лишь для небольшого числа соединений, в основном даны ссылки на оригинальную литературу.
Для получения производных тиоугольной кислоты особенно часто используют сероокись углерода и тпофосген, поэтому вначале приводится описание удобных лабораторных способов их получения; о синтезе родана см. стр. 92.
Сероокись углерода [656—658]. В колбу емкостью 3 л вносят холодную смесь 1000 г концентрированной ПгЯО4, 500 г воды и 100 лл насыщенного водного раствора KCNS (70 г KCNS). При нагревании до 20° С начинается энергичное выделение газа; скорость выделения регулируют сначала охлаждением колбы ледяной водой, а затем нагреванием до 403 С. Влажный гаа, загрязненный COg, H2S и CSg, пропускают для очистки через несколько пустых склянок, охлаждаемых до 0° С, затем через концентрированную H2SO4, 30%-ный раствор NaOH (также охлажденный до 0° С), над СаС12 и Р2О5. О дальнейшей очистке от следов CSa и СО2 ем. оригинальную литературу.
Сероокись углерода в чистом состоянии — бесцветный, без запаха, легко воспламеняющийся газ, обладающий высокой токсичностью. Сероокись углерода растворима в органических растворителях и в воде (приблизительно 1 : 1); ,в водных раетворах постепенно разлагается па двуокись углерода и сероводород.
Тиофосген [659]. Для получения тиофосгена наиболее пригодным оказался метод восстановления перхлорметилмеркаптапа тетралином. Колбу ■емкостью 500 мл с насадкой Аншютца и шариковым холодильником, который может обогреваться паром, соединяют через нисходящий холодильник с другой колбой емкостью 500 лм, помещенной в смесь льда с солью. Ко второму штуцеру реакционной колбы присоединяют капельную воронку емкостью 250 мл с противодавлением. Отходящие газы поглощают в двух последовательно соединенных колбах Эрлснмеера емкостью по 750 мл. в каждой из которых находится по 300 мл воды. Обе колбы охлаждают ледяной водой; отводная трубка последней колбы направляется в отсос тяги. Реакционная колба равномерно нагревается на воздушной бане.
В реакционную колбу загружают 182 г сухого тетралина и нагревают до 195—200° С. Затем из капельной воронки раиноморпо в течение 4—5 ч пс каплям прибавляют 465 г сухого перхлорметилмеркаптапа. Реакция протекает спокойно и равномерно с выделением коричневых паров, содержащих примесь хлористого водорода. Основное количество тиофосгена конденсируется в охлаждаемом приемнике, хлористый водород с остатком тяофосгена поглощается водой в ловушках. Реакция считается закопченной, если после добавления всего перхлорметилмеркаптапа при продолжающемся нагревании при 200° С прекращается выделение коричневых паров. Из остающейся в колбе черной массы после охлаждения кристаллизуется нафталин. Сконденсировавшийся в обеих ловушках тиофосген отделяют в делительной воронке от водной HCJ и объединяют с основным количеством тиофосгеяа в приемнике. Сырой продукт
Р. К 1 a s о n, J. prakt. Chern. [2]. 36, 64 (1887); R. J. F e г ш, Chern. Rev., 57, 621 (1957).
A. Stock, E. К n p, Bev., 50, 159 (1917).
A. Stock, W. S i e с k e, E. P о h 1 a u d, Ber., 57, 719 (1924).
l659[ Пат. ФРГ 853162 (1950); С., 1953, 9314.
40 Заказ 1835.
сушат небольшим количеством СаС13 и фракционируют перегонкой с дефлегме тором. Выход тиофосгена 185 г (65% от теоретического); т. кип. 71—75° ( Тиофосген представляет собой красную с удушливым запахом ядовиту) жидкость, довольно устойчивую к действию воды и разбавленных щелоче!
кислорода последовательно замекислорода последовательно замеТиоугольные кислоты
кислорода последовательно заме
кислорода последовательно заме
Если в молекуле угольной кислоты атомы щать серой, получится пять тиоугольных кислот:
О=СО=СySII\онySII\ононононон's=c's=cySH\онySH\он,SH^SII,SH^SII
О=С
О=С
ySII\он
ySII\он
он
он
он
он
's=c
's=c
ySH\он
ySH\он
,SH
^SII
,SH
^SII
В свободном состоянии известна только тритиоугольная кислота (660), осталь ные кислоты существуют в виде солей, хлорангидридов, эфиров и амидов. .
Эфиры хлорангидридов тиоугольных кислот г
Эфиры хлорангидридов тиоугольных кислот получают взаимодействием фос гена пли тиофосгена со спиртами, фенолами или меркаптанами в присутствии водно! щелочи в количестве, необходимом для связывания выделяющейся соляной кислоты
Cl—С—Cl -^-> RO-C-C1
Cl-C-Cl-^> RS—С—С1
S
О-эфир хлор-ангидрида тиоугольнойкислоты [661—663]
S-эфир хлор-ангидрида дитиоуголь-ной кислоты [665, 666]
Cl-C-Cl RS-C-C1
ООо
О
О
S-эфир хлор-ангидрида тиоугольнойкислоты [664, 665]
О-4-Хлорфениловыи эфир хлорангидрида тиоугольной кислоты [663Л К раствору 128,5 г n-хлорфеиола и 115 г тиофосгена в 500 мл хлороформ! в течение примерно 1 ч при 15—20°С по каплям прибавляют раствор 40j NaOH в 500 мл воды. После перемешивания 1 ч отделяют хлороформеннм слой, промывают его водой, сушат над СаС12, затем отгоняют растворителя и полученный продукт перегоняют в вакууме. Выход эфира 139,4 г (67% у теоретического); т. кип. 123—126° С (12 мм рт. ст.). Эфир представля^ собой желтую жидкость с резким запахом.
О получении О-алкиловых эфиров хлорангидрида тиоугольной кислотЯ хлорированием бис-(алкилксантогенов) см. [667]. Я
660661662663664665666667]660661662663664665666667]Н. М i 11 s, Р. L. Robinson, J. Chern. Soc., 1928, 2330. Я М. Н. R i v i е г, Bull. Soc. chim. France [3], 35, 837 (1906). -к H. R i v 1 е г, J. S c h a 1 c h, Helv. chim. acta, 6, 612 (1923). ' л R. Philippson, Dissertation, Berlin, 1960. ‘g R. Riemschneider, O. Lorenz, Mh. Chern., 64, 518 (1953)- д M. H. Rivier, Bull. Soc. chim. France [4], 1, 733, 737 (1907). ;| P. Klason, Ber., 6. 312 (1873). Я Пат. ФРГ 1018054 (1957); С., 1958, 12244. &
660
661
662
663
664
665
666
667]
660
661
662
663
664
665
666
667]
Эфиры тиоугольных кислот
Полуэфиры тиоугольных кислот
Полуэфиры тиоугольных кислот получают взаимодействием алкоголятов ид меркаптидов с сероуглеродом или сероокисью углерода:
COS+ROMe —> RO—G—ОМеGSz + ROMe —> RO—С—SMe
IIII
ss
соль О-эфира тио-соль о-эфира дитио-
угольной киолотыугольной кислоты (ксантогенат,
(О-алвилтионкарбонат)О-алкилдитиокарбонат) [670]
['668. 669]
GSa+RSMe —> RS —С— SMe
И
S
Соль эфира тритио-
Угольной кислоты (S-алкил-тритиокарбонат) [671]
Образование соли О-эфира дитиоугольной кислоты (ксантогената) из сер< углерода и алкоголята калия происходит чрезвычайно легко, так что почти все спирт могут быть подвергнуты такому взаимодействию.
Ксантогенаты. Общий способ получения [672]. Для получения ксант< генатов калия раствор 1 моль (56 г) тонко измельченного КОН в необходимо для его растворения количестве спирта после охлаждения до комнатной темпе ратуры смешивают (30 лип) с 1 моль (76 г) CS2. Затем в течение 1 ч перемете вают, добавляют эфир для полного отделения ксантогената, отфильтровываю продукт и перекристаллизовывают его из этилового спирта. Выход ксантс гената 80—95% от теоретического.
Полные эфиры тиоугольных кислот
Полные эфиры тиоугольных кислот образуются либо взаимодействием 2 мод спирта с 1 моль тиофосгена или 2 моль меркаптида с 1 молъ фосгена или тиофосгён® либо взаимодействием алкоголятов и меркаптидов с эфирами хлорангидридов ти< угольных кислот в молярном соотношении 1 : 1.Полные эфиры тиоугольных кислот образуются либо взаимодействием 2 мод спирта с 1 моль тиофосгена или 2 моль меркаптида с 1 молъ фосгена или тиофосгён® либо взаимодействием алкоголятов и меркаптидов с эфирами хлорангидридов ти< угольных кислот в молярном соотношении 1 : 1.C1-G-G1C1-G-G12ROMc2ROMcRO—С—ORRO—С—ORG1-C-ORG1-C-ORО, О'-диэфиртионугольнойКИСЛОТЫ [673, 674]О, О'-диэфиртионугольнойКИСЛОТЫ [673, 674]
Полные эфиры тиоугольных кислот образуются либо взаимодействием 2 мод спирта с 1 моль тиофосгена или 2 моль меркаптида с 1 молъ фосгена или тиофосгён® либо взаимодействием алкоголятов и меркаптидов с эфирами хлорангидридов ти< угольных кислот в молярном соотношении 1 : 1.
Полные эфиры тиоугольных кислот образуются либо взаимодействием 2 мод спирта с 1 моль тиофосгена или 2 моль меркаптида с 1 молъ фосгена или тиофосгён® либо взаимодействием алкоголятов и меркаптидов с эфирами хлорангидридов ти< угольных кислот в молярном соотношении 1 : 1.
C1-G-G1
C1-G-G1
2ROMc
2ROMc
RO—С—OR
RO—С—OR
G1-C-OR
G1-C-OR
О, О'-диэфиртионугольнойКИСЛОТЫ [673, 674]
О, О'-диэфиртионугольнойКИСЛОТЫ [673, 674]
RO-C-C1 ^™'> RS-C-OR
О, S-диэфиртиолугольнойкислоты [675]
[668] С. Bender, Ann., 148, 137 (1868).
F. Salomon, J. prakt. Ghem. (2], 5, 476 (1872).
M. Ragg, Chern. Ztg., 34, 83 (1910).
671J В. И о Im b e г g, J. prakt. Chern. [2], 73, 239 (1906).
F. Drawer!,К. H. Reuther, F. В о г n, Ghem. Вег., 93, 306-
r (1960).
] II. E c k с n г о t h, K. Kock, Ber.. 27, 1368 (1894).
674] M. M. D e 1 e p i n e, Ann. Ghimie [8], 25, 546 (1912).
1675] F. Salomon, J. prakt. Ghem. [2], 6, 433 (1873); E. M у 1 i u s, Ber., 6, 31. (1873).
40*
С1-С-С1С1-С-С12KSMC2KSMCRO —С—SKRO —С—SKдиэфпр тритио-угольнойкислоты [tiб6, 676, 677]диэфпр тритио-угольнойкислоты [tiб6, 676, 677]S, S'-диэфирдитиолугольнойкислоты 1675, 678]S, S'-диэфирдитиолугольнойкислоты 1675, 678]
С1-С-С1
С1-С-С1
2KSMC
2KSMC
RO —С—SK
RO —С—SK
диэфпр тритио-угольнойкислоты [tiб6, 676, 677]
диэфпр тритио-угольнойкислоты [tiб6, 676, 677]
S, S'-диэфирдитиолугольнойкислоты 1675, 678]
S, S'-диэфирдитиолугольнойкислоты 1675, 678]
О, 8-дивфирдитиоугольнойКИСЛОТЫ [678,679,680]
Арилтионкарбонаты [673, 676]. Раствор 2 люль одноатомного фенола в небольшом избытке 10%-ного раствора NaOH разбавляют четырех-, пятикратным количеством воды и к смеси при энергичном встряхивании постепенно добавляют 1 моль тиофосгена. Если смесь сильно разогревается, необходимо охлаждение. Образующийся фениловый эфир выделяется в виде белого осадка. Осадок промывают холодной водой до исчезновения щелочи и перекристаллизовывают (чаще всего из этилового спирта).
Этим способом, например, дифенилтионкарбонат получают с почти количественным выходом; т. пл. 106° С. ?
Производные тиокарбаминовой кислоты
Соли
N-Замещенные тиокарбаматы аммония и щелочных металлов в общем случае получают взаимодействием первичных и вторичных аминов с сероокисью углерода или с сероуглеродом в присутствии аммиака или гидроокисей щелочных металлов! В отсутствие неорганических оснований при использовании спльноосповдых ампнов образуются тиокарбаматы введенных в реакцию аминов J681, 682].
RNHs + COS + MeOHRNHs + COS + MeOHRNII—С—SMeRNII—С—SMe
RNHs + COS + MeOH
RNHs + COS + MeOH
RNII—С—SMe
RNII—С—SMe
кислоты 1683, 684]кислоты 1683, 684]соль монотиоварб-аминовой
кислоты 1683, 684]
кислоты 1683, 684]
W. Autenrieth, Н. Hefner, Вег., 58, 2151 (1925).
J. A. Durden jr., Н. А. У t а п s b и г у jr., W. Н. Catlett о, J. Апц Chern. Soc., 82 , 3082 (1960).
R. J. е и с k а г t, J. prakt. Chern. [2], 41, 179 (1890).
]679] W. Fomin, N. Sochanski, Ber., 46 , 244 (1913).
L. Tschugaeff, Ber., 32, 3334 (1899); D. M a r t i n, J. prakt. Chern. [4J* 9, 222 (1963).-
A. R i e c h e, G. H i 1 g c t a g et al., Arch. d. Pharm.,293,.
957 (1980).
Герм. пат. 531007 (1929); FrdL, 18, 424 (1933).
К. H. Slotta, H. Dressier, Ber., 63. 888 (1930).
S. Kallcnberg, Ber., 56 , 320 (1923).
RNII2+CS2+MCOHRNII2+CS2+MCOH—► RNH—С—SMe
RNII2+CS2+MCOH
RNII2+CS2+MCOH
S
соль дитиокарб-аминовой
кислоты [683, 685 -687]
N-Фенилдитиокарбаминовокислый калий [688]. Получают смешение эфирного раствора эквимолярных количеств сероуглерода и анилина со спирт* вым раствором эквивалентного количества КОН. Продукт представляет собе белые иглы, легко растворимые в воде и этиловом спирте и нерастворим^ в эфире.
Тиокарбаминоилхлориды
Для получения незамещенного тиокарбаминоилхлорида проводят присоедини вне хлористого водорода к тиоциановой кислоте в среде безводного эфира [689
HN=C=S + HC1 —> H2N-C-CI
S
N-Замсщеппые соединения получают взаимодействием первичных или вторичны аминов с тпофосгеном п абсолютном эфире [690—693]:
RxRx
>NH + C1-C-C1 —>N-C-C1
R'z II R'z ||
SS
Первичные амипы взаимодействуют с тпофосгеном только при полном отсутстви влаги, тогда как гидрохлориды вторичных аминов можно ацилировать раствором тис фосгена в*хлороформе [692] и в водной среде.
Эфиры тиокарбаминовой кислоты (тиоуретаны)
Эфиры тиокарбамиповой кислоты [694] получают различными способами
R'0-C-SR"
2.2.R—N —C=S -^5-R—N —C=S -^5-
2.
2.
R—N —C=S -^5-
R—N —C=S -^5-
R\/N—С— Cl prONaR\/N—С— Cl prONa—> R'O— С—NHRили R'O —С—NR2
R\
/N—С— Cl prONa
R\
/N—С— Cl prONa
S
R'0-c-ci
С. Е. Redemann, R. N. I с k е, G. A. Alles, Org. Synth., 27, 73 (1947). 1686] F. В. D a i в s, R. Q. Brewster, С. P. О 1 a n d e r, Org. Synth., ColL , v. 1, 1937, p. 446.
M. L. M о о r e, F. S. С г 0 s s 1 e у, Org. Synth., 21, 81 (1941).
S. M. Losanitsch, Ber., 24, 3021 (1891).
M. Battegay, E. H ё g a z i, Helv. chim. acta, 16, 1003 (1933).
G.M.D у s о n, H.J. G e 0 rg e, J. Chern.Soc.,126,1702 (1924).
О.С.В i 1 1 e t e r.Ber., 20,1629 (1887).
О.С.В i 1 1 c t e r,H. R i v ie r, Ber., 37,4317(1904).
693|J.v.Braun, Ber., 36, 2274(1903).
R. Zahradnik, Chern. Techn., il, 546 (1959) (обзорная статья).
Первый способ дает хорошие результаты, если R'-алкпл [695), второй : способ дает хорошие выходы только в случае спиртов, во не фенолов [696—698], третий способ целесообразно использовать только с дизамещепными карбаминоилхло- ‘ ридами [699], одпако четвертый способ универсален [697, 700].
О-Арнловые' эфиры N-замещенных тиокарбаминовых кислот *[700]. 1
Эфиры тиокарбаминовых кислот (R3NCOSR) можно получать по описанному j выше методу из карбаминоилхлоридов и меркаптидов [701], из S-эфиров хлорангид- рнда монотиоугольной кислоты и аминов [702] и присоединением воды к эфирам тио-Эфиры тиокарбаминовых кислот (R3NCOSR) можно получать по описанному j выше методу из карбаминоилхлоридов и меркаптидов [701], из S-эфиров хлорангид- рнда монотиоугольной кислоты и аминов [702] и присоединением воды к эфирам тио-.1.1К 2 моль амина (растворенного в ацетоне или этиловом спирте) при 20—30° С медленно прибавляют по каплям при перемешивании 1 моль О-арилового эфира хлорангидрида монотиоугольной кислоты. Перемешивают еще 1 ч, ^ выливают массу в ледяную воду, отфильтровывают выпавший эфир и после 1 высушивания перекристаллизовывают из этилового спирта.^
Эфиры тиокарбаминовых кислот (R3NCOSR) можно получать по описанному j выше методу из карбаминоилхлоридов и меркаптидов [701], из S-эфиров хлорангид- рнда монотиоугольной кислоты и аминов [702] и присоединением воды к эфирам тио-
Эфиры тиокарбаминовых кислот (R3NCOSR) можно получать по описанному j выше методу из карбаминоилхлоридов и меркаптидов [701], из S-эфиров хлорангид- рнда монотиоугольной кислоты и аминов [702] и присоединением воды к эфирам тио-
.1
.1
циановой кислоты [703]. з
Эфиры дитиокарбаминовой кислоты обычно могут быть легко синтезированы :| алкилированием или арилированием соответствующих дитиокарбаматов [704—708]. I Другими методами являются присоединение меркаптанов к эфирам изотиоциановой ,| кислоты [704], взаимодействие эфиров хлорангидрида дитиоугольной кислоты с ами- | нами [704] и взаимодействие тиокарбаминонлхлоридов с меркаптидами [699]. 1
Бис-(алкилксантогены) и тнурамдисульфиды
При действии окислителей на ксантогенаты образуются бис-(алкилксантогены) RO—С—SS—С—OR
ИЗ солей дитиокарбамидпиой кислоты получаются соответственно тиурамдисульфиды, »| Бис-(алкилксантогеяы) [709]. Через охлаждаемый льдом раствор алкил- j ксантогената калия в воде пропускают сильный ток воздуха, содержащего.! примерно 5—10% хлора, до тех пор, пока из пробы реакционной смеси при 3 добавлении сульфата меди не прекратится выпадение ксантогената меди. Отде- Л ляют образовавшийся осадок или масло, растворяют его в эфире ипосяевысу-а шивания отгоняют эфир.а
Для окисления дитиокарбаматов наряду с другими окислителями предложены хлорное железо [710], иод [711] и феррицианид калия [712].
695] 696 697 698 699 700 701 702703][704] [705] [706] [707] [708]695] 696 697 698 699 700 701 702703][704] [705] [706] [707] [708]Е. В i i 1 m а n п, Ann., 348, 140 (1906).^
695] 696 697 698 699 700 701 702
703]
[704] [705] [706] [707] [708]
695] 696 697 698 699 700 701 702
703]
[704] [705] [706] [707] [708]
R. W. В о s t, E R Andrews, J. Am. Chern. Soc., 65 , 900 (1943).3
R. P. Mull, J. Am. Chem. Soc., 77, 581 (1955).
W. Schneider, F. Wrede, Ber., 47, 2038 (1914).
О. С. В i 11 e t er, A. S t г о h 1, Ber., 43, 18^)8 (1910); 21, 102 (1888).i!
A. Rieche, G. Hilgetag et al., Arch. a. Pharm., 294 , 201 (1961). J Пат. США 2642428 (1953); С. A., 48, 5210 (1954).5
R. R iems chn e i d e r, O. Lorenz, Mh. Chem., 84, 520 (1953). л R. Riemschncider F. W о jahn, G. О rlick, J. Am. Chem. Soc.,| 73, 5905 (1951).
J. v. Braun, Ber., 35, 3369 (1902); 42, 4571 (1909).|
Пат. США 1726648 (1928); С., 1929, II, 2938.
A. M. С 1 i f f о r d, J. G. L i c h t y, J. Am. Chem. Soc., 54, 1163 (1932). J J. C. Sauer, J. Org. Chem., 24, 1592 (1959).
[709][710][711][712][709][710][711][712]G. R о s s i, V. Corradini, Chim. e Ind. (Milano), 42, 237 (1960); С., 1981Л 5043; A. R i ech e, G. H i 1 g e t a g, D. M a r t i n, I. К г e у z i, Arch; J d. Pharm., 296. 310 (1963).•
[709]
[710]
[711]
[712]
[709]
[710]
[711]
[712]
Герм. пат. 431752 (1924); С., 1926, II, 1460.;
M. Freund, G. В a c h r a c h, Ann., 285, 201 (1895).X
J. v. Braun, Ber., 35, 819 (1902).I
R. Rothstein, К. В i n о v i c, Rec. trav. chim., 73, 561 (1954).^
Изотиоцианаты (горчичные масла)
Исходными продуктами для получения изотиоцианатов являются соли дитио- карбаминовой кислоты, из которых действием солей тяжелых металлов [686], эфиров хлормуравьиной кислоты [687], фосгена [683] или гипохлорита натрия [713] в большинстве случаев с хорошими выходами образуются изотиоцианаты. Широко распространенным способом является также взаимодействие аминов [714, 715] или их гидрохлоридов с тиофосгеном [716].
р-Хлорэтилизотиоцианат [717]. К раствору 50 г хлорида р-хлорэтилам- мовия в 100 лм воды добавляют 200 лм хлороформа. К этой смеси при перемешивании и охлаждении льдом одновременно добавляют по каплям концентрированный водный раствор 130 г Na2CO3 и раствор 50 г тиофосгена в 50 мл СНС13. Реакционная смесь должна постоянно иметь щелочную реакцию. После перемешивания в течение 30 мин отделяют хлороформенный слой, сушат его над Na2SOd и ректифицируют; т. кип. продукта 80° С (13 мм pm. ст.).
Изотиоцианаты легко могут быть также получены расщеплением диарнлтиомоче- впн под действием кислот [718].
Солн изотномочевины
Тиомочевина и се N-производпыо образуют таутомерные формы, в которых тиольная группа почти всегда является активным центром взаимодействия. Поэтому обычные алкилирующие агенты, например алкилгалогспиды [719—721), диметилсульфат [722, 723] и эфиры сульфокислот [724], образуют с тиомочевиной соли S-алкилизо- тиомочевины (изотиурониевые соли):
H3N^ IIsN^H3N^ IIsN^С-SС-SH2Nx р у>c-sh—- HN^H2Nx р у>c-sh—- HN^H3NX^C-SR-HX HN^H3NX^C-SR-HX HN^
H3N^ IIsN^
H3N^ IIsN^
С-S
С-S
H2Nx р у
>c-sh—- HN^
H2Nx р у
>c-sh—- HN^
H3NX
^C-SR-HX HN^
H3NX
^C-SR-HX HN^
тиомочевинатиомочевинаизотиомочевинаизотиомочевина
тиомочевина
тиомочевина
изотиомочевина
изотиомочевина
Изотиурониевые соли. Общий способ получения [551]. Молярные количества тиомочевины и смеси алкилгалогенида и спирта (объемное Отношение 1 : 1) нагревают на водяной бане до тех пор, пока проба реакционной массы не будет давать осадок сульфида серебра с аммиачным раствором нитрата серебра.
При проведении реакции с этиленбромидом или этиленхлоридом необходимо применять трек-, четырехкратное количество спирта; образующаяся соль 8,8'-этилен- диизотиомочерины нерастворима в спирте и моя.ет быть отфильтрована.
В некоторых случаях [725], особенно при получении солеи S-циклогексилтио- мочевины [551], удается провести алкилирование соответствующим спиртом в Присутствии бромистоводородной кислоты.
Е. Schmidt, F. Z а 1 1 е г et aL, Лип., 585, 230 (1954).
М. Dyson, Chern, a. Ind., 1954 , 934.
G. М. D у s о п, Org. Synth., Coll. v. 1, 1937, p. 158.
E. T i e t z e, S. Peterson, G. Domagk, Chem. Ber., 86, 312 (1953).
Brintzinger, K. Pfannstiel, H. Koddebusch, Chem. Bep., 82, 399 (1949).
L. Gattermann, H. Wieland, cm. [82], стр. 151.
Brand, F. C. Brand. Org. Synth., 22, 59 (1942).
A. Bertram, Ber., 25, 48 (1892).
J. D. Brooks, P. T. Charlton ct al., J. Chem. Soc., 1950, 452.
Arndt. Ber., 54, 2237 (1921).
P. R. S h i 1 d n e c k, W. W i n d н s, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 411.
D. К. 1 a m a n n, F. Drahowz,al, Mh. Chem., 83, 463 (1952).
R. L. Frank, P. V. S in i t h, J. Am. Chem. Soc., 68, 2103 (1946).
ОБРАЗОВАНИЕ МЕТАЛЛ-УГЛЕРОДНЫХ СВЯЗЕЙ (металлоорганические соединения)
К металлоорганическим соединениям относятся вещества, которые содержат органические радикалы, например алкильные или арильные группы, связанные непосредственно с атомом металла, т. с. соединения с прямой металл-углеродной связью. При этом понятие металла включает также некоторые неметаллы и элементы со слабо выраженными металлическими свойствами . Производные, в которых атом металла связан с углеродом через другие атомы, например через азот или кислород, и металлоорганическим соединениям не относятся.
В этой исключительно широкой области органической химии имеется ряд обзорных работ, например книга Краузе и фон Гроссе «Химия металлоорганических соединений» [1], в которой практически полностью охватывается литература по этому классу соединений до 1936 г., а также книга Рунге «Металлоорганические соединения» [2]. Основные начала химии металлоорганических соединений с многочисленными ценными ссылками на оригинальную литературу можно почерпнуть из книг Коэйтса [3] и Рочоу, Херда и Льюиса [4]. Небольшая обзорная статья Хейна [5] посвящена развитию химии металлоорганических соединений, а в монографии Коэйтса [6] рассматриваются металлоорганические соединения первых трех групп периодической системы элементов. В справочнике Кауфмана [6а] сопоставляются свойства многих металлоорганических соединений и приводятся ссылки на оригинальную литературу ••*.
Алкил- или арилироизводные металлов по свойствам часто отличаются от обычных соединений металлов и во многих отношениях напоминают истинные органические соединения. Так, например, многие из них летучи, нерастворимы в воде и растворимы в органических растворителях, не проводят электрический ток. Напротив, органические производные сильно электроположительных элементов, например щелочных металлов, являются ярко выраженными ионными соединениями: они нелетучи, представляют собой твердые вещества, практически нерастворимы в органических раство-' рителях и, кроме того, являются хорошими электролитами.
Все же классификация металлоорганических соединений по их свойствам на строго различные типы, например па гомеоиолярные и гетсрополярные, невозможна, гак как физические и химические свойства этих соединений внутри каждой группы и каждого периода различны. Полярность металл-углеродной связи в каждой группе элементов периодической системы возрастает сверху вниз, вместе с этим усиливается и солевой характер соединения, а в каждом периоде полярность падает слева направо.
Аналогичные закономерности наблюдаются в случае гпдридов металлов. Гидриды щелочных металлов представляют собой соли, гидриды щелочноземельных металлов солоподобны, а гидриды кремния, как и углеводороды, являются газами или жидкостями.
Полярность металл-углеродной связи определяет не только физические, по 1 и в значительной мере химические свойствамоталлоорганлческпхсоединепий. Реакцпоп-
пая способность этих соединений возрастает с увеличением полярности металл-угле- ’ родной связи, зависящей в первую очередь от различия в электроотрицательности основного атома и связанного с ним атома углерода. Чем ниже электроотрицательность металла (по Полингу), тем выше реакционная способность его органических производных.
В соответствии с этим принципом при исследовании реакций присоединения металлоорганических соединений к кратным С= О- и C^N-связям, а также к С=С- спязям несимметричных олефинов установлено [ 7]» что реакционная способность органических производных в каждом периоде для элементов главных подгрупп понижается с увеличением порядкового номера элемента:
Li— R> Be— R > В— R
Na-R > Mg—R > Al-R > Si-R
И, наоборот, в главных подгруппах реакционная способность возрастает с увеличением атомного веса ключевого атома:
'Li—R < Na—R < К—R < Rb—R < Cs—R
Be—R < Mg— R < Ca - R и т. д.
Для элементов побочных подгрупп наблюдается обратный порядок:
Си—R > Ag—R > Au—R
, Кроме того, наименее реакционноспособный элемент данной или следующей главной подгруппы более реакционноспособен, чем самый активный элемент соответствующей побочной подгруппы:
Li—R > Си—R Be—R > Zn—R
Be—R >> Си—RВ—R J> Zn—R
; Для органических производных одного и того же металла реакционная способность , несимметричных соединений выше, чем реакционная способность его симметричных производных.
Различия в реакционной способности металлоорганических соединений можно Проследить также на примере их гидролиза, приводящего к образованию углеводорода И гидроокиси металла. При взаимодействии с водой алкильных производных щелочных .- Или щелочноземельных металлов протекает бурная реакция, а слабополярные кремнийалкилы не вступают в эту реакцию. Аналогично реагируют с металлоортяпиче- .сними соединениями другие полярные реактивы, например галогеноводороды. При ■ помощи этой реакции можно выявлять даже незначительные различия в полярности L металл-углеродпых связей; так, например, водная соляная кислота отщепляет феипль- !. ные группы, связанные с атомом кремния, не затрагивая метильных групп.
■Полярность и реакционная способность металл-углеродной связи зависят,
Г таким образом, и от электроотрицательности атома углерода. Полярность такой связи
почти не зависит от строения углеводородного остатка, хотя различие между метиль- S ними и фенильными группами уже заметно. Значительно усиливается этот эффент | при введении в углеводородный остаток сильно электроотрицательного заместителя, | например хлора: при этом значительно повышается электроотрицательность атома f углерода и соответственно полярность металл-углеродпой связи. Противоположным г Действием обладают электроположительные заместители у атома углерода или электро- L отрицательные у металла. Они понижают полярность металл-углеродпой связи и ее L реакционную способность.
БКроме того, при оценке реакционной способности металлоорганического соедине-
Е ния следует учитывать, что эти реакции обычно проводят в растворах. Реакционная К способность сольватированных и посольватироваппых молекул различна. Так, папри- К мер, полярность металл-углеродной связи понижается в растворителе, содержащем Е эфирный кислород, неподеленные электронные пары которого взаимодействуют с элек- К троположительным атомом металла.
1’1 И. Gilman, Organic Chemistry, v. I, 2 ed., John Wiley a. Sons, New York, 1943, p. 520.
Непосредственной взаимосвязи между реакционной способностью и термической устойчивостью металлоорганических соединений не существует. Никоим образом нельзя делать общий вывод о том, что очень реакционноспособные металлоорганические соединения особо чувствительны к нагреванию и что менее реакционноспособные соединения обладают повышенной термической устойчивостью. Правда, термическая стабильность органических производных более тяжелых элементов главной подгруппы пинге, чем у производных более легких элементов. Так, тетраэтилсилан (CtH6)tSi устойчивее тетраэтилсвинца (СаН$)4РЬ. Но, с другой стороны, органические произ^ водные элементов побочной подгруппы I группы гораздо менее устойчивы, чем более реакционноспособные соединения щелочных металлов.
Аналогичная закономерность обнаружена в отношении чувствительности метал* лоорганических соединений к кислороду. Конечно, и в этом случае важную роль* играет полярность металл-углеродной связи; так, например, алкильные производные щелочных металлов воспламеняются в присутствии кислорода воздуха, а алкильны^ производные ртути и кремния на воздухе не изменяются. Но кроме этого решающее значение могут иметь другие факторы, например наличие свободной пары электронов,' или незаполненного октета у атома металла. Так, триалкильные производные метал* лов третьей и пятой главных подгрупп, в которых металл-углеродная связь близка^ к ковалентной, исключительно бурпо реагируют с кислородом. Низшие алкильный производные этих металлов на воздухе моментально воспламеняются.л
Так же легко реагируют алкильные производные металлов третьей и пятой глав# янг подгрупп с другими донорами или акцепторами электронов. Алкильные произвол# пые металлов третьей группы (акцепторы электронов) дают с аналогичными процзвод#1 ными металлов пятой группы (доноры электронов) соответствующие комплексные соедя* нения, например (СН3)3В . As(CH3)3 (см. обзор [8]).Ч
Склонностью к образованию комплексов и продуктов присоединения с самыми : различными органическими и неорганическими соединениями обладают и другие метал# лоорганнческие соединения. Известны также их аддукты друг с другом и олигомеры^ Так, например, лптийоргаяические соединения представляют собой ассоцииро*; ванные продукты. Фениллитий в эфирном растворе в широких пределах концентраций находится в виде димера Li[Ы(СеН5)2].
При взаимодействии фениллития с металлоорганическими соединениями за»- ментов, следующих за ним в периодической системе, т. е. с производными бериллия и бора, образуются хорошо кристаллизующиеся комплексы, устойчивость которых возрастает в ряду:
Li[Li(C,H6),J < Li[Bc(C,He)3] < Li[B(CeH6)4]■
Свойства этих комплексов в некоторых случаях сильно отличаются от свойств; составляющих их веществ. Если фениллитий и трифенилбор легко реагируют с кислой родом, а фениллитий бурно разлагается в присутствии воды, то тетрафепилборат литиЯ| устойчив к действию кислорода и растворяется в воде без разложения.
О комплексообразовании и реакционной способности металлоорганических^ соединений см. [9],
Способы, получения металлоорганических соединений
В настоящее время известно большое число способов получения металлоорганя* чес«ит соединений. Ниже приведены лишь важнейшие из них.
Прямое алкилирование или арилирование металлов алкил- или арилгал гонидами:
2Me4-RX RMe+MeX
Это одна из самых распространенных реакций в химии металлоорганичесш соединений, поскольну таким способом прямо или косвенно можно получать почтя в металлоорганические соединения.
В тех случаях, когда сами металлы вступают в реакцию с большим труд или вообще не реагируют с органическими галоидпроизводпыми, применяют их спле: с щелочными или щелочноземельными металлами, в первую очередь с натрием:
, MeNa-j-RX RMe+NaX
F. G. Stone, Chern. Rev., 58, 101 (1958).
G. Wittig, Angew. Chern., 70, 65 (1958); 62, 231 (1950).
Аналогичная реакция расщепления простых эфиров металлами протекает лишь с определенными эфирами и только под действием щелочных металлов;
ROR4-2Me —> RMe + ROMe
Вытеснение одного металла другим в ранее полученном металлоорганическом соединении:
Me + RMe' +2 RMe + Me'
Этот метод применяется для синтеза более реакционноспособных металлоорганических соединений из менее реакционноспособных. Например, при взаимодействии металлического натрия или лития с диалкил- или диарилпроизводными ртути образуются соответствующие литий- или натрийорганические соединения.
Взаимодействие металлов с углеводородами:
Замена водорода на металл:
RH + Me —»■ RMe+H
Реакция может идти лишь с очень реакционноспособными металлами н с углеводородами, содержащими подвижный атом водорода.
Присоединение реакционноспособных металлов (щелочных металлов) к С— Освязям.
Расщепление С—С-связей щелочными металлами.
Взаимодействие Солей металлов с другими металлоорганическими соединениями:
RMe + Me'X —*■ RMe'4-MeX
Реакция представляет собой важнейший и самый общий метод синтеза металлоорганических соединений. Таким методом можно получить практически все типы металлоорганических соединений. При таком взаимодействии равновесие сдвинуто в сторону образования менее реакционноспособного металлоорганического соединения. В каче-' стве исходных веществ обычно применяют реактивы Гриньяра или литийоргапические соединения.
Реакция галогенидов металлов и органических галогенидов с металлическим натрием (по типу реакции Вюрца):
MeX4-RX + 2Na —► RMe+2NaX
Основное применение этот метод находит для получения кремний-, олово- и мышьякорганических соединений, а также органических производных сурьмы.
Взаимодействие солей металлов с углеводородами:
MeX + RH —»■ RMe + HX
, Так, например, самые разнообразные ароматические соединения подвергаются мерйурированию под действием ацетата ртути, а соли меди и серебра реагируют с ацетиленами с образованием соответствующих ацетиленидов.
Реакция солей металлов с диазосоеддеениями. При разложении арилдиазо- нисвых солей в присутствии солей металлов или при разложении комплексных солей арилдиавония и металла образуются арилметаллические производные (реакция Несмеянова), например:
RN3Cb HgCls + 2Cu—* RHgCl+Cu2a8 + N3
О механизме этой реакции см. статьи Реутова [10].
Аналогичная реакция протекает при разложении двойных -солей, полученных, из солей дифенилгалогония и галогенидов тяжелых металлов в присутствии порошкообразных металлов (Реутов). Таким способом можно получать арилпроизводные ртути, олова, сурьмы и висмута [10].
Важнейшим методом синтеза ариларсоповых кислот, представляющих определенный химиотерапевтический интерес, является взаимодействие хлоридов арил- диазояня с арсенитами натрия (реакция Варта), например:
CeH6N2Cl + Na2HAsO3 —> CeH6AsO3HNa + NaCl+N2
О. A. R е u t о w, Angew. Chern., 72, 198 (1960); Tetrahedron, 1, 67 (1957).
Аналогичным методом можно получать арилпроизводные сурьмы.
Действие свободных радикалов на металлы. Взаимодействие триарилметильных радикалов с металлическим натрием [11} приводит к соединениям топа R3CNa. При действии метильных и этильных радикалов на мышьяк, сурьму и висмут получаются соответствующие металлоорганические соединения [12].
Образование арильных производных металлов при разложении хлоридов арилдиазония в присутствии таких металлов, как ртуть, сурьма, висмут, свинец или олово, также протекает через свободные радикалы [13], в отличие от реакции Несмеянова.
Взаимодействии ранее полученных металлоорганических соединений с другими органическими или металлоорганическими соединениями.
а) Взаимодействие с металлоорганическими соединениями;
RMe + H'Me' RMe'-|-R'Me
При этом в общем случае более электроотрицательный органический остаток переходит к более электроположительному металлу. Такой метод удобно применять в тех случаях, когда один из продуктов реакции плохо растворяется в применяемом растворителе и выпадает в осадок.
Взаимодействие с углеводородами. Исключительно реакционноспособные металлоорганические соединения могут обмепивать атом металла на атом водорода:
RNa-l С6Н6 —* C6II5Na-!-RH
Металлоорганические соединения щелочных металлов могут также присоединяться к С—С-связям несимметричных олефинов.
в) Реакция с органическими галогенидами протекает с обменом галогена па металл. Так, при взаимодействии я-бугиллития с некоторыми ароматическими бромидами или иодидами образуются ароматические производные лития:
H-C4H9Li |-RBr —* RLi-|-H-CjHgBr
Кроме того, органические галогениды могут присоединяться я металлоорганическим соединениям, содержащим металл в его низшей валентности, например:
RsAs |-R'I —> RgR'AsI
10) Присоединение неорганических или органических гидридов металлов к С-С-связям:
>С =С<+МеН —> >С-С<
Н Me
Примером может служить присоединение трихлорсилана к олефинам [14].
Особым случаем такого синтеза является разработанный Циглером и сотр. промышленный метод получения алкильных производных алюминия из алюминия, водорода (или из гидридов алюминия) и олефинов, особенно этилена.
Основные методы получения металлоорганических соединений и их обсуждение приведены в обзоре [15].
Г. Органические производные элементов первой группы [16]
Щелочные металлы, являющиеся электроположительными элементами, образуют органические производные с сильно поляризованной металл-углеродной связью. Вследствие этого органические производные щелочных металлов являются самыми
W. Schlenk, Е. Marcus, Вег., 47, 1664 (1914).
F. A. Paneth, Н. Loleit, J. Chern. Soc., 1935, 366.
F. В. М a k i n, W. A. Waters,}. Chem. Soc., 1938, 843; W. A. W a t e г s, J. Chem. Soc., 1937, 2007.
E. W. Pietrusza, L. H. Sommer, F. C. Whitmore, J. Am. Chem. Soc., 70, 484* (1948).
R. G. Jo n es, H. Gilman, Chem. Rev., 54, 835 (1954).
С. B. Wooster, Chem. Rev., 11, 1 (1932).
реакционноспособными соединениями из всех известных в органической "химии. Алкильные производные натрия и калия реагируют со всеми органическими соединениями, за исключением парафиновых углеводородов. Широкое синтетическое применение нашли менее реакционноспособные производные лития, что объясняется особым положением лития в периодической системе элементов, показывающей некоторые закономерности в диагональных направлениях. Так, например, литийорганические соеди- иения но многих отношениях похожи на магнийорганические соединения, но являются более реакционноспособными, в то же время они не дают побочных реакций, часто протекающих при использовании натрпй- или калпйоргаиических соединений. Оргаии- ческие соединения лития обычно хорошо растворяются в инертных органических растворителях, тогда как аналогичные производные других щелочных металлов в них не растворяются. Кроме алкилпронзводпых лития, алкил- и арилпроизводные щелочных металлов представляют собой солеподобные твердые соединения, которые не удается расплавить или перегнать без разложения. В специальных растворителях, например в диметнлццнке пли триметплалюминии, онп растворяются с образованием комплексных анионов:
MeJ[Zn(CH3)gR3]2'
Ути растворы обладают электропроводностью.
1. Литийорганические соединения
Литийорганические соединения чаще всего получают взаимодействием металлического лития с соответствующими органическими галогенидами:
2Li4-RX —> LiR |-LiX
Циглер и Кологгиус [17] впервые показали, что органические производные щелочных металлов, образующиеся па первой стадии реакции Вюрца, в определенных условиях далее не реагируют и могут быть выделены в качестве основных продуктов реакции. Этим методом поручено большое число литийорганических соединений [18]. Протекание реакции в значительной степени определяется применяемым галогенидом и используемым растворителем. Легкость протекания реакции зависит также от содержания натрия в исходном металлическом литии [19].
Для получения литийорганических соединений нельзя применять алкилиодиды, за исключением метилиодпда, так как они слишком легко вступают в реакцию Вюрца и поэтому дают плохие выходы литийорганических соединений. В алифатическом ряду паилучшие результаты дает использование алкплхлоридов, а в ароматическом — арпл- бромидов. Большое значение имеет применение чистых галогенидов.
Хорошими растворителями для получения лигийалкилов являются углеводороды, например бензол, циклогексан, петролейный эфир; в тех случаях, когда образующиеся литийалкилы немедленно используют для дальнейших превращений, применяют также эфир. Литийарилы заметно не взаимодействуют с эфиром, и для их получения почти всегда используют эфир. Само собой разумеется, что растворители должны быть абсолютно сухими и могут применяться только мосле продолжительного выдерживания над металлическим натрием.
Реакцию следует проводить с измельченным литием для того, чтобы обеспечить достаточно большую поверхность взаимодействия. Описаны различные методы измельчения лития [20].
Обычно получают литий в виде ленты шириной 1 с.к и толщиной 1 мм с помощью пресса для натрия. Эту ленту выдавливают в абсолютный эфир и затем разрезают ножницами на отдельные кусочки, сразу внося их в реакционную массу.
Для реакции не обязательно применять избыток металла, на 1 моль галогенида берут 2—2,2 моль лития.
К.Ziegler,Н. С о 1о и i u s, Ann., 479, 135 (1930).
Н.Gilman,Е. A. Zoellner, W. М. Selby, J. Am.Chern.Soc.,54,
1957 (1932); 55, 1252 (1933).
C. W. К a m i.e n s k i,D. L. E s m a y, J. Org. Chem., 25,1807 (1960).
H.G i 1 m a n,W. L an g h a m, F. W. M о о r e, J. Am.Chem.Soc.,62,
2327 (1940).
Получение и последующее взаимодействие литийорганических соединений нео^ ходимо проводить при полном отсутствии кислорода и двуокиси углерода. Обычно синтез проводят в атмосфере азота. Азот очищают от кислорода пропусканием черв? щелочной раствор пирогаллола, а затем сушат, пропуская через колонку с СаС1| и трубку с РаОб. j
В качестве реакционных сосудов вначале использовали [17] трубки Шленк! [21], а затем колбы Кьельдаля с газоотводной трубкой [22]. С успехом можно приме нять также обычные приборы, состоящие из трехгорлой колбы, снабженной герметич ной мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой [20]. Воздух в прибо рах вытесняют азотом и после загрузки растворителя и лития закрывают обратны! холодильник ртутным клапаном. Можно проводить эту реакцию в пятигорлой колб [23], снабдив ее дополнительно термометром для контроля температуры и трубко! для постоянного ввода азота.
Описана и другая аппаратура, применяемая для получения и дальнейшего использования литийорганических соединений [24]. )
Лнтпйалкилы. Общий метод получения в петролейном эфире [25]. В обыч^ ный прибор, состоящий из трехгорлой колбы с мешалкой, обратным холодил^-- ником и капельной воронкой, Помещают 50 лл сухого петролейного эфира (т. кип. 28—38° С), не содержащего непредельных соединений, затем пропускают азот и нарезают несколько более чем 0,7 г (0,1 8-атом1) лития. PacTBOj нагревают до кипения и при интенсивном перемешивании прибавляют по каплям в течение 1 ч раствор 0,05 моль алкилгалогенида в 50 мл петролейного эфира; Перемешивание и нагревание продолжают до тех пор, пока заметно протеканий реакции (0,5—1 ч). После охлаждения раствор в атмосфере азота переносят в градуированный сосуд, из которого отбирают необходимое количество реак? тива. Выход продукта от 50 до 85% от теоретического.j
Феяиллитий [34]. В трехгорлую колбу ёмкостью 2 л с герметично^ мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником помещают 500 мл сухого эфира и пропускают азот. Затем добавляют 29,4 г нарезанного литий и при перемешивании около 40 капель раствора 314 г бромбензола в 1 л сухог^ эфира. Добавление остального раствора бромбензола продолжают после начал! реакции, заметного по легкому помутнению реакционной массы. Как тольк! начинается интенсивное кипение, реакционную колбу охлаждают в бане cd льдом, следя за тем, чтобы кипение все же продолжалось. К концу реакция баню со льдом удаляют и продолжают перемешивание смеси до прекращения кипения. Продолжительность реакции составляет около 2 ч. Затем раствор в атмосфере азота переливают через стеклянную вату в капельную воронку^ . предварительно заполненную азотом. -V
Для получения часто используемого в лабораторных целях н-бутпллития разра^ ботана методика, которая может использоваться также для синтеза других литий* алкилов [26].
и-Бутнллитий. В трехгорлую колбу емкостью 500 мл с мешалкой, низкой температурным термометром и капельной йоронкой помещают 200 мл абсолюту ного эфира. После заполнения прибора свободным от кислорода азотом в колб$ нарезают 8,6 г (1,25 г-атом) литиевой проволоки, продолжая пропускать •азот. Затем при перемешивании из капельной воронки прибавляют около 30? капель раствора 68,5 г (0,5 лнмъ) н-бутилбромида в 100 мл эфира. Температуру: реакционной массы понижают до —10° С, охлаждая ее смесью ацетона и сухого льда. Начало реаиции определяется по легкому помутнению реакционной масс»’
W. S с h 1 е n k, A. Thal, Вег., 46, 2843 (1913).
G. Wittig, Angew. Chern., 53, 241 (1940).
Е. Terres, U. v. F е 1 d е et al., Erdol u. Kohle, 13, 84 (1960).: я
R. A d a m s, H. W о 1 f f ct al., J. Am. Chem. Soc., 62. 1770 (1940).1 ■
H. Gilman, F. W. Moore, O. Baine, J. Am. Chem. Soc., 63^; 2479 (1941).
H. G i 1 m a n, I. A. В e e 1 et al., J. Am. Chem. Soc., 71, 1499 (1949).
и по появлению на поверхности лития светлых пятен. Остаток н-бутилбромида равномерно прибавляют в течение 30 мин, поддерживая температуру внутри колбы около —10° С. Затем реакционную массу перемешивают 1—2 ч, давая ей нагреться до 0—10° С, после чего жидкость декантируют и фильтруют через узкую, набитую стеклянной ватой трубку в капельную .воронку, заполненную предварительно азотом. Выход продукта 70—90% от теоретического.
Полученный таким образом эфирный раствор н-бутиллития не следует длительно хранить и необходимо как можно скорее использовать для других превращений.
Выделяющийся галогенид лития и непрореагировавший литий можно отфильтровать в атмосфере азота. Описано большое число приспособлений, применяемых для этой цели [20, 22, 23].
Содержание литийорганического соединения в реакционной массе определяют разложением аликвотной части раствора водой и титрованием образующейся гидроокиси лития 0,1 п. НС1 по метиловому оранжевому. Затем можно рассчитать количество раствора, необходимое для дальнейших превращений.
Для получения чистого литийорганического соединения, пе содержащего растворитель, используют другой метод — взаимодействие металлического лития с ртуть* органическими соединениями в инертных растворителях [27]:
R2Hg + 2Li —► 2RLi-]-Hg
Так как большая часть литийорганнческих соединений, особенно содержащих высшие алкильные радикалы, достаточно хорошо растворима в углеводородах, их растворы можно легко отделять от выделившейся ртути и после отгонки растворителя получать чистые литийорганпческие соединения.
Этиллитий [27]. К раствору 10 г дпэтилртути в 60 мл бензола или высококипящего лигроина прибавляют в атмосфере азота 5 г как можно более мелко карезанного лития с блестящей поверхностью, после чего сосуд* заплавляют и нагревают до 65° С. Через три дня реакция, поддерживавшаяся частым встряхиванием, заканчивается. Реакционную смесь нагревают до 70° С и фильтруют, не допуская контакта с воздухом. Из фильтрата при охлаждении выделяется этиллитий в виде крупных кристаллов. Для более полного осаждения раствор охлаждают льдом, продукт реакции отфильтровывают в атмосфере азота, промывают холодным лигроином н сушат в токе азота.
Аналогичным методом в результате взаимодействия лития с бензилмагнийхло- ридом удалось получить бензилиитий [28]:
CeH6CH2MgCl + 2Li —► LiCI + Mg + CeH6CH2Li
Для синтеза литийорганнческих соединений используется также различная растворимость некоторых металлоорганических соединений в инертных органических растворителях. Например, при смешении растворов этиллития и диметилртути в бензоле или бензине образуется метиллитий, который очень плохо растворяется в этих растворителях и выпадает в осадок [27]:
2C2H&Li + (CH3)2Hg —> 2CH3Li + (C2H5)2Hg
Металлирование некоторых реакционноспособных углеводородов литийоргани- ческими соединениями представляет собой еще один метод получения отдельных труднодоступных производных лития [29]. Так, при помощи литийорганичесиих соединений Можно замещать литием активный водород у атома углерода, активированного соседними арильными или винильными группами. {Кроме того, в некоторых ароматических соединениях, например в эфирах фенолов или тиофенолов, атом водорода в ортоположении может заменяться на литий под действием и-бутил- или феииллития [30].
W. Schlenk, J. Holtz, Вег., 50, 262 (1917)..
К. Z i е g 1 е г, F. D е г s с h, Вег., 64, 448 (1931).
Н. Gilman,.!. W. Morton, Org. Reactions, 8, 258 (1954).
G. Wittig, U. Pockels, H. D roge, Ber., 71, 1903 (1938); H. G 11- m a n, F. J. W e b b, J. Am. Chem. Soc., 71, 4062 (1949).
2,6-Диметоксифеииллитий [22]. Смесь 13,8 г (0,1 моль] диметилового эфира резорцина и 0,1 моль фениллития в 400 мл абсолютного эфира оставляют на 60 ч при комнатной температуре. Образующийся при этом 2,6-димет- оксифениллитий выделяется в виде больших прозрачных кристаллов.
ОСНзОСНз
1 Li
/^+с,н8ы^-/^/+С.П,
^^ОСИдZ^OCHg
Аналогичными свойствами обладают также гетероциклические соединения, содержащие в цикле атомы кислорода, серы или азота [31]. Получаемые из них литий- органические соединения могут, например, использоваться в качестве промежуточных продуктов для введения других заместителей в гетероциклическую систему.
Литийорганические соединения реагируют с галогензамещенными органическими соединениями чаще всего по реакции, аналогичной реакции Вюрца — Фиттига, с образованием соответствующих углеводородов. Но иногда, например в случае некоторых галогенированных гетероциклических соединений и ароматических простых эфиров, атом галогена может замещаться на литий действием литийалкилов или литий- арилов [32]. Так, при смешении эфирных растворов диметплового эфира 4-бромрвзор- цина и эквивалентного количества фениллития мгновенно с практически количественным выходом образуется 2,4-диметокспфениллитий [33]:
CIIsOCIIsOCeH5BrCeH5BrСПзОх^-^уОСНз
CIIsO
CIIsO
CeH5Br
CeH5Br
|Х li -rCeH5Li
Джонс и Джильмен [34] приводят обширный материал по этой теме.
. Натрийорганические соединения
Принципиально натрийорганические соединения можно получать теми же методами, что и литийорганические соединения.
В этом случае также нашло применение, особенно в последнее время, взаимодействие органических галогенидов (обычнохлоридов) с металлическим натрием в инертном растворителе:
RX+2Na —* RNa-|-NaX
Поскольку натрийалнилы и патрийарплы еще более реакционноспособны, чем соответствующие органические производные лития (они значительно легче реагируют с органическими галогенидами по реакции Вюрца — Фиттига или с некоторыми растворителями), получение их должно проводиться при очень точном соблюдении определенных условий реакции. Кан л при получении литийорганических соединений, реакцию осуществляют в атмосфере азота. В качестве растворителей используют безводные и очищенные от олефинов углеводороды, например пентан, петролейный эфир и др. Образующиеся патрийалкилыи натрийарилы в этих растворителях нерастворимы.
поэтому взаимодействие должно проводиться с сильно измельченным натрием я при интенсивном перемешивании. Обычно используют тонкую натриевую пыль или, еще лучше, суспензию натрия (размер частиц мепсе 25 лк); применяемые для этого приборы описаны различными авторами 135, 36].
Особенно подробно исследовано получение часто используемых для дальнейших превращений «-амилпатрия [37] и фенилнатрия [38].
и-Амнлнатрий [39]. Натриевую пыль получают перемешиванием расплавленного металла высокоскоростной мешалкой (10 000 об/лин) в течение 1 мин в очищенном от олефинов декане при 110—130° С в атмосфере азота. Суспензию охлаждают и передавливают жидкость через сифон азотом, остающуюся натриевую пыль несколько раз промывают сухим пентаном.
В колбе емкостью 500 мл, снабженной скоростной мешалкой, к 23 а (1 г-аигом) натриевой пыли в 300 мл пентана в атмосфере азота при температуре от —10 до О1' С в течение 1 ч прибавляют по каплям 53 г (0,5 моль) чистого амилхлорида. Выход н-амилнатрия около 80% от теоретического.
Во многих случаях реакцию можно проводить и с избытком натрия, активируя его в начале реакции добавлением небольшого количества амилового спирта (около 2 мл амилового спирта на 30 г натрия).
Фенилнатрнй [36]. В трехгорлои колбе в атмосфере азота к 54 г (2,35 г-атом) натрия в мелкодисперсном состоянии (средний размер частиц ниже 25 мк), суспендированного в 275 г толуола при 25—30° С, при легком встряхивании прибавляют 10—15 мл раствора 112,6 г (1 моль) хлорбензола в 100 г толуола. Реакция обычно пачинается через 1—5 мин л сопровождается быстрым повышением температуры. Остальной .хлорбензол добавляют тогда, когда начнется взаимодействие с первой порцией; скоросгь реакции контроли- руют охлаждением реакционной смеси на бане с охлаждающей смесью (—20° С). Температура реакционной массы не должна превышать 40° С. (Если взаимодействие через 20 мин не началось, то можно добавить 2—4 мл амилового спирта. Сразу после этого реакционный сосуд надо помещать в охлаждающую смесь, так как реакция пачинается моментально.) Затем добавляют остальное количество смеси хлорбензола и толуола. Скорость добавления и охлаждения регулируют таким образом, чтобы образование фенилнатрия закончилось через 20—30 мин. Выход продукта 94—99% от теоретического.
Описана лабораторная аппаратура для непрерывного получения фенилнатрия [40].
Ранее чаще всего применяли другой обший метод получения патрийорганиче- ских соединений — взаимодействие металлического натрия с металлоорганическими производными ртути, цинка, кадмия, свинца в инертных растворителях [27, 41]:
RaHg + 2Na —> Hg + 2NaR
Этилнатрий [27]. В 40 мл сухого лигроина (т. кип. 100—150° С) вносят такое количество нарезанного натрия, чтобы слой жидиости покрывал его. Затем воздух полностью вытесняют сухим, тщательно очищенным от кислорода
А. А. М о г t о n, L. М. Redman, Ind. Eng. Chem., 40, 1190 (1948).
I. F. Nobis, L. F. Moormeie r, Ind. Eng. Chem., 46, 539 (1954).
A. A. Morton et al., J. Am. Chern. Soc., 58, 1697 (1936); 62, 1301 (1940); ,64, 2242, 2247, 2250 (1942); 68, 93 (1946); 69, 172 (1947).
M. В о с k ш u h 1, G. E fl r h a r d, герм. пат. 62287 5 (25/IV 1931); герм. пат. 633083 (30/W 1931); С., 1937. II, 1082; герм. пат. 644486 (23ДХ 1931): Н. G i 1- ma n, H. A. P ac e vi t z, O. Baine, J.Am. Chem. Soc., 62, 1514 (1940);
A.A. M о r t о n,I. T.M a s s e n g a 1 c, J.Am. Chem. Soc., 62, 120 (1940).
A.A. M о г t о net al., J. Am. Chem. Soc,,62, 123 (1940); 72, 3785 (1950).
H.R u s c h i g,R.Fugman n, W.Meixner, Angew. Chem.,70,
71 (1958).
J. A. Wankly n, Ann., 107, 125 (1858); 108. 67 (1858); S. F. Aero c, Am. Chem. J., 29, 588 (1903); F. Hoin, B. Pctzchner et al., Z. anorg. allg. Chem., 141, 161 (1924); F. H e i n, H. S c h r a m m, Z. pbysik, Chem., A 151, 234 (1930).
41 Заказ 1835,
азотом и добавляют 2 г диэтилртути. Сразу начинается реакция и черва 1—2 ч на поверхности натрия осаждается прозрачный серо-зеленый осадок. Реакционную массу охлаждают в течение 10 мин в эффективной охлаждающей смеси и встряхивают, при этом продукт реакции отделяется от металла. Полученную суспензию в атмосфере азота сливают с избытка натрия, точнее с егс амальгамы, этилнатрий отфильтровывают, несколько раз промыва ют гутим лигроином и сушат в тоие азота.
Замещение водорода натрием, т. е. металлирование углеводородов натрийорганическими соединениями, является еще одним из методов получения ноклторыт натрий- органических соединений, синтез которых другими методами более сложен. Металлирование натрийорганическими соединениями протекает гораздо легче, чем с соответствующими литнйорганическими соединениями. Так, уже Шорыгин [42] наблюдал, что при обработке бензола этнлнатрием образуется фенилнатрий:
CaHeNa + CeHe —> C2He + CeH5Na
О методах получения натрийорганических соединений, особенно о металлировании органических соединений натрийорганическими соединениями, см. обзор [43].
Еще более реакционноспособными, чем натрийорганические соединения, являются соответствующие производные калия. Если фенилнатрий можно получать взаимодействием натрия с хлорбензолом в толуоле, то при реакции калия с хлорбензолом в толуоле даже при низких температурах с хорошим выходом образуется бен- эилкалпй [44]:
2К + С6Н5С1 —> С6НбК + КС1
CgHgK-J-CeHsCHa —*■ СвШСНаК + СдНв
Органические производные элементов второй группы
Первый элемент второй группы — бериллий, как и литий в первой группе, занимает особое положение. Диалкильные производные бериллия заметно отличаются от аналогичных производных остальных щелочноземельных металлов, напоминая во многом диалкильные производные элементов третьей группы. Не содержащие галоида диалкильные производные бериллия летучи и растворяются в неполярных растворителях, например в бензоле, хотя они и представляют собой высокоассоцииро»: ванные соединения; кроме того, все они, за исключением диметилбериллия, являются; жидкостями. Соответствующие магнийорганическио соединения имеют более ярко; выраженный солевой характер — это неплавкие и практичесин нелетучие твердые/ вещества.
О физических свойствах кальций-, стронций- и барийорганичесиих соединений^ в настоящее время известно мало. . "
В органических производных элементов главной* подгруппы второй группы/ в диалкмлироизводных цинка, кадмия и ртути металл-углеродная связь ковалентна.] Эти соединения представляют собой обычпые неассоцинроваппые жидкости с низкими^ температурами кипения, например, диметилцинк кипит при 46, диметилкадмий —. при 105,5 и диметилртугь — при 92° С.
У органических производных элементов второй группы, как и у всех металле-- органических соединении, реакционная способность по отношению к кратным С—С-' или С—N-связям уменьшается с увеличением электроотрицательности металла. Ана^ логично ведут они себя по отношению к кислороду воздуха и воде; так, низшие алкилы; ные производные, например метильные производные бериллия, магния и цинка, окис-" ляются кислородом воздуха настолько бурно, что наступает самовоспламенение.] Так же интенсивно протекает разложение их водой. Менее быстро реагирует диметнл-i кадмий, а диметилртуть при комнатной температуре практически устойчива к дейт' ствию воды и кислорода воздуха. *"
Р. Schorigin, Вег., 41, 2723 (1908),'
R. А. В е n k е s с г, D. J. F о s t е г ot al., Chern. Rev., 57, 867 (1957),/
H. Gilman, H. A. Pacevitz, 0. Baine, J. Am. Chern. Soc., 62, 1514
(1940].,
Магнийорганические соединения
Магнийорганические соединения (реактивы Гриньяра) благодаря простоте получения и легкости в обращении все еще наиболее часто используются в препаративной органической химии.
Практически единственным методом их получения является непосредственное взаимодействие алкил- и арилгалогенидов с металлическим магнием :
RX-j-Mg —► RMgX
Область применения этой реакции исключительно широка; практически все алкил- и арилгалогениды, за исключением фторидов, могут реагировать с магнием, образуя реактивы Гриньяра.
Магний обычно применяют в виде стружки («стружка Гриньяра»). Продажный препарат, хранившийся в сухом месте, как правило, нс нуждается в дополнительной очистке; при необходимости его можно промыть в реакционной колбе небольшим количеством сухого эфира. В отдельных случаях лучшие результаты получаются при использовании порошкообразного магния с определенным размером частиц. Другие металлы, содержащиеся в продажном препарате магния, реакции не мешают, они остаются в виде черноватого порошка.
Количество магния, применяемого для реакции, обычно эквивалентно количеству галогенида, хотя иногда следует применять избыток магния.
Из галогенидов чаще всего используют бромиды. Преимуществом их является то, что они легче вступают в реакцию, чем аналогичные хлориды, хотя хлориды в некоторых случаях дают более высокие выходы магнийорганических соединений. Еще более реакционноспособные иодиды применяются редко, так как они более дороги и чаще вступают в побочные реакции (например, в реакцию Вюрца). Применение иоди- дов оправдано лишь в тех случаях, когда они более доступны, а также при получении реактивов Гриньяра из высших а л кил галогенидов, где стоимость иода уже не имеет большого значения, или же при недостаточной реакционной способности соответствующих бромидов.
Предварительная обработка различных галогенидов одинакова. Они должны быть как можно более чистыми и не содержать кислот, спиртов и воды. Загрязнения не только уменьшают выход магпийорганического соединения, но и могут привести к тому, что взаимодействие не начнется или будет протекать с большим трудом. Галогениды рекомендуется высушивать над безводным СаС18 и перегонять непосредственно перед употреблением.
Как показали основополагающие работы Гриньяра [451 и последовавшие эа этим, исключительно обширные исследования, важную роль при взаимодействии органических галогенидов с магнием играет растворитель. Обычно в качестве растворителя применяется диэтиловый эфир. В отдельных случаях используют дипропиловый, дибутиловый п диизоамиловый эфиры, а также диоксан и тетрагидрофуран. Эфир для очистки от примесей спирта и воды длительное время выдерживают над натриевой проволокой. Иэоамиловый эфир рекомендуется несколько раз перегнать над металлическим натрием . Эфир обычно берется в таком количестве, чтобы к концу реакции в 1л раствора содержалось около 1—2 лоль магпийорганического соединения.
Б этой реакции эфир играет, в первую очередь, роль растворителя магнийорга- иических соединений, нерастворимых в большинстве растворителей; растворяя продукты реакции, он освобождаем поверхность магния, что делает возможным дальнейшее протекание реакции. Образующиеся магнийорганические соединения растворяются в виде аддуктов с эфиром, образование которых сопровождается значительным выделением тепла, также способствующим протеканию реакции.
Эфираты магнийорганических соединений можно выделить в чистом виде. Они представляют собой бесцветные кристаллические вещества состава: R2Mg-X2Mg-4RgO.
Кроме простых эфиров для ускорения реакции магния с алкилгалогенидом можно применять другие соединения, способные к образованию продуктов присоединения,
например дпалкильные производные других элементов шестой группы (серы, селена и теллура), а также третичные амины, например димстиланнлип, диэтпланилин, пиридин II .ХИНОЛИН.
Проводившиеся ранее попытки получения магнийоргапических соединений из магния и метил-, этил- и пропилиодпдов в отсутствие растворителя дали неудовлетворительные результаты [46]. Позднее было показано [47], что высшие иодиды, такие, как амилиодид, реагируют более гладко. Фенилмагний- хлорид образуется при нагревании хлорбензола с магнием в автоклаве при 150—170° С с выходом до 85% от теоретического [48].
Взаимодействие металлического магния с алкилгалогенидами можно проводить также в среде углеводородов [49, 50], например в бензоле, толуоле и петролсйном эфире, хотя образующиеся алкилмагнийгалогениды не дают с этими растворителями аддуктов и не растворяются в них. Для ускорения реакции можно добавлять небольшие количества эфира или третичного амина (диметиланилин).
Лучшие выходы [51] «индивидуальных реактивов Гриньяра» получают при добавлении к реакционной массе небольшого количества 10%-ного раствора безводного А1С13 в тетрагидрофуранс после проведения взаимодействия в бензоле.
Получение растворов магнийоргапических соединений проводят обычно в дву- з-орлой колбе с обратным холодильником (широкий шариковый холодильник или холодильник Димрота) и капельной воронкой. Некоторые преимущества дает использование трехгорлой колбы — возможность перемешивания. Растворы магнийоргапиче- скпх соединений неустойчивы к действию влаги, двуокиси углерода и кислорода., поэтому работы с ними следует проводить в соответственно защищенной аппаратуре. При простых непродолжительных операциях чаще всего можно обходиться только защитой от влаги, закрывая обратный холодильник хлоркальциевой трубкой, лучшие результаты дает комбинированная защита от влаги и СО2 натронной известью.
Лишь в редких случаях принимаются особые меры по защите от кислорода воздуха. Находящийся нац реакционной массой слой паров эфира служит обычно достаточной защитой, но все же иногда рекомендуется вытеснять воздух азотом, по крайней мере в начале реакции, и закрывать аппаратуру ртутным затвором. Описано аппаратурное оформление получения магпийорганпческих соединений без доступа, кислорода воздуха [52].
• Реакция Гриньяра. Весь магний сразу загружают в реакционную колбу и заливают абсолютным эфиром так, чтобы он был полностью покрыт слоем жидкости . Затем приливают небольшое количество галогенида; добавление больших количеств галогенида не рекомендуется, таи как после начала взаимодействия скорость реакции быстро растет и наступает такое бурное кипение эфира, что нормальный отвод тепла становится невозможным. Более тяжелый органический галогенид необходимо осторожно приливать по стопке колбы так, чтобы оп собирался под слоем эфира и па поверхности магния создалась повышенная концентрация галогенида. После этого дожидаются начала реакции. . Ускорить начало реакции можно Добавлением кристаллика иода или нагрева- ■ нием на водяной бане до умеренного кипения раствора. При некотором навыке
начало реакции легко определяется по самопроизвольному кипению эфира и изменению внешнего вида металла, распадающегося на более мелкие кусочки. Остальной галогенид добавляют затем из капельной воронки обычно в виде эфирного раствора, регулируя скорость добавления таким образом, чтобы эфир постоянно кипел, не перегружая обратного холодильника. Если наступает слишком бурное кипение эфира, реакционную колбу охлаждают ледяной или холодной водой. Проводя реакцию при охлаждении, можно также увеличить скорость добавления раствора галогенида и сократить тем самым время реакции. Но слишком бурного протекания реакции следует избегать при всех условиях. Для достижения возможно более полного взаимодействия оставшихся небольших количеств металла и галогенида смесь после окончания реакции еще некоторое время нагревают на водяной бане.
Если реакцию проводят с газообразными галогенидами, например с GH3C[, СН3Вг или С2Н5С1, то капельную воронку в описанном приборе заменяют трубкой для ввода газа. Галогениды отбирают из стального баллона или получают параллельно с основным опытом. Прежде чем вводить галогениды в реакцию, их рекомендуется промыть в склянке Дрекселя водой или разбавленным раствором щелочи и высушить, пропуская затем через две промывные склянки с концентрированной Н^ЗОд и, если необходимо, через трубку с СаС12.
Получаемые таким образом растворы реактивов Гриньяра можно непосредственно применять для дальнейших превращений. Их можно хранить в защищенной от света и воздуха посуде. Так, например, растворы этил- и фенил- магнпйбромидов не изменяются даже через несколько месяцев [53].
Образование магнпйорганических соединений из арилиодидов и арилбромидов, первичных алкилиодидов, алкилбромидов ц алкплхлоридов протекает легко; хорошо реагируют также галогениды бензильного и аллильного типа.
С большим трудом протекает взаимодействие с третичными алиилгалогени- дами. Арилхлориды реагируют с магнием настолько медленно, что применение их для препаративных целей лецслссообр^тзпо. В этих случаях реакцию можно ускорить, либо проводя ее при более высокой температуре, т. е. используя более высоко- кипящие растворители (дибутилоный эфир или диметилацплин), либо применяя растворители с более ярко выраженным донорным эффектом, чем в случае диэтилового эфира (тетрагидрофуран или диметиловый эфир этиленгликоля). Так, используя в качестве растворителя тетрагидрофуран, получают вицилмагнийгалоге- шщы [54].
Взаймодействие магния с мало реакционноспособными галогенидами, например с хлорбензолом пли випилгалогенпдами, можно проводить, смешивая инертные галогениды с более реакционноспособными галогенидами и проводя реакцию с таким количеством магния, чтобы его было достаточно для превращения обоих галогенидов; при этом получают смесь двух магпийорганических соединений. Таким ?ке образом можно проводить реакцию со стерически затрудненными галогенидами типа пептаметил- бромбензола. Прибавляемый реакционноспособный галогенид подбирают так, чтобы при дальнейших превращениях получались легко отделяемые побочные продукты; чаще всего применяют этилбромид.
Реакция активируется также добавлением небольшого количества предварительно приготовленного раствора соединения Гриньяра к смеси эфира, магния и галогенида.
Еще одна возможность осуществления реакции магния с нереакционпоспособ- ными галогенидами заключается в применении активированного магния, который получают нагреванием .магниевых опилок с иодом [55]. Более реакционноспособный продукт образуется при активации иодом сплава магния с медью [56].
Синтез реактивов Гриньяра из соединений, содержащих более одного атома галогена, во многих случаях не удается провести и до настоящего времени. Если атомы
Н. Gilman, С. М е у е г з, Ind. Eng. Chern., 15, 61 (1923).
Н. N о г ш а п t, С. г., 239, 1510 (1954); С., 1955, 2656.
А. В а е у о г, Вег., 38, 2759 (1905).
Н. Gilman, J. М. Peterson, F. Schulze, Rec. trav. chim., 47, 19 (1928).
галогена разделены двумя или тремя углеродными атомами, как, например, в этелен- дибромиде пли триметилендибромиде, единственной реакцией является л-ппаплапиа галогена и образование галогенида магния. В то же время метилендибромнд или мети-, лендииодид дают соответствующие метилендимагнийгалогениды с очень хорошими выходами [57]. Димагнийорганические соединения можно получать также из дигалогенидов, в которых атомы галогена разделены четырьмя и более углеродными атомами, Так, при взаимодействии тетраметнлепдибромида с магнием с хорошим выходом получается тетраметилендимагнийбромид [58]. Высшие гомологи показывают некоторую , склонность к образованию продуктов конденсации, например, пеитаметилендиброми^. частично превращается в декаметилендимагннйбромид.
Ароматические дигалогениды плохо реагируют с магнием, но реакцию можно/ инициировать, используя сплав магния и меди, активированной иодом (см. выше);^ Так, папример, из n-дибромбензола получают n-бромфенилмагнийбромид и л-фенклеюг) двмаглийбромид [59].%
При низких температурах действием перфторалкилиодидов на магний можно' получать фторсодержащпе магнийоргаиические соединения; так, при взаимодействие, гептафторпропилиодида с очень чистым магнием при —30° С образуется гептафтор% пропилмагнийнодид с выходом 55—60% от теоретического [60].?,
Побочцой реакцией, протекающей в большей или меньшей степени при оинтезЬ^ магиийорганцческих соединений, является металлоорганический синтез:
RX-RMgX —> R-R+MgX3
Эта нежелательная побочная реакция в гораздо большей степени протекает5 в случае иодидов; чем для соответствующих бромидов и еще менее реакциониоспособ- лых хлоридов. Кроме того, опыт показывает, что доля побочной реакции увеличивается-. при форсированном проведении взаимодействия магния с галогенидом. Поэтому для? получения возможно более высокого выхода магнийорганического соединения реакцию, необходимо проводить в самых мягких условиях. Органический галогенид следует1/ прибавлять с минимальной скоростью, достаточной для поддержания реакции. Реак-;. двойную массу интенсивно перемешивают, благодаря чему уменьшается опасность-! местного повышения концентрации органического галогенида и тем самым подавляется побочная реакция, приводящая к образованию углеводорода. По этой же причин» с лучшими результатами протекает взаимодействие в больших количествах рас-?# творнтеля.j
Другая побочная реакция, чаще всего наблюдаемая при использовании трегич-ч пых галогенидов, заключается в отщеплении галогеноводорода:
2НаС—CRs + Mg —> 2R2C=CR2 + U2 + MgX3
Для качественного определения магнийоргапических соединений предложена - общая цветная реакция (стр. 721).
Часто для дальнейшего препаративного использования необходимо определение» концентрации раствора реактива Гриньяра; с этой целью его титруют кислотой ПОч методу Гильмена [61].
Определение концентрации раствора реактива Гриньяра. Аликвотную^ часть раствора реактива Гриньяра,‘около 20 лл, отмеряют в мерном цилиндр» с точностью до 0,1 лл и медленно выливают в коническую колбу емиосты». 400 лл, содержащую 50 лл дистиллированной воды. Мерный цилиндр промывают сначала несколькими миллилитрами H2SO4 с точно известной концен-т трацией (примерно 0,25 н.), затем несколько раз дистиллированной водой- Все промывные воды помещают в коническую колбу с основным раствором. После этого добавляют около 20 жл HaSO4 (до избытка) и нагревают смеси1
G. Е m s с h w i 1 1 е г, С. г., 183, 665 (1926).
Т. у. Braun, W. S о b е с k 1, Вег., 44, 1918 (1911); Е. В achta, Н. We i- dinger, Ann., 580, 109 (1953).
H. Gilman, J. M. Peterson, Proc. Iowa Acad. Sci., 33, 173 (1926)?
C. A., 21, 3901 (1927).
[6’0] R. N Haszeldine, J. Chern. Soc., 1952 , 3423; 1953, 1748.
H. Gilman et aL, J. Am. Chern. Soc., 45, 150 (1923).
для завершения взаимодействия; затем раствор охлаждают и отгитровывают избыток H2SO4 раствором NaOH по метиловому оранжевому. Расчет производится на основе следующего уравнения реакции:
2RMgX + H2SO4 —> 2RH + MgSO4-j-MgX2
В результате обычно получают несколько завышенные значения, ио ошибки лежат в пределах, допустимых для препаративных целей.
Подробнее о синтезе реактивов Гриньяра см. в книге [62].
Самым простым методом получения «чистых» (свободных от галогенов) магний- оргапических соединений является добавление диоксана к соответствующему раствору реактива Гриньяра в эфире; при этом осаждается MgX3 и часть алкилмагнийгалоге- япда. тогда как R3Mg остается в растворе [63]:
R2Mg-MgX8 —► R2Mg + MgX2
При немедленном фильтровании выходы магнийоргапических соединений ■составляют от 6% (при использовании этилмагнийиодида) и до 84% (в случае бутил- магвнйхлорида) [64]. Выходы повышаются при продолжительном встряхивании раствора с осадком [65], а также при медленном прибавлении небольших порций диоксана в течение трех дней [66].
Другим методом получения магнийдиалкилов и магпийдиарилов является взаимодействие магйия с соответствующими ртутьорганическими соединениями [67]:
R3Hg + Mg —> R2Mg—Hg\
Диалкил- и диарилпроизводпые магния представляют собой бесцветные, кристаллические, неплавкие, нерастворимые в углеводородах и практически нелетучие вещества. В то же время все ати соединения растворимы в эфире или в других растворителях, образующих комплексы за счет координационных связей, например в диоксане я пиридипо. Эфират дифонплиагния растворяется также в бензоле, тогда как несольватированное соединение в нем нерастворимо.
Алкильные производные магния, несмотря на их высокую реакционную способность, Цвляются сравнительно устойчивыми соединениями. Так, например, медленное разложение диэтнлмагния начинается лишь при температурах выше 175° С; при этом образуются гидрид магния, этилен и незначительные количества полимерного этилен- магния (—CaH4Mg—)„ и этана [68]:
(C^aMg2C2H4 + MgH2
2. Цинкорганические соединения
Цинкалкилы являются первыми из полученных металлоорганических соединений. Они были открыты в 1849 г. Франкландом [69] при попытках получить свободные этильные радикалы действием этилиодида на цинк. С этого открытия, по сути дела, началась химия металлоорганических соединений.
Взаимодействие алкилиодидов с цинком [70] в несколько модифицированном виде применяется и в настоящее время для синтеза алкилципкиодидов; вместо цинка
М. S. К h а г a s с h, О. R е in mu th, Grignard Reactions of Nonmetallic Substances, Prentice-Hall, Inc., New York, 1954.
W. Schlenk jr., Ber., 64, 734 (1931).
G. 0. Johnson, H. Adkins, J. Аш. Chern. Soc,, 54, 1943 (1932).
C. R. NoIler, W. R. White, J. Am. Chem. Soc., 59, 1354 (1937).
R. Rui Iman, С. r., 231, 866 (1950).
H. G i 1 m a n,F. S c h и 1 z e, J. Am. Chem. Soc., 49, 2328 (1927); W. Schlenk jr., Ber., 64 , 736 (1931).
E. Wiberg, R. Bauer, Chem. Ber., 85, 593 (1952).
[69 E. Frankland, Ann., 71, 171, 213 (1849).
E. Frankland, Ann., 95, 28 (1855); 111, 44 (1859).
используют цпнк-медную пару (нечто среднее между сплавом и тщательно гомогенизированной смесью), получаемую нагреванием смеси цинковой стружки с медным порошком [71].
Еще более активный материал, чем цпнк-медпая пара, образуется при нагревании смеси цинковой пыли и цитрата меди до полного разложения последнего [73].
Описана [72] подробная методика получения диэтилципка взаимодействием ципк-медной пары с этилиодидом:
RI + Zn(Cu) —► RZnI
. нагревание _ „.
2RZnI "* R2Zn-|-Znl2
Образующиеся по этой реакции алкилцинкгалогспиды представляют собой бесцветные кристаллические соединения, которые обычно пе выделяют, разлагая их при нагревании до диалкильных производных. Хорошие результаты дает использо- ванне первичных или вторичных алкилиодидов (иногда в смеси с бромидами). Реакцик> проводят в атмосфере азота или углекислого газа.
Присутствие растворителя при получении цинкоргапических соединений не1 обязательно, но в некоторых случаях растворитель все же применяют для растворения продукта реакции. Чаще всего в качестве растворителя используют этилацетат, обычно- ; в смеси с толуолом, значительно ускоряющий взаимодействие. В качестве растворителя можно применять диэтиловый эфир, хотя он и не оказывает ускоряющего действия^ для более успешного протекапия реакции добавляют небольшое количество иода. Если : необходимо проводить реакцию при более высоких температурах, используют диизопропиловый пли дибутиловый эфиры |74] (см. реакцию Реформатского, стр. 751).
Растворы диарил- и диалкилпроизиодных цинка, а также галогенсодержащих ■ цинкорганических соединений получают, кроме того, добавлением безводного ZnGe к растворам магштйорганических соединений в эфире:
ZnCh + RMgX ■—> RZnCl + MgXClZnCl2T2RMgX ■—> R2Zn + 2MgXCl
Низшие, более легко летучие пиякалкилы, например диметил- и диэтилцинкг могут быть легко выделены из раствора перегонкой. Однако выделение этих соединений в чистом виде не всегда обязательно, обычно можно применять их растворы.
Аналогично диалкилпроизводным магния цинкдиалкилы образуются при действии металлического цинка на соответствующие органические производные ртути:
Zn |-R2Hg —> R2Zn+IIg
Чистые цинкдиарплы лучше всего получаются взаимодействием цинка с ариль- ; ними производными ртути в кппящем ксилоле [75] или взаимодействием ZnCl2 с фонил- ' литием [76].
Ципкорганические соединения из-за более низкой реакционной способности и д сложности в обращении применяются гораздо реже, [чем соответствующие магнийорга- -, ническис соединения. Но они заменяют магнийорганические соединения в тех случаях,. 2 когда, например, появляется необходимость в применении менее реакционноспособ- „ ного реактива. Так, взаимодействием хлорангидридов кислот с ципкорганическимк ? соединениями получают соответствующие кетоны (стр. 7611: '
RCOCl + R'ZnI (пли R2Zn) ■—> RCOR'
При использовании реактива Гриньяра образующийся па первой стадии кето» « частично превращается в соответствующий третичный спирт.^
A, J о b, R. R е i с h, Bull. Soc. chim. France [4], 33, 1414 (1923).
C. R. Noll er, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 184.
R. C. Krug, P. J. C. Tang, J. Am. Chem. Soc., 76, 2262 (1954).
L. F. Hatch, G. Sutherland, W. J. Ross, J. Org. Chetn.. 14, ПЗУ (1930).
К. A. Kozeschkow, A. N. Nesmejanow, W. ]. Potrosow, Ber.r 67, 1138 (1934).’
W. Strohtneier, Chetn. Ber., 88, 1218 (1955),
Цинкдпалкплы — бесцветные, устойчивые жидкости; без доступа кислорода воздуха они могут храниться неограниченно долго и не разлагаться, и процессе перегонки выдерживают температуры до 20U" С. Цинкдпарилы при комнатной темпера- гуре представляют собой твердые кристаллические вещества с характерной температурой плавления.
Кадмийорганические соединения
Лишь после многих попыток был осуществлен синтез некоторых алкильных производных кадмия с удовлетворительными выходами и в достаточно чистом виде. Эти соединения обладают гораздо меньшей термической устойчивостью, чем все другие органические производные элементов второй группы. Из алкилпроизводных кадмия только диметилкадмпй может храниться некоторое время. Высшие гомологи быстро разлагаются уже при комнатной температуре, особенно под действием света. Более устойчив твердый дифенилкадмий.
При действии алкилгалогенида па металлический кадмий [46, 77] на первой стадии реакции, как и для всех других элементов второй группы, вероятно, образуется соединение типа RCdX; но до настоящего времени такие соединения не получены в чистом виде и однозначно пе идентифицированы; изучены только соединения общего состава RgCd. Эти соединения рекомендуется получать взаимодействием соответствующих реактивов Гриньяра или литийорганических соединений с безводным хлористым кадмием [78]:
2RMgX4-CdCl2 —> R2Cd + 2MgXCl
Диметилкадмий. Обычным способом из метилбромида и магния получают раствор 0,3 моль метилмагнийбромида. К охлаждаемому льдом реактиву Гриньяра медленно прибавляют 0.16 моль топко размолотого безводного CdCl2. Баню со льдом удаляют и продолжают перомещивапие реакционной массы в течение 30 мин. Конец реакции определяют, убедившись при помощи цветной реакции, в отсутствии магнийорганического соединения (стр. 721).
Диалкильные производные кадмия можно выделять осторожной перегонкой на водяной или масляной бане при пониженном давлении. Дифенилкадмий очищают высоковакуумпой сублимацией [76]. Но в большинстве случаев избегают выделения кадмийорганических соединений и для дальнейших превращений непосредственно используют реакционные массы, полученные по приведенному выше способу.
Кадмийорганические соединения обладают лишь незначительной реакционной способностью по отношению к карбонильным группам и применяются поэтому, так же как и циякорганнческие соединения, для синтеза кетонов из хлорангпдридов кислот (стр. 760 сл., см. обзор [79]).
Ртутьоргаиические соединения
Ио ртутьорганическим соединениям проводилось большое количество исследований. в частности в поисках химиотерапевтических препаратов. Широкое применение находят ртутьоргаиические соединения в качестве фунгицидов для защиты растений. Число известных органических производных ^этути исключительно велико. Разработано много методов получения самых разнообразных ртутьорганическпх соединений.
Исключительная токсичность органических производных ртути требует особой осторожности при синтезе и обращении с ними. Токсичность многих ртутьорганическпх соединений превышает токсичность ртути. Особенно опасны легколетучие алкильные производные ртути.
Ртутьоргаиические соединения мало реакционноспособны. При нормальных условиях они устойчивы к действию кислорода воздуха и воды, поэтому их получение п использование могут проводиться в таких условиях, которые были бы недопустимы для других, рассматривавшихся выше, металлоорганических соединений.
L. A. w а н k 1 у n, J. Chern. Soc., 9, 193 (1857).
И. Gjlrnan, J. F. Nelson, Rec. trav. chim., 55, 518 (1936); E. Krause, Ber., 50, 1813" (1917).
J. Cason, Chern. Rev., 40, 15 (1947).
Некоторые алкилиодиды реагируют с металлической ртутью на солнечном свету и в присутствии небольшого количества элементарного иода с образованием алкил- ртутьиодидов [80]. Но эта реакция протекает слишком медленно.
Общеприменимым методом получения ртутьдиалкплов и ртутьдиарилов является взаимодействие алкил- п арилгалогетшдов или алкилсульфатов с амальгамой натрия [81]:
2RX + 2Na + Hg —► B2Hg ]-2NaX
Диметилртуть [82]. Смесь 10 вес. ч. метилиодида и 1 вес. ч. абсолютного метилацетата обрабатывают 0,2%-ной амальгамой натрия (1,2 г-атом натрия на 1 моль метилиодида). Реакцию проводят в круглодонной колбе с эффективным обратным холодильником; колбу время от времени встряхивают и охлаждают водой, но не льдом, так как при охлаждении льдом реакция сильно замедляется. Реакцию можно считать законченной, когда температура смеси понижается и при кипячении нескольких капель реакционной смеси с азотной кислотой выделяются лишь следы иода. Если реакционная масса слишком густеет от выделяющегося KI, затрудняя доступ реагентов к амальгаме натрия, рекомендуется непрореагировавший метилиодид и растворитель отогнать на водяной бане и обработать в другой колбе свежей-, амальгамой натрия. После окончания реакции к реакционной смеси добавляют воду и перегоняют на масляной бане, температура которой не должна превышать 110° С. Похожий на эфир дистиллят отделяют от воды и встряхивают со спиртовым раствором КОН для удаления метилацетата, затем хорошо промывают водой и перегоняют; т. кип. продукта 95°С.
Наиболее удобным методом получения простых диалкил- и диарилпроизводных ртути служит взаимодействие соответствующих реактивов Гриньяра [83] или других реакционноспособных металлоорганических соединений [84J с HgCl2:
BMgX + HgCl2 —> RHgCl + MgXCl'
RMgX + RHgCl —> B2HgH-MgXCl:
Те же самые продукты образуются, если реакцию проводят с солями одновалент- ; ной ртути; при этом одновременно выделяется металлическая ртуть.'
Дифенилртуть [85]. Из 50 г бромбензола в 200 мл эфира получают.^ реактив Гриньяра, Остатки магния отфильтровывают через стеклянную вату| и соединяют реакционную колбу с небольшим экстракционным аппаратом^ Сокслета. В экстракционную гильзу, предварительно высушенную в вакуум- ^ эксикаторе, помещают 26 г тонко измельченного HgCl2; эфирный раствор кипя-^ тят па водяной бане до полного растворения сулемы. Спустя 1 ч смесь охлаж- Л дают и добавляют ледяную воду и разбавленную уксусную кислоту. Если про-1 дукт реакции выпадает в осадок, его переводят в раствор добавлением бензола;^ затем органический слой отделяют, сушат над Na2SO4 и отгоняют растворитель.1^ Остаток после отгонки растворителя состоит из дифснилртути и небольшого^ количества хлорида фенилртути. Эти соединения разделяют обработкой эфиром, d в котором хлорид фенилртути растворяется очень плохо. Выход дифенилртутИ^ после перекристаллизации йз спирта 25 г (75% от теоретического, считая ид и HgCI2); т. пл. 125° С; выход хлорида фенилртути 6 г.J
J. L. М а у п а г d, J. Am. Ghem. Soc., 54, 2108 (1932).Л
К. Fuchs, J. prakt. Ghem. [2] 119, 209 (1928).'1
W. Schlenk, в книге Ilouben-Woyl, Methoden dcr organischen Chemie.| 2 Aufl.. 1924, S. 924.i
C. S. M а г v e 1, H.O. Cal very, J. Am. Ghem. Soc., 45, 820 (1923)^ P. Pfeiffer,P.T r u s k i e r, Ber., 37,1125 (1904); H.G i1m a пд
E.Brown,J. Am. Ghem. Soc. 52 , 3314(1930).Л
G. B. Buckton, Ann., 109, 218 (1859); B. G. F r e i d 1 i n a, A. N. N e m e j an о w, K.A.Kozeschkow, Ber.,68, 565 (1935).;M
W. S ch 1 e n It,вкниге Houhen-Wey], Methoden der organischeaChemie,Jj
2 Aufl., 1924, S. 927.1
Хотя первая стадия этой реакции протекает намного быстрее, чем вторая, од. нако получать таким образом моногалогениды органических производных ртути нецелесообразно; известен более простой метод синтеза этих соединений:
R2Hg-|HgX2 —► 2RHgX
Несимметричные диарил-, диалкил- и жирно-ароматические производные ртути образуются при взаимодействии галогенидов ртутьоргапическпх соединений с соответствующими магнийорганическими соединениями [86]:
RHgX+R'MgX —► RHgR'4-MgX2
Диарильные производные ртути можно синтезировать также восстановлением арилгалогенидов ртути или других солей арилртути, которые легко получить описанным ниже методом. В качестве восстановителей используют гидразингидрат [87], станнит натрия [88], магний [89], медь в пиридине [90] или проводят электрохимическое восстановление; например, при использовании станнита натрия реакция протекает по схеме:
2C6H5HgXH Na2SnO2^2NaOH —► (CeH6)2Hg-hHg-f-2NaX +Na2SnO3+ H2O
Возможно также диспропорционирование галогенидов органических производных ртути на R2Hg и HgX2 в присутствии соответствующих добавок, например, иодида калия, цианида или тиоцианата калия, связывающих выделяющийся галогепид ртутж в виде комплекса K2HgX« [91 ]:
2RHgI + 2KI —► R2Hg + K2HgI4
Для непосредственного получения солей арилртути в основном применяются два метода: прямое меркурирование ароматических соединений и реакция Несмеянова.
-По реакции Несмеянова двойные соли хлорида ртути п солей диазония разлагают действием порошкообразной меди па холоду в ацетоне [92]:'
ArN2Cb HgCl2 + 2Cu —► ArHgCl + 2CuCl + N2
Если реакцию проводят с избытком медного порошка и после прекращения выделения азота прибавляют концентрированный раствор аммиака, то образующийся на первой стадии ArHgCl с хорошим выходом дает Ar2Hg.
Дифенилртуть. Сначала получают двойную соль хлорида диазония и ртути, CfiH5N2Cl • HgClz. Для этого обычным способом диазотируют анилин в соляной кислоте при хорошем охлаждении. Если раствор диазосоединения мутный, его быстро фильтруют через стеклянный пористый фильтр и при постоянном перемешивании сразу приливают к приготовленному заранее эквимолярному раствору HgCl2 в равном весовом количестве концентрированной НС1 с тем же количеством льда, которое применялось для диазотирования. Осадок отделяют на воронке Бюхнера, тщательно промывают водой, спиртом и эфиром и сушат па воздухе. Смешивают 10 г полученной двойной соли с 8 г приготовленного по Каттерману порошка меди и заливают 50 мд ацетона, охлажденного смесью льда и соли. После окончания первой энергичной стадии реакции к смеси при тщательном перемешивании добавляют равный объем 25%-ного
S. Н i 1 р е г t, G. G г ii I t п е г, Вег., -48, 906 (1915).
Н. Gilman, М. М. Barnett, Rec. trav. chim., 55, 563 (1936).
0. D i m г о t h, Ber.. 35, 2853 (1902); C., 1901, I, 449; W- Steinkopf, W. Bielenberg, H. Augestad -J ensen, Ann., 430, 41 (1923); J. L, Maynard, J. Am. Chem. Soc.. 46, 1510 (1924).
F. R. J ensen, J. A. Landgrebe, J. Am. Chem. Soc., 82, 1004 (1960). [90] F. Hein, K. W a g 1 e r, Ber., 58, 1499 (1925).
[91 ] F. C. W h i t m о г e, R. J. Sobatzki, J. Am. Chem. Soc., 55, 1128 (1933);
H. W. В e a t t i e, F. C. W h i t m о r e, J. Am. Chem. Soc., 55, 1567 (1933). |92] A. N. Nesmejanow, Ber., 62, 1010, 1018 (1929); Org. Synth., Coll. v. 2, 432 (1943); A. N. Nesmejanow, N. Th. G 1 us c hn ew et al., Ber., 67, 130 (1934k
водного аммиака и оставляют на 12—24 ч. Затем добавляют избыток воды для" осаждения ртутьоргаппческого соединения. Осадок отфильтровывают и промывают небольшим количеством эфира. Полученное симметричное ртутьорга- ' пическое соединение извлекают бензолом и перекристаллизовывают. Выход дифепилртути 65% от теоретического; т. пл. 125° С. Примесь галогена удаляют кипячением с медью в пиридине.
'Одним из вариантов метода является разложение хлоридов арилдиазопия непо—; средствснпо мелкодисперсном металлической ртутью при О—5° С [93]:*
ArN2Cl + Hg —► ArHgCl + N2
К этому методу можно также отнести взаимодействие тстрафторборатов арил-1 диазопля с HgCle в присутствии SuCl2, при котором промежуточно образуется мелко-s дисперсная ртуть [94]. j
Очень легко соли арилртути получаются при меркурпрованип ароматических ? соединений солями ртути, т. е. прямым замещением водорода на ртуть: ’
Arn + HgX2 —> ArHgX + HX
Ута реакция протекает не только с соединениями ряда бензола, по и с гетеро-^ циклическими ароматическими соединениями, например с тиофеном, фураном и нирн-' дином. Осуществлено прямое меркуриронание тиофена хлоридом ртути [95].'
Таким образом, можно, например, отделять тиофен от бензола. При нагревании j технического бензола с иодным раствором ацетата ртути выделяется димеркурирован- ный тиофен (а-ацетоксимеркури-а'-оксимеркуритиофси) [96]; примерно через 30 ми» . бензол, практически не реагирующий при этих условиях, освобождается от примеси ■ тиофена.
Образование ртутьорганичсских соединений может протекать также при дей- < ствии ацетата ртути на гомологи бензола [97], О дальнейших исследованиях, по мерку-" рированию ароматических соединений и теоретических аспектах реакции см. [98]. 2 Скорости меркурпрования ароматических соединений различны; особенно легко- ] реагируют амины, фенолы и ароматические простые эфиры, медленнее — ароматические-'"-' углеводороды, например бензол, и особенно трудно меркурируются галоген- и нитро- ;$ замещенные производные бензола.
Взаимодействие ароматических углеводородов с ацетатом ртути может проводиться продолжительным кипячением их с обратным холодильником, причем ацетат ;. фенилртути образуется, например, с выходом 80% от теоретического. При нагревании; бензола с ацетатом ртути в ледяной уксусной кислоте под давлением при 110° С про- ? должитслыюсть реакции сокращается до 2 ч, а выход повышается до 92% от теоретического [99].
Ацетат фенилртути [100]. В колбе с обратным холодильником нагревают . па водяной бане 15 г ацетата ртути, 80 мл бензола и 20 мл спирта. Через 5 ч - добавляют еще 20 мл спирта. Образующийся желтый осадок растворяют в нескольких миллилитрах ледяной уксусной кислоты. Через 55 ч раствор фильт- ’ руют, фильтрат упаривают и‘перекристаллизовывают ацетат фенилртути иа спирта. Выход продукта 12,6 г (80% от теоретического); т. пл. 149° С. )
R. Е, М с С 1 и г е, Е. Lowy, J, Am. Chern. Soc., 53, 319 (1931).
М. F. W. Dunker, E. В. S t a r k e у, G. L. J e n k i n s, J. Аш. Chern- * Soc., 58, 2308 (1936),
J. Volhard, Ann., 267, 172 (1892).
O. D i m I oth, Ber., 32, 7 59 (1899)."
О. D i m г о th, Ber., 31, 2154 (1898); 35, 2853 (1902).
M. S. Kharasch, L. C h a 1 k 1 e у jr., J. Am. Chern. Soc., 46, 1211 (1924)5
M. S. Kharasch, J. M. J а с о h s о h n, J. Am. Chern. Soc., 43, 1894 ; (1921).
K. A. Kobo, P.»F. Luclh jr., Ind. Eng. Chem., 34, 309 (1942).
J. L. Maynard, J. Am. Chern. Soc., 46, 1510 (1924).
Дифенидртуть из этого соединения получают следующим образом. Смешивают 30 г ацетата фенилргуги в 300 мл воды, 125 мл 40%-ного раствора NaOH и раствор 50 г 8пС12 • 2HSO в 125 мл воды и перемешивают 1 ч. Отфильтровывают серый осадок, состоящий из металлической ртути и дифенилртути, добавляют для амальгамирования ртути цинковую пыль и дважды экстрагируют продукт 75 мл ацетона. Из полученного раствора днфенилртуть осаждают водой и перекристаллизовывают. Выход дифенилртути 13,2 г (95,6% от теоретического); т. пл. 124,5° С.
Заместители, имеющиеся в ароматическом ядре, направляют ртутный остаток при реакции меркурирования так же, как и в случае других реакций электрофильного- замещения: заместители первого рода — главным образом в орто- п пара-положение, заместители второго рода — в мета-положение. Так, например, при меркурировании толуола в первую очередь образуются орто- п пара-производные, а из нитробензола — в основном мета-изомер. Все же замещение действием ацетата ртути, особенно при. повышенных температурах, протекает не очень селективно, и образуется смесь трех возможных изомеров. Гораздо более избирательным реактивом является перхлорат ртути, меркурнрование которым нитробензола в 60%-ной хлорной кислоте при 23° С дает с 89%-ным выходом мета-изомер [101[.
Перхлорат ртути является гораздо более эффективным меркурирующпм средством, чем являющийся ковалентным соединением ацетат ртути. Толуол мсркурируется ацетатом ртути при комнатной температуре с незначительной скоростью, по в присутствии небольшого количества хлорной кислоты взаимодействие значительно ускоряется (в 2000 раз) [102].
Как тиофен, так и фуран меркурируются исключительно легко. Ртуть при этом вступает в положение 2, а если оно занято, то меркурнрование протекает в положение 3. При избытке ацетата ртути замещению на CH3COOHg-rpynny могут подвергнуться несколько атомов водорода, например, в случае фурана — все четыре.
При проведении реакции с избытком ароматического соединения побочная реакция полимеркурирования протекает в незначительной степени. Кроме того, в присутствии избытка ароматического соединения, папримср бензола, но наблюдается также- образования дифенилртути. Это можно объяснить тем, что выделяющаяся одновременно кислота расщепляет возможный побочный продукт R3Hg на RHgX.
Другие органические производные ртути образуются в результате присоединения солей ртути к олефинам. Например, при пропускании этилена и водный раствор- ацетата ртути происходит присоединение основной соли ртути по двойной связи*
CH2=CH24-(CHsCOO)2Hg + H8O ■—> СПз— СН2 СНзСООН
НО HgOOCCHs
Если воду заменить метиловым спиртом, то протекает так называемое метокси- меркурировапие. Суспензия ацетата ртути в метаноле в течение 1 ч поглощает 1 моль этилена с образованием ацетата метоксиэтилртути [103]:
СН2=СН2+(СПзСОО№ + СН3ОН —> СН2-СН2 -+ СПзСООП I I
СНзО HgOOCCH3
Для этой реакции можно применять ацетат, нитрат, сульфат и хлорид ртути [104], При использовании всех этих реагентов, кроме ацетата ртути, реакцию необходимо проводить в присутствии основания для связывания выделяющейся сильной кислоты. В противном Случае образуется равновесная система, ибо сильные кислоты разлагают продукты присоединения на соответствующие олефины и соли ртути.
[101][102][ЮЗ] [104][101][102][ЮЗ] [104]W. J. К 1 а р р г о t h, F. Н. W е s t h c i ш e r, J. Аш. Chern. Soc., 72^ 4461 (1950).
[101]
[102]
[ЮЗ] [104]
[101]
[102]
[ЮЗ] [104]
С. В г о w n, C. w. M c G а г у Jr., 3* Am, Chern. Soc., 77, 2300, 2306, 2310 (1955).
W. Schoeller, W. Schrauth, W. E sser, Ber., 46, 2864 (1913)._ J. Chatt, Chern. Rev., 48, 7 (1951).
Реакция присоединения солей ртути к стиролу и этиловому эфиру коричной кислоты [105], а также реакция ненасыщенных жирных кислот 1106] с диацетатом ртути изучались в поисках препаративного метода разделения насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.
Соли ртути могут присоединяться также к ацетиленовым углеводородам. В этом случае присоединение идет даже в присутствии сильных кислот. Так, например, при пропускании ацетилена в раствор HgCl8 в 15%-ной НС1 образуется хлорид т-рано-2- хлорвинилртути [107].
Не следует путать эти продукты присоединения с так называемыми ацетиленидами ртути. Соединения общего состава (RC = G—)3Hg получаются из окиси ртути и соответствующих ацетиленов.
Органические производные элементов третьей группы
Для всех элементов третьей группы могут быть получены органические производные общей формулы R3Me. В этих соединениях металл-углеродная связь более ковалентна, чем в соответствующих производных элементов второй группы, поэтому пни менее реакционноспособны. Например, при действии триалкильных производны^ алюминия на карбонильные соединения в реакцию вступает только одна алкильная группа:
RgC^O + AlR; —► R8C—OA1R5
R'
Очень большое влияние на химические свойства трехзамещенных органических производных элементов третьей группы оказывает наличие у всех этих соединений незаполненной квантовой ячейки, вследствие чего такие триалкильные производные исключительно легко реагируют с кислородом и другими донорами электронов.
Борорганические соединения
Бортриалкилы и бортриарилы получают обычно взаимодействием галогенида бора или эфира борпой кислоты с реакционпоспособным металлоорганическим соединением, 'чаще всего с раствором реактива Гриньяра; в качестве галогенида обычно используют BF3, образующий устойчивый эфират [108J:
BFa + 3RMgX —> RsB+3MgFX
Соединения состава СН3ВС14 и (СН3)8ВС1 образуются при взаимодействии ВС1а г с соответственно рассчитанным количеством диметилцинка. Однако эти соединения ' неустойчивы, легко диспропорционируютСя, давая (СНд)3В и ВС13 [109]. Аналогично, с использованием диарильных производных ртути, синтезируют арилборгалогениды [ПО], например:
ВС1з+(CeH5)2Hg —> СвНбВС12+ CeH6HgCl
ceH6Bci8+(ceH6)2Hg —* (GeH6)2Bci + c6H6HgGi:
О. Spengler, A. Weber, Brennstroff-Ghem., 40, 22, 55 (1959).
[1061 Е, Jantzen, Н. Andreas, Chern. Вег., 92, 1427 (1959).
А, Н. Несмеянов, Р. X. Фрейдлнна, Изв, АН СССР, ОХН. 1945. * 150.
Е. Krause, R. N 11 s с h е, Вег., 54, 2784 (1921); 55, 1261 (1922); J. R. J о h п- son, И. R. Sn у d er, М. G, Van Саш pen jr., J. Аш. Спеш. Soc., 60, 115 (1938); Е. К га us е, Н. Р о 1а с к, Вег., 61, 271 (1928); Н. С. Brown, J. Am. Chern. Soc., 67, 374 (1945).>
(109| Е. W i h е г g, W. R*u s с h ш в п п, Вег., 70, 1583 (1937).‘
[ПО] A. Michaelis, Вег., 27, 244 (1894); Ann., 315, 19 (1901).
Сходным способом получают эфиры алкил- и арилзамещенных борных кислот — взаимодействием триалкилборатов с соответствующими магнпйоргапическими соединениями [111]:
B(OR)3 + R'MgX —> R'B(OR)2 + ROMgX
Известны еще два метода синтеза борорганических соединений: взаимодействие углеводородов с галогенидами бора и присоединение гидридов бора к олефинам. Так, например, разработан метод получения арилбордихлоридов действием ВС18 на ароматические углеводороды в автоклаве при 120—150° С в присутствии порошка алюминия и хлористого алюминия [112]. Известен аналогичный метод синтеза фенилбордибро- мида [113].
Триэтилбор образуется при нагревании диборана при 100° С с избытком этилена [114]:
6С2Н4-1-В2Нв —► 2(С8Н5)зВ
Эта очень интересная реакция протекает и с другими олефинами [115], причем боран может присоединяться ири комнатной или несколько повышенной температуре [116]. Соответствующие триалкильные производные бора образуются иногда уже при комнатной температуре путем взаимодействия этилена, а также высших и циклических олефинов со смесью боргидрида натрия и хлористого алюминия или с аналогичным реактивом [117]. Таким Же образом протекает синтез триалкильных производных бора [118] при нагревании N-триалкилборазанов с олефинами в течение 4 ч при 200° С:
H3B-NR3a3R'CH=CH2 —> NRs+(R,CH2CH2)3B
Бортриалкилы, за исключением газообразного при комнатной температуре триметилоора, представляют собой бесцветные жидкости, тогда как триарильные производные бора являются кристаллическими веществами. В противоположность алкильным производным других элементов третьей группы боралкилы мономерны. Онй устойчивы к действию воды. С галогенами и галогеноводородными кислотами эти соединения реагируют с образованием соответствующих органических галогенидов бора.
Исключительно чувствительны органические производные бора к действию кислорода. Низшие бортрпалкилы воспламеняются на воздухе и горят зеленоватым пламенем. При контролируемом аутоокислении получаются соответствующие эфиры алкилборных кислот, R2BOR и RB(OR)2; в определенных условиях могут быть выделены пероксипроизводные борорганических соединений [119], R2BOOR или RB(OOR)4, являющиеся первичными продуктами окисления.
Органические производные бора дают с донорами электронов самые разнообразные комплексные соединения; в качестве доноров могут служить нейтральные соединения, содержащие атомы со свободной парой электронов, например амины. При этом возникают Продукты присоединения общей формулы RaB • NR8. При взаимодействии борорганических соединений с эфирами при комнатной температуре в отличие от алкильных производных алюмипия получаются неустойчивые эфираты.
Донорами электронов могут служить также отрицательные органические ионы: при этом образуются комплексные ионы. Так, например, триметилбор реагирует с метиллитием в эфирном растворе с образованием тетраметилбората лития.
Е.К h о t i n s k у, M. Melamed, Вег., 42, 3090 (1909); H.R.Snyder,
J.А.К u c k, J. R. Johnson, J. Am. Chem. Soc., 60, 105(1938).
E.L.Muetterties, J. Am. Chem. Soc., 81, 2597 (1959).
Z.j.В u j w i d, W. Gerrard, M. F. L a p p e г t, Chem.a.Ind.,1959,
1091.
D.P.Hurd, J. Am.Chem. Soc.,70, 2053 (1948).
R.S.В г о k a w, R.N. Pease,J. Am. Chem. Soc., 72, 3237(1950)j
A.T.Whatley, R.N. Pease,J, Am. Chem. Soc.,76, 835 (1954).
F.G.S t о n e, H. J.E m e 1 e u s,J. Chem. Soc., 1950.2755.
H. C. Brown et al., J. Am. Chem. Soc., 78, 5694 (1956); 82, 4233 (i960)', J. Org. Chem., 22, 1136 1137 (1957).
E. C. A s h b y," J. Am. Chem. Soc.-, 81, 4791 (1959).
M. H. Abraham, A. G. Davies, J. Chem. Soc., 1959, 429.
ОБРАЗОВАНИЕ МЕТАЛЛ-УГЛЕРОДНЫХ СВЯЗЕЙ
В ароматическом ряду практическое применение получил тетрафенилборат натрия, Na (B(QH6)4J, используемый в качестве реактива для количественного определения калия и ряда других ионов гравиметрическим методам. Тотрафенилбораты натрия и лития растворимы в воде, тогда как аналогичные соли калия, рубидия, цезия п аммония практически нерастворимы.
Химия борорганических соединений получила в последнее время достаточно широкое развитие. О методах получения этих соединений и их свойствах см. обзор 1120].
Алюминийоргаиические соединения
Удобным методом синтеза триалкпл-, и особенно триарилпроизводных алюминия, применявшимся для получения первых алюминийорганических соединений [121], является взаимодействие металлического алюминия с соответствующими ртутьоргани- ческими соединениями [122, 123]. Этот метод слишком дорог для синтеза больших количеств алюминийорганических соединений. Однако его преимуществом является возможность получения соединений, свободных от растворителей.
Действие алкилгалогенидов на металлический алюминий приводит к образованию галогенидов органических производных алюминия:
2A1^-3RX —» RSA1X ЩА1Х2
Из этих галогенидов в некоторой степени устойчивы только хлориды [124], в то время как бромиды, и особенно иодиды, при нагревании легко дисиропорциони--, руются до А1В3 и А1ХЯ. Так, например, взаимодействие метилиодида с алюминием сразу диет триметилалюминий [123]:
2А1 + ЗСН31 —► А1(СНз)з-|-Alls
Синтезируемые упомянутым выше методом галогениды органических производных алюминия при восстановлении их щелочными металлами также переходят в алю-. минийтриалкилы. Эти же соединения могут быть получены непосредственно при использовании вместо чистого алюминия его сплава с более электроположильным металлом (магний) [125]:
Al2Mg3 + 6BX —► 2AlR3+3MgX2
Алюминийоргаиические соединения образуются также при действии реактива , Гриньяра на галогениды алюминия; однако последующее выделение этих соединений в чистом виде наталкивается па большие трудности, так как возникающие при этом' эфираты очень стабильны [125].
Взаимодействие менее реакционноспособных органических производных кремния пли свинца с Л1С13 дает соответствующие хлориды органических производных алюминия [126].
Алюминийоргаиические соединения стали легко доступными только после соз- • Дания Циглером и сотр. методов их синтеза. Было установлено, что этилен и его высшие гомологи гладко присоединяются к гидриду алюминия с образованием триалкил- производных, в которых алюминий связан только с первичными атомами углерода
fl20] М.F. Lappert, Chern. Rev., 56, 959(1956),
[121 ] G.В. В nekton, W. О d 1 1 n g, Ann.,Suppl., 4,109 (1965).
E. Krause, P. Dittmar, Bet., 63 , 2401(1930); S. Hilpert,
G.Gruttner, Ber., 45, 2828 (1912); A.II. H e с мe я н о в, Н.Н.Но ви-
к о в а, Изв. АН СССР, 1942, 372; С. Н. В a m f о г d,D. L. L е v i, D.М. Nе- '
w е t t, J. Chem. Soc., 1946, 468.
K. S. Pitzer, H. S. Gutowski, J. Am. Chern. Soc., 68, 2204 (1946).'
A. v. Grosse, I. M. Ma vily, J. Org. Chem., 5. 106 (1940); V. Grignard, R. J. Jenkins, C. r., 179, 89 (1924); V. P. H n i z d a, С. А. К г a u s, J. Am. Chem. Soc., 60, 2276 (19.38).
E. Krause, B. Wendt, Ber., 56, 466 (1923).
J126] W. К. E v i s о IT, F. S. Kipping, J. Chem. Soc.. 1931, 27 74; H. Gilman, L. D. A p p e г s о n, J. Org. Chem., 4, 162 (1939).
На основании этого был разработан метод, позволяющий при определенных легко контролируемых условиях проводить прямое взаимодействие олефинов, водорода и алюминия, приводящее непосредственно «к триалкильным производным алюминия [128]:
А]+ ЗС„Нз„+1,5Н3 —- (ЭД^А!
Однако в эту реакцию вступают только олефины, содержащие группировку СН#=С<, т, е. этилен и его моно- и 1,1-дцзамещенные гомологи. М-Дизамещениые этилены, например изобутилен, непосредственно превращаются в триалкильные производные алюминия при взаимодействии их с активированным алюминием и водородом в присутствии небольшого количества готового трналкилалюминия. Реакцию с другими олефинами, в первую очередь с этиленом, нельзя проводить таким образом, так как. при температуре реакции, составляющей около dЗО^С, они могут реагировать далее, давая смесь высших алюминийалкилов. Это осложнение устраняется, если синтез осуществляют в две стадии:
2(СнН2я+1)зА1 + А1-|-1,5Н3 ► 3(С„Н2„+1)2А111
3(СвНа„+1)аАШ + ЗСвН2„ — 3(СиН2»н)эА1
Первую стадию проводят при 110—140° С и давлении водорода 50—200 ат» а вторую — присоединение диалкилалюмпнийгидрида к олефину — уже при 80— 100° С; еще более низкая температура применяется в случае этилена. При синтезе триэтмлалюминия максимальное давление этилена составляет 10 ат [129],
Таким образом, этим методом в качестве конечных продуктов можно получать либо алюминийтриалкплы, либо гидриды дпалкилалюмпния. Алюминийдиалкилгид- риды образуются также при нагревании алюмпнийтриалкплов с водородом при 149— 160° С под давлением [130]:
R3AI+II2 —* RH-' R2A1H
Еще один метод синтеза некоторых алюмпппйтрпалкилов и диалкилалюмпний-. гидридов основан на том, что триалкильные производные алюминия, например, легко получаемый по приведенному выше методу триизобутилалюминий, при нагревании с олефинами вступают в реакцию обмена [131):
(uao-CJI^sAl + SCJ^,. * (СяН2Я+1)зА1 4-3u.io*C4Hb
Проведение реакции. Триизобутилалюминий смешивают с соответствующим олефином и нагревают (иногда для достижения определенной температуры кипения к реакционной массе добавляют некоторое количество бензола, толуола или гептана); образующийся изобутилен при этом улетучивается. Для быстрого протекания реакции необходимы температуры выше 100° С. Однако ct-олефины общей формулы RCH=CH2 нельзя нагревать выше 110° С, так как при этом частично происходит каталитическая димеризация.
В случае низкокипящих и веустойчцвых олефинов «реакцию вытеснения» рекомендуется осуществлять в две стадии. Для этого сначала проводят первую стадию реакции, протекающую при температуре выше 100° С, — расщепление триизобутилалюминия на изобутилен и дипзобутилалюминийгидрид; во второй стадии в качестве исходного соединения используют диизобутилалюми- нийгидрид, к которому ври 70—80° С присоединяется 1 моль другого олефина. Двукратным повторением этих операций — отщеплением изобутилена при
К. Ziegler, Angew. Chern., 64, 323 (1952); К. Ziegler, Н. G. Gellert et al., Ann., 589, 91 (1954i.
K. Ziegler, H. G. Gellert et al., Angew. СЬеш., 67, 424 (1955).
К. Z i eg 1 er. H. G. G e 1 1 e r t et al., Ann., 629, 1 (i960).
R. Koster, Angew. Chern., 68, 383 (1956); R. К 6 s t e г, II. Lehmkuhl, G. Bruno, пат. ГДР 16560; австр. пат. 202566.
К. Z i е g I е г, Н. М а г t i n. F. Krupp, Ann., 629,14 (1960); K. Z i e gl 0 rt W.R. Kroll et at, Ann., 629, 53 (1960).
42 Заказ 1835.
повышенной температуре (до 150° G) и присоединением нового олефина при более низкой температуре можно, наконец, заменить все изобутильпые остатки на другие алкильные группы.
В другом варианте метода олефин прибавляют с такой скоростью, чтобы опа была меньше скорости выделения изобутилена, при этом в растворе постоянно содержится свободный диалкилалюминийгидрид и доля вторичных реакций понижается. К концу реакции температуру снижают до 70—80° С и насыщают остаточные А1—Я-связи добавлением недостающего количества олефина.
Если взаимодействие дпалкялалюмипийгпдридов с каким-либо олефином протекает неколичественно, достигая лишь равновесного состояния
RBA1H + C„H^ ?± RgtCJI^Al
то реакцию проводят с избытком олефина, отгоняя его затем в вакууме при возможно более низкой температуре (ниже 50е С), чтобы избежать обратного расщепления продукта реакции.
Как уже упоминалось, алюминнитриалкилы могут реагировать с олефинами общей формулы GHa=GHR, и особенно с этиленом, выше некоторой определенной температуры таким образом, что они присоединяются к двойной связи олефина. В случае этилена образуются высшие алюминийалкилы. Эта реакция, гладко протекающая при температурах около 90—1209 С по уравнению [132]
R—al-j-nC2H4 * R—(С8Н4)К—al
где al — Al/3
позволяет, исходя из этилена, алюминия и небольшого количества водорода, получать практически вес первичные алифатические соединения с четным числом углеродных атомов, например первичные спирты [133], нормальные парафины и а-олефины с четным числом углеродных атомов [134]. Прп аналогичном присоединении к этилену трипропилалюминия можно синтезировать соответствующие соединения с нечетным числом углеродных атомов.
Реакция наращивания углеродной цепи, т. е. гладкое последовательное присоединение этилена, всегда сопровождается «реакцией вытеснения», в результате которой происходит отщепление олефина:
К-(СН2СН2)в-а1 + С3И4 —> R-(GH2Cll2)n-i-CH=CH.2 + C2H5—al
Если давление этилена достаточно велико, эта реакция не имеет большого значения; рекомендуемое давление этилена около 100 am.
G высшими а-олофпнамц реакция присоединения приводит практически лишь к каталитической димеризации, поскольку вслед за присоединением непосредственно следует «вытеснение»:
КСН2СН2-а1+КСН=СН3 —* КСН8СН8СНСН2—al
R
RCH2CH2CHCH8—al|-RCH=CH2 — КСНаСПаС^СН-г + ПСНаСНг-а!
А 'и
Новые алюмининорганнческпе соединения получаются также в результате присоединения алюминийтриалкилов к производным ацетилена; например, 1 моль триэтилалюминия уже при 40—60е С присоединяет 1 лолъ ацетилена с образованием» диэтилбутспилалюмипия [135]:
(С3Н5)зАЦ-СН=СН —* (С2Н5)гА1-СН=СН-С2Н5
К. Z i е g 1 о г, Н. G. G с 1 I е г t, et al., Ann., 629, 121 (1960).
К. Ziegler, F. Krupp, K. Zosel, Ann., 629, 241 (1960).
K. Ziegle-r, H. G. Gellert et al., Ann., 629, 172 (1960).
[135| G. W i Ik e. Я. M (i I 1 er, Ann., 629, 222 (I960).
С молекулами, обладающими электронодонорными свойствами, алюминийтриаз: килы образуют комплексные соединения, которые гораздо более устойчивы, чем в ел) чае бора. Исключительно устойчивые эфпраты в некоторых случаях могут перегонятьс бея разложения [136].
Донорами электронов могут быть и отрицательно заряженные органически ионы; при взаимодействии соответствующих литий- и алюминийоргаиическл соединений образуются соли [137] типа Li [A1(CII3)4] и Li [А1(СвНв)«]. Комплексны соединения, в которых координационное число алюминия равно четырем, могут дават с алюминийтрпалкилами многие галогениды и цианиды щелочных металлов. Соста таких комплексов [138] выражается формулами Ме[А1Я3Х] и MeX-2AlR8, где Me - щелочной металл, X — галоген пли циан. Точно так же ив хлористого калия и диал кплалюмиппйхлорида получается [1391 К [А1ВеХ3].
IV. Органические производные элементов четвертой группы
Органические производные кремния, германия, олова и свинца относятс к самым устойчивым и наименее реакционноспособным металлоорганическим соедини нпям. Опи получили исключительно большое промышленное значение. Особенно шй роко используются силиконы; некоторые оловоорганические соединения примеяяютс в качестве стабилизаторов поливинилхлорида, тетраэтилсвинец — для повышени октапового числа горючего для двигателей внутреннего сгорания и т. д.
О методах получения и химических свойствах кремний-, германий- и олово органических соединений, особенно соединении с ненасыщенными углеводородным- остатками, например с винильными и этинильными радикалами, см. обзор [140]
Кремнннорганнческие соединения [141]
Область распространении кромнийорганичоских соединений исключнтельн;< широка. Наряду с тетраалкил- и тетраарилсилалами существуют самые разнообразны органические производные кремния—галогениды, гидриды, алкоксиды, силанолы силоксаны и другие соединения; особенно детально исследованы полисилоксаны Сопоставление аналогичных органических производных кремния и углерод, приводят Джильмен л Дани [142].
Кремнийорганичесние соединения можно получать по реакции галогенидов крем ния с другими металлоорганическими соединениями. Фридель и Крафтс [143] впервы синтезировали теграметплсилан, действуя диметилщшком на SiCl4 в запаянной трубк при 200? С:
SiCl4 + 2(CH8)2Zn —(CII3)4Si + 2ZnC12
Позже взаимодействием димстнлшшка с хлорсплапом и дихлорсиланом прз комнатной температуре были получены соответствующие метилсиланы [144], CHsSif£ и (CH3)2SiH2.-
Е. В. В a k е г, Н. Н. S i si er, J. Am. Chern. Soc., 75, 4828 (1953); G.Gei s e 1 e r, W. Knothe, Chern. Ber., 91, 2446 (1958).
D. T. Hurd, J. Org. Chem., 13 , 711 (1948); G. Wittig ct at, Ann., 56» 110 (1949); 573, 195 (1951).
K. Z i e g 1 e r, R. Koster et al., Ann., 629, 33 (1960).
R. Koster, W. R. Kroll, Ann., 629, 50 (I960).
A. D. P e t г о w, V. F. Mironov. Angew. Chern., 73, 59 (1961).,
H. W. Post, Silicones and other Silicon Compounds, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1949; E. G. R о c h о w, An Introduction to the Chemi, stry of the Silicones, 2 ed., John Wiley a. Sons, New York, 1951; Einfuhrung in di Chemie der Silicone, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstrape, 1952; A. Hunyat Chemie der Silicone, Verlag Technik, Berlin, 1952; R. R. McGregor, Sili. cones and their Uses, McGraw-Hill Publishing Company, London, 1954; С. E % born, Organosilicon Compounds, Butterworths Scientific Publications, London 1960.
H. G i 1 m a n, G. E. Dunn, Chern. Rev., 52, 77 (1953).
]143 C. Friedel, I. M. Crafts, Ann., 136, 203 (1865).
A. Stock, C. So mi eski, Ber., 52, 695 (1919).
Реакцией диарилпроизводных ртути с SiCl4 можно получать арилтрихлор-.' силаны [145]:й
SiCl4+Ar2Hg —* ArSiCla+ArHgCl
Но самым общим методом синтеза кремнийорганических соединений является® взаимодействие реактивов Гриньяра с галогенидами кремния. В случае SiCl4 оно можеуЯ привести к образованию смеси продуктов, в которых на углеводородные остатке заме^ щены от одного до четырех атомов хлора:И
sia1-i^RS№-^*R,sia,-^>Rasto' 3
Разделение таких смесей затруднительно, но при соблюдении определенным условий и, главным образом, путем применения соответствующего количества] реантива Гриньяра каждый из желаемых продуктов можно все же получать с хорошим выходом. Например, таким методом впервые были синтезированы соединения [146|Я общего состава R4Si, R3SiCl, RaSiCl3 и RSiCl3. Взаимодействием этих хлорсодерж»^ щих соединении с другими соединениями Гриньяра можно получать смешанные крейЯ вийалкилы и кремиийарилы.
Тетраметилсилан 1147]. В колбу емкостью 1 л помацают 30 г магние] в 500 мл абсолютного эфира и пропускают метилбромид. К полученному мепОгаЯ магнийбромиду по иаплям прибавляют 50 з четыреххлористого кремния в смемМ с равным объемом абсолютного эфира и для завершения реакции реаиционнуя|Я массу не менее 2 ч кипятят с обратным холодильником. Так как температур®] кипения тетраметилсилана ниже, чем температура кипения эфира, следумИ применять длинный шариковый холодильник или эффективный обратном] холодильник. Затем весь реакционный раствор перегоняют на водяной бапЯ в приемник, охлаждаемый льдом. Полученная таким образом смесь тетраметИЙМ силана и эфира из-за близости температур кипения составляющих компонемЯ (26 и 35° С) не разделяется перегонкой. Для разделения используют нераствм] римость кремиийуглеводорода и концентрированной H8SO4 и приливают смесь при охлаждении льдом с солью к 500 мл H2SO4. При этом эфир раствв|Н ряется в H2SO4, а в бесцветном верхнем слое остается тетраметилсилан. слой отделяют и перегоняют на слабо нагретой водяной бане, используя эффее^Я тивный холодильник, в приемник, охлаждаемый льдом. Дистиллят еще встряхивают с концентрированной H2S04 и очищают фракциопированн«Н| перегонкой; т. кип. тетраметилсилана 26—27° С (760 лл pm. cm.).
Дисиланы, RgSiSiRg, в днсилоксаны, R3SiOSiR3, можно непосредственно пол$8Я чать при помощи магний- или патрийорганических соединений из соответствуювдЙ|Н галогенидов [148], Cl3SiSiCl3 или Cl8SiOSiCl3.
Кремнийорганические соединения образуются также при взапмодейстВшкЯ магнийорганических соединений с метиловыми или этиловыми эфирами ортокремнаЙяИ кислоты [152] или же с фторсиликатом натрия [153].
Вместо реактива Гриньяра в этих реакциях можно применять лигийорганнтняв ские соединения [149]. Кроме того, действием литий- п натрийорганпческих соединяя
A.Ladenburg, Ann., 173, 143 (1874).^|
F.S. Kipping, Proc. Chern. Soc., 20, 15 (1904); 21, 65(1905); J.Chy*
Soc.. 91, 209 (1907); 91, 717 (1907).’У
А.В у g d e n, Ber., 44, 2640 (1911).'^
W.C. S c h u m b, С. M. Saffer jr., J. Аш. Chern. Soc., 61, 363(1939$
93 (1941).■
H.Rosenberg, J. D. Groves, C. Tamborski,J. Org.Che№
243 (1960).^
P.A.Di Giorgio, W. A. Strong, L H. Sommer F. C. Whitmeri J. Am. Chern. Soc., 68, 1380 (1946); E. Khotinsky, B. Seregenkoig Ber., 41, 2946 (t0O8).
E. M. Сошественская, ЖОХ, 10, 1689 (1940); С. A., 35, 3240 (1941®
ний можно заменять на органические остатки атомы водорода, связанные с нремнием [150], например:
SiHi + ^CeHsNa —* (CeH6)4Si4-4NaH
Таким же образом реагируют с магнийорганическими соединениями моно-, ди- и трифенилсиланы [151].
Еще одна возможность получения кремнийорганичесних соединений заключается в аналогичной синтезу Вюрца конденсации тетрагалогенидов кремния с алкил- п а ри л галогенидами в присутствии металлического натрия; в качестве растворителей используют эфир или углеводороды [154]:
SiX»4-4RX + 8Na —> R4Si + 8NaX
Прямое взаимодействие элементарного кремния с газообразными алкил- 1155] и арилгадогенидами [156] протекает при высоких температурах в присутствии подходящих твердых катализаторов, например меди или серебра (в виде сплавов ирем- ния с медью или серебром). В результате реакции образуются в основном продукты общей формулы RaSiXa, а также R3SiX, RSiXs, SiX4 и углеводороды. Этот метод имеет большое промышленное значение для получения диметилдихлор- и метил- трихлорсиланов, применяемых в качестве промежуточных продуктов при синтезе силиконов.
Кремнийорганические соединения образуются также при взаимодействии углеводородов с некоторыми соединениями кремния. Например, фенндтрихлорсилан [157] образуется при высоких температурах из бензола и четыреххлорнстого кремния. Аналогичная реакция протекает и при взаимодействии ароматических углеводородов с трихлорсиланом при повышенном давлении н температуре 400° С [158]:
АгН4-5ШС1з —> ArSiOe + Ha
Некоторые алкилхлорсиланы можно получать присоединением галогенсиланов или их производных типа SiHX3, RSiHXa и R8SiHX к ненасыщенным углеводородам [14, 159]:
сн^си,+smo,cH^sici,
СН=СН + 8ШС1зCHa=CHSiCls
О методах получения и свойствах кремиийорганнческих соединений, органические остатки которых, связанные с атомом кремния, содержат функциональные группы, например GICH2Si(GHs)Clg, CH2=CHSiCl3, CH3SOgGHaSi(CH3)3 и др., см. обзор [160].
J. S. Р е a k е, W. Н. N е b е г g а 1 1, Y u n Т i С h е n, J. Аш. Chem. Soc., 74, 1526 (1952); R. N. Meals, J. Am. Chem. Soc., 68, 1880 (1946).
H. Gilman, E. A. Z u e c h, J. Am. Chem. Soc., 81, 5925 (1959).
A. Polis, Вет., 18, 1540 (188 5); F. S. К i p p i n g, L. L. Lloyd, J. Chem, Soc., 79, 449 (1901); F. T a u г к e, Ber., 38, 1661 (1905).
E. G. R O ch о w, J. Аш. Chem. Soc., 67, 963 (1945); D, T. Hur d, E.G.Ro- chow, J. Аш. Chem. Soc., 67, 1057 (1945).
E.G.Roebow, W.F. Gilliam, J. Am. Chem. Soc., 67, 1772 (1945);
А.В.Топчиев, H.С. Наметкин, H. M. Шмухова, ДАН СССР,
78, 497 (1951); С. А., 46, 451 (1952).
Н.С.М i 1 1 е г, R. S.Scheiber, пат. США 2379821; С. А., 89, 4619 (1945).
A.J.Barry, J. W.Gilkey, D. Е. Hook, Metall-Organic Compounds,
Advances in Chemistry Series, № 23, American Chemical Society, Washington, 1959, p. 246.
A. J. Barry, L. D e Free, J. W. Gilkey, D. E. H о о k, J. Am. Chem. Soc., 69, 2916 (1947); J. L. Sp e i e $, R. Zimmermann, J. A. W e b- s t e г J. Am. Chem. Soc., 78, 2278 (1956); J. L. S p e i e r, J. A. Webster, G. H. Barnes, J. Am. Chem. Soc., 79, 974 (1957); I. L. Speier, J. A. Webster, J. Org. Chem., 21, 1044 (1956); P. X. Фрейдлнна, E. 3. Чуковская, Цао И, ДАН СССР, 127, 352 (1959); В. A. Blueston, J. Аш. Chem. Soc., 83, 1000 (1961).
Р. D. G е о г g е, М. Р г о b е г, J. R. Elliot, Chem. Rev., 56, 1065, (1956).
Органические производные германия [161] можно получать теми нее методами, что и кремнийорганическпе соединения.
Оловоорганические соединения [162]
Для олова известны практически тс же самые типы органических производных, что п для кремния или германия. Однако олово-углеродная связь все же гораздо более полярпа, чем соответствующие связи кремния и германия, поэтому органические остатки в оловоорганических соединениях легче подвергаются реакциям отщепления или обмена; более ярко выражена тенденция к комплексообразованию.
Самым общим методом получения оловоорганических соединений, применяемым обычно в лабораторной практике, является взаимодействие тетрагалогенидов олова с магнийорганическимп соединениями. Реакцию проводят так, чтобы она приводила к тетраалкил- или тетраарилпроиаводным олова [163]:
SnCl44-4RMgX —* R4Sn + 4MgXCl
‘ Тетраэтилолово [164]. К эфирному раствору зтилмагнийбромида, полученному из 24,5 г магниевой стружки и 136 а этилбромида в 500 лл эфира, при охлаждении медленно прибавляют по каплям 45 г SnC]4, Затем смесь кипятят с обратным холодильником в течение 1 ч, после чего полностью отгоняют эфир на водяной бане. Остаток нагревают иа кипящей водяной бане в течение 30 мин, после охлаждения к нему прибавляют отогнанный эфир и разлагают реакционную массу водой и 5%-ной НС1 до четкого разделения слоев. Эфирный слой отделяют, сушат и отгоняют эфир. Остаток рекомендуется перегонять в вакууме водоструйного насоса, так как температура кипения продукта реакция довольно высока. Выход тетраэтилолова около 75% от теоретического*, т. кип. 78° С (13 жх ртп. ст.).
Из полученных таким образом тетраалклльпых производных олова можно затем легко синтезировать соответствующие галогениды органических производных олова, например, по реакцип, известной под названием «диспропорционирование по Кочешкову» [165]:
3R4Sn + SnCl4 —> 4Нз5пС1
TUSn-bSnClt —- 2R2SnCl2
R4Sn + 3SnGl4 4RSnCl3
Вместо магннйорганических соединений для синтеза некоторых оловоорганических соединений часто применяют органические производные лития [166].
Тетраалкил- и тетраарилстаннаны можно получать реакцией органических шлогеппдов и SnCl4 с металлическим натрием [167, 168]:
SnCl4-F 4RX+8Na —* R4Sn + 4NaC14-4NaX. '
О. Н. Johnson, Chern. Rev., 48, 259 (1951); Inorg. Synth., 5, 64 (1957); E. Gastinger, Fortschr. chem. Forsch., 3, 603 (1054—1958).
G. J. M. v a n d e г К e r k, J. G. A. L u i j t e n. J. G. N и 1 t e s, Angew. Chern., 70 , 298 (1958); R. K. .Ingham, S. D. Rosenberg, H. Gilman, Chem. Rev., 60, 459 (1960).
W. J. Popo, S.. J. Peachey, Proc. Chem. Soc., 19, 290 (1903); P. P f e i f- f er, K. Schnurmann, Ber., 37, 319 (1904); G. J. M. va n d e г К e rk, J. G. A. Luij ten, Org. Synth., 36, 86 (1956).
Руководство по препаративной неорганической химии (ред. Г. Брауер), пер. с ием., Издатинлих, 1956.
К. A. Kozeschkow, Вег., 62 , 996 (1929); 66, 1661 (1933); К. А. Ко- z е s с h к о w, М. М. Nadj, Вег., 67 , 717 (1934); К. A. Kozeschkow, М. М. Nadj, А. Р. А 1 е х a n d г о w, Вег., 67, 1348 (1934).
Н. Gil man, С. Е. А гп t г е n, J. Org. Chem., 15, 994 (1950); Р. R; Austin,!. Am. Chem. Soc., 54, 3726 (1932),
D. L. T a b e г n, W. R. Orn do rf f, L. M. D e n n i s, J. Am. Chem., Soc., 47, 2039 (1925).
G. j. M. v a n d" e г К e г к J, G, A. L u i j ten, J. Appl. Chem., 4, 301 (1954).
При прямом взаимодействии алкилгалогеыидов с металлическим оловом также образуются оловоорганические соединения. Так были получены дниодид диетилодова [169] и диодид диметилолова [170]. Описан синтез дихлоридов диметил- и дизтилолова по реакции расплавленного олова с метил- или этилхлоридом, а также галогенидов триметилолова при взаимодействии метилхлорида, метилбромида или метилиодида со смесью SnO и Си при температуре выше 300° С [171]:
3SnO+2CH3Cl —* (СНз)28п + 5пОС12 + 8пО2
(CH3)2Sn + CH3Cl — - (СНз)з8пС1
Галогениды трмбензилолова образуются иногда с очень хорошими выходами из бензилгалогенидов и суспендированного в воде порошкообразного олова при 1009 С [172].
Для синтеза арильных и высших алкильных производных олова рекомендуется вместо чистого олова использовать его сплавы с неблагородными металлами [173]. При взаимодействии с органическими галогенидами сплава олова и натрия образуются соответствующие тетраалкил- или тетраарилстапнаны:
4SnNaH-4RX —* R4Sn + 4NaX + 3Sn
В модифицированном методе вместо сплава олова с натрием используют гораздо более удобный сплав магния и олова, Mg2Sn [174]:
Mg2Sn + 4RX —R4Sn + 2MgXs
Олово-углеродные связи могут образовываться также в результате присоединения органических производных гидридов олова н реакционноспособным С=С-свя- зям [175], например:
(СвНб)з8пН-|-СНг=СНСвН5 —► (CgHeJsSnCHgCHaCeHg
Органические гидриды олова способны присоединяться и к производным ацетилена. Реакция протекает при нагревании эквимолярной смеси реагирующих веществ в течение короткого времени при 80—100s С. Выходы почти всегда близки к количественным.
Другой метод получения галогенидов арилпроизводных олова разработали Несмеянов и сотр. Они обнаружили, что кристаллические двойные соли ароматических диазониевых солей и SnCl4 разлагаются в кипящем этилацетате в присутствии порошкообразных меди, пцнка или олова [176]:
2ArN2Cl • SnCh + 2Ме —> AraSnGl3+2Ns+2MeCl8
Этим методой ароматические группы можно вводить даже в тех случаях, когда применение магнийорганических соединений дает отрицательные результаты.
Е. Frankland, Ann., 85, 329 (1853).
A. Gahours, Ann., 114, 354 (1860).
А. С. Smith jr., Е. G. R о с h о w, J. Am. Chem. Soo., 75, 4103, 4015 (1953).
K. S i s i d o, Y. Takeda, Z. Kinugawa, J. Am. Chern. Soc. 83 , 538 (1961).’
A. Polis, Ber., 22, 2915 (1889); T. Harada, Sci. Pap. Inst, physic, chem. Res. (Tokyo), 35 , 290 (1939); C., 1939, П, 2912; J. Sci. Res. Inst. (Tokyo), 43, 31 (1948); C. A., 43, 4632 (1949).
G. J. M. v a n der Kerk, J. G. A. L u i j t e n, J. Appl. Chem. 4, 307 (1954).
G. J. M. van der К e г k, J. G. N о 11 e s, J. G. A. L u I j t e n, J. Appl. Chem., 7 , 356 (1957); G. J. M. v a n d e г К e г k, J. G. N о I t e s, j. Appl. Chem., 9, 106 (1959).
A. N. Nesmejanow, К. А. К о z e s c h k о w, W. А. К 1 i m о wa, Ber., 68, 1877 (1935).
Дихлориды диарилпроизводных олова можно получать также через окиси днарялгфоизводных олова, образующиеся при разложении тетрафторборатов арилди- азойия действием SbCl8-2HaO И'цинковой пыли [1 77].
Органические производные свинца [178]
Сравнение органических производных свинца с аналогичными производными других элементов четвертой группы показывает, что они менее устойчивы и легче разлагаются под действием света и нагревапня; значительно легче расщепляются они и под действием кислот и окислителей.
Органические производные свинца в лабораторной практике получают взаимодействием РЬС1а с магний- или литийоргавическими соединениями. Реакция протекает по следующему суммарному уравнению [1791:
2PbCl2 + 4RMgX —* R4Pb + Pb + 2MgCl2 + 2MgX2
В результате такого взаимодействия наряду с тетраалкил- или тетраарилпроиэ-t «одними свинца получаются также соединения общей формулы RePb2.
В приведенной выше реакции половина вводимого в нее свинца восстанавливается до металла и выводится из реакции. Во избежание этого вместо солей двухвалент*- ного свинца применяют соли четырехвалентного свинца, например тетраацетат свинца, гексахлорплюмбат калия или аммония и др. [180].
Однако, даже используя соли двухвалентного свинца, можно перевести весь-: свинец в тетраалкил- или тетраарилпроиэводные. Реакцию проводят в присутствии алкилиоднда, содержащего тот же алкильный остаток, что и металлоорганическое соединение [181]. В результате первичной реакции выделяется мелкодисперсный* реакционноспособный металл, реагирующий с органическим иоДидом:<
Ph + 2RI —*■ R2PbI2<
Образующееся соединение, R2PbI2, реагирует далее с литий-или магнииорга- ническими соединениями, давая К4РЬ. Таким образом получают, например, тетра- ’ метилсвинец, добавляя метиллитий или метилмагнийиодид к кипящей суспензия^ PhCl2 в эфире в присутствии СН81:
РЪС124-ЗСН8Ы4-СНз1 —> (CH3)4Pb4-2LiC14-LiI
Тетраалкил- или тетраарилпроизводные свинца образуются также при действии, органичесиих галогенидов на сплав натрия и свинца; катализаторами этой реакции., служат основания, например пиридин. Так, исходя из метилиодида, был получен тетра- метилсвииец [182], а позднее из бромбензола — тетрафенилсвинец [183]. В промышле^ ном масштабе тетраэтилсвинец получают взаимодействием этилхлорида со сплаг"** натрия и свинца при низких или умеренных температурах [184].
Алкильные производные свинца образуются с высокими выходами при цей-! ствии алкилгалогенидов па смеси свинца и магния [185].*
Синтезы тетраалкилпроизводных свинца из свинца или его сплавов подробно" рассматриваются в обзоре 1186].•■&
А. Н. Несмеянов, Л. Г. М а к а р о в а, ДАН СССР, 87, 421 (1952). R. W. L е е р е г, L. Summers, Н. Gilman, Chern. Rev., 54, 101 (1954У Р. Pfeiffer, Р. Т г u 8 k i ег, Вет., 37, 1125 (1904); Р. R. Austin J. Аш. Chem. Soc.. 54 , 3726 (1932); G. Gruttner, E. Krause, Ber., 49, 1415 (1916).■'
W. Frey, S. E. Cook, J. Аш. Chern. Soc., 82, 530 (1960).
H. G i 1 m a n, R. G. J ones, J. Am. Chern. Soc., 72, 1760 (1950); H. G i man, L. Summers, R. W. Leeper, J. Org. Chem., 17, 630 (1952). A. Cab ours, Ann., 122, 67 (1862).
A. Polis, Ber., 20, 716 (1887).
J. Edgar, Ind. Eng. Chem., 31, 1439 (1939).
Cal Inga ert, H. Shapiro, пат.. США 2535190; С. A 45, 3864 (1951^ H. Shapiro, Metall-Organic Compounds, Advances in Chemistry Series^ № 23,4American Chemical Society, 1959, P- 290-
Циглер с сатр. [187] разработал специальный метод синтеза тетраэтилсвинца. Исходным веществом служит триэтилалюминий; тетраэтилсвинец легко и с количественным выходом образуется при электролизе хорошо проводящих электрический ток комплексных соединений NaF-2A](GaH5)a или Na[RaAlC2Hbl с использованием свинцового анода.
Устойчивыми органическими производящей элементов подгруппы титана являются только циклопентадиенильные «сэндвичеобразные» соединения. Нормальные алкильные производные почти неизвестны, они очень неустойчивы. Этилтитанхлориды, например, содержатся в смесях триэтилалюминия и TiC]4, применяющихся в качестве так называемых катализаторов Циглера, и играют, очевидно, важную роль при полимеризации олефинов [188].
V. Органические производные элементов пятой группы
Мышьяк, сурьма и висмут образуют два ряда органических производных с валентностями 4-3 и +5. Производные трехвалентных металлов имёдн неподеленную пару электронов, поэтому многие из них исключительно бурно реагируют с акцепторами электронов.
Низшие триалкильные производные этих элементов самовоспламеняются на воздухе. Но в отличие от других металлалкилов в этом случае взаимодействие кислорода с металл-угдеродной связью не является первичным процессом; при осторожно проведенном аутоокислении чаще получают соединения общей формулы R3MeO. Триариль- ные производные устойчивы к действию кислорода воздуха и дают соответствующие оксиды только под действием более сильных окислителей.
Очень легко реагируют триалкил- и триарилпроизводные этих элементов с хлором, бромом и иодом, превращаясь в галогениды R8MeX2. Аналогично реагируют соединения общего состава R2MeX и RMeX2 с образованием соответственно производных RgMeX3 и ВМеХ4.
Триалкиларотты и триал килстибияы, а также триариларсины могут присоединять алкилиоднды. При этом возникают соответствующие иодиды арсония и стнбония» R4MeI или R3R'MeI.
Из органических производных пятивалентных металлов известны в основном следующие типы соединений: галогениды (RMeX4, R^4eX3, R3MeXa в R*MeX), кислородсодержащие соединения [RMeO(OH)8, RaMeO(OH), R»MeO, R4MeOH], а также пентаалкил- и пентааридпроизводвые (ЙьМв).
Галогениды органических производных пятивалентных металлов отщецдяют при нагревании алкил- или арилгалогенид и превращаются в соответствующие соединения трехвалентных элементов:
Н8МеХа —► R%MeX4-RX
Особенно легко протекает эта реакция с галогенидами общей формулы RMeX4 и RaMeX3, которые частично разлагаются уже при комнатной температуре.
Мышьякорганичеекне соединения
Органические производные мышьяка подвергались очень детальному исследованию, главным образом с целью изыскания химиотерапевтических препаратов.
Мышьякорганичеекне соединения можно получать взаимодействием трдгалоге- нидов мышьяка с металлоорганическими соединениями. Триалкиларсины с хорошими' выходами образуются из соответствующих цинкдиалкилов и треххлористого мышьяка [189]. С галогенидами мышьяка реагируют и другие металлоорганические соединения; этилдихлорарсин получают, например, по следующей реакции [190]:
(CaH6)2Hg + AsCla —> С2Н6AsGI2+C2H6HgCl
К. Ziegler et al., Angew. Chern., 67, 424 (1955); 71, 628 (1959).
G. Beerman в, H. В e s t i a n, Angew. Chern., 71, 618 (1959).
A. W. Hofmann, Ann., 103, 357 (1857); R. R. R e n s h a w, G. E. H о 1 m, J. Am. Chern, Soc., 42, 1468 (1920).
W. S t e i n k о p f, W. M i eg, Her., 53, 1013 (1920).
Этилдихлорарсин. К 150 г AsCl3 при охлаждении льдом добавляют по каплям 150 8 диэтилртути; реанция протекает с выделением значительного количества тепла и с образованием кристаллического осадка. Затем смесь нагревают в течение 30 мин на водяной бане, добавляют сухой эфир и отфильтровывают выделившийся хлорид этилртути. После отгонки эфира полученный этилдихлорарсин отделяют от избытка AsCl3 фракционной перегонной. Выход этилдихлорарспня 90 г; т. кип. 145—150° С.
Самым удобным и чаще всего применяемым методом получения мышьякоргани- ческих соедипений является взаимодействие галогенидов мышьяка с реактивами Гриньяра (или же с литийорганическими соединениями) [191].
Триэтиларсин [192]. Раствор 50 г AsCls в 120 мл абсолютного эфира прибавляют при охлаждении к раствору этилмагнийбромида, полученному из 93 г этилбромида и 21 г магния. После окончания реакции к смеси добавляют лед и разбавленную НС1 до четкого разделения слоев; эфирный раствор отделяют и сушат над СаС12. Затем осторожно отгоняют ефир в атмосфере углекислого газа при температуре не выше 38° С, последние остатки эфира отгоняют в вакууме. Полученный триэтиларсин перегоняют в вакууме, собирая дистиллят в колбу для перегонки, из ноторой его затем перегоняют при атмосферном давлении в тоне углекислого газа. Выход продукта 18 г (40% от теоретического); т. нип. 140° С (736 мм рт. ст.).
Выход снижает высокая летучесть триэтиларсина с эфиром; отогнанный эфир можно использовать для получения дягалогенида триэтиларсина.
При помощи ступенчатого синтеза Гриньяра или при действии магний- или литнйорганических соединений на полученные другим путем органические галогениды мышьяка, RAsXa и R2AsX, можно синтезировать и смешанные арсины.
Вместо галогенидов в реакции с магнийорганическими соединениями можно использовать AssO3; этим методом с хорошим выходом получают, например, триарил- арсины [193].
Взаимодействие фениллития с дихлоридом трифениларсина или с бромидом тетрафениларсония дает пентафенилмьппьяк [194]. В аналогичной реакции иодида тетраметиларсония или дибромида триметиларсина с метиллитием пентаметилмышьяк выделить не удалось, но образование небольших иоличеств этого сойциттеттия наряду с другими продуктами было все же доказано [195].
Конденсация трнгалогенидов мышьяка с алифатическими или ароматическими галогенидами в присутствии металлического натрия приводит к триалкил- или соответственно триариларсинам. Так, например, трибензиларсин получают длительным кипячением смеси бензилхлорида и AsCla в ефире с металлическим натрием в присутствии небольшого количества этилацетата [196]. Аналогично из н-пропилхлорида, AsCla и натрия образуется три-^пропиларсин [197], а из арилбромидов, AsClg и натрия в эфире, — соответствующие триариларсины [198].
Трифениларсин [199]. В колбе с шариковым обратным холодильником к 146 а металлического натрия (нарезанного топкими пластинками; еще лучшие результаты получаются при проведении реакции с проволокой диаметром 1 мм)
Н. Н i b b er t, Вег., 39, 160 (1906); Р. Pfeiffer, Вег., 37, 4620 (1904); J. Seifter, J. Аш. Chern. Soc., 61, 530 (1939).
Ср. [1], стр. 456.
.3] F. F. В I i с k е, F. D. Smith,!. Am. Chern. Soc., 51,1558(1929); F. S a c hs, H. Kantorowicz, Ber., 41, 2767 (1908).
G. Wittig, К. C la u ₽, Ann., 577, 26 (1952).
[1951 G. Wittig, К. T о r s s e 11, Acta Chern. Scand., 7, 1293 (19 53).
A. M i c h a e 1 i s, U. Paetow, Ber., 18, 41 (1885).
W. M. Dehn, Am. Chern. J.,'40, 115 (1908).
A. Michaelis, A. Reese, Ber., 15, 2876 (1882); Ann., 321, 160 (1902); G. T. M organ, D. C. Vining, J. Chern. Soc., 117, 777 (1920).
Ср. [1], стр. 497.
в 600 мл абсолютного эфира достаточно быстро прибавляют смесь 100 a As< п 260 г бромбензола. Реакционную массу выдерживают не менее 12 ч, час встряхивая, затем ее сливают с непрореагировавшего натрия и галогенид натрия п отгоняют эфир. Оставшееся масло фраициовируют перегонкой в i кууме; собирают фракцию с т. кип. 220—230® С (14 мм рт. ст.) и растра со спиртом; т. пл. продукта 59° С.
Триалкпларсииы образуются также при действии алкилиодидов на сплавы и соединения мышьяка с сильно электроположительными металлами, например натри пли калием (200].
Для синтеза важнейших арильных производных мышьяка, ариларсоновз кислот, используют главным образом реакцию Барта [201, 202], т. е. взаимодейств соли арилдиазония с арсенитом щелочного металла, например [203]:
CeH6N2Cl + Na3AsO3 —> CeH6AsO(ONa)2 4- NaCl + N3
Реакция Барта может применяться также для синтеза диариларсиновых кисл«
C6H5N2Cl + CeH6As(ONa)3 —► (C6H6)2AsO(ONa)+NaCl + N2
Этим же методом получают диариларсиповые кислоты с двумя различны ароматическими группами.
Арильные производные мышьяка можно синтезировать и по реакции Несм< нова. Так, разложение двойных солей—галогенидов арилдиазопия и FeCl3 или Zn( действием AsCls и металлического железа приводит к арилдихлор- и диарилхлс арсинам [204]:
ArN2Cl-FeCl3+AsC13 + Fe —► ArAsCl2 + FeC13 + FeCI3+N2
2ArN2Cl-FeCb+ AsCh-H2Fe —► Ar8AsCl + 2FeC13H-2FeCI2 + 2N2
Действием азотной кислоты полученные таким образом соединения легко щ вращаются в соответствующие ариларсоновые или диариларсиповые кислоты.
С хорошими выходами триариларсины образуются при разложении хлрриц арилдиазопия или их двойных солей (ArN2)2ZnCl4 при действии AsCls и. хлорарсицов и суспензии цинковой пыли в ацетоне [205]".
3ArN2C[ +AsClg-(-3Zn —► Ar3As -f- 3N2 + 3ZnCl2
Удобным методом синтеза некоторых ариларсоновых кислот служит так назые емая реакция Вешана [202], хотя область ее применения сильно ограничена. Эта реа ция заключается в непосредственном взаимодействии мышьяковой кислоты с арома! ческами соединениями, содержащими гидроксильные или аминогруппы. Т^ например, па анилина и мышьяковой кислоты при нагревании до температуры око 160° С получают п-аминофеннларсоиовую кислоту (арсаниловую кислоту):
CeHs-NHa + HsAsO* —► H2N—С6Н4—AsO(OH)24-H2O
Аналогичная реакция с фенолом приводит к n-оксифениларсоновой кислое Общим методом получения арсоновых кислот, в первую очередь кислот алнфах ческого ряда, является реакция Мейера [202, 206], которая заключается во взаимоде ствии алкилгалогенидов с арсенитом натрия:
RX + Na3AsO3 —>■ RAsO(ONa)s + NaX
[200][200][201][201]202203204205206202203204205206А. С a h о и г з, A. Riche, Ann., 92, 361 (1854); Н. L а п4 о 1 f, Ann., 8 301 (1854).II. Ваг t, герм. пат. 250264; С., 1912, II, 882.С. S. Hamilton, J. F. Morgan, Org. Reactions, 2, p. 415.H. Schmidt, Ann., 421, 159 (1920).О. А. Реутов, И. Г. Бундель, ЖОХ, 25, 2324 (1955).W..E. Hanby, W. A. Waters, J. Chern. Soc., 1946, 1029.G. Meyer, Ber., 16, 1439 (1883).А. С a h о и г з, A. Riche, Ann., 92, 361 (1854); Н. L а п4 о 1 f, Ann., 8 301 (1854).II. Ваг t, герм. пат. 250264; С., 1912, II, 882.С. S. Hamilton, J. F. Morgan, Org. Reactions, 2, p. 415.H. Schmidt, Ann., 421, 159 (1920).О. А. Реутов, И. Г. Бундель, ЖОХ, 25, 2324 (1955).W..E. Hanby, W. A. Waters, J. Chern. Soc., 1946, 1029.G. Meyer, Ber., 16, 1439 (1883).
[200]
[200]
[201]
[201]
202
203
204
205
206
202
203
204
205
206
А. С a h о и г з, A. Riche, Ann., 92, 361 (1854); Н. L а п4 о 1 f, Ann., 8 301 (1854).
II. Ваг t, герм. пат. 250264; С., 1912, II, 882.
С. S. Hamilton, J. F. Morgan, Org. Reactions, 2, p. 415.
H. Schmidt, Ann., 421, 159 (1920).
О. А. Реутов, И. Г. Бундель, ЖОХ, 25, 2324 (1955).
W..E. Hanby, W. A. Waters, J. Chern. Soc., 1946, 1029.
G. Meyer, Ber., 16, 1439 (1883).
А. С a h о и г з, A. Riche, Ann., 92, 361 (1854); Н. L а п4 о 1 f, Ann., 8 301 (1854).
II. Ваг t, герм. пат. 250264; С., 1912, II, 882.
С. S. Hamilton, J. F. Morgan, Org. Reactions, 2, p. 415.
H. Schmidt, Ann., 421, 159 (1920).
О. А. Реутов, И. Г. Бундель, ЖОХ, 25, 2324 (1955).
W..E. Hanby, W. A. Waters, J. Chern. Soc., 1946, 1029.
G. Meyer, Ber., 16, 1439 (1883).
Метиларсоновая кислота. Сначала получают NagAsO- взаимодействием 99 s As2O8 в 250 мл воды с 3 моль NaOH. К полученному раствору добавляют 50 мл метилового спирта и 145 а йодистого метила и встряхивают реакционную массу в течение 24*. периодически охлаждая ее в первые часы взаимодействия. - Иа образующейся с выходом 95% от теоретического натриевой соли метиларсоновой кислоты выделяют свободную кислоту, которая может быть очищена через кальциевую соль.
Аналогично из натриевой соли алкиларсоцистой кислоты и алкилгалогенидов - получают натриевые соли диалкиларсиновых кислот:
RX + RAs(ONa)8 —> R2AsO(ONa) + NaX
Органические производные сурьмы
Органические производные сурьмы можно получать, в общем, теми же методами, , что и аналогичные производные мышьяка, например действием алкилиодидов на сплав ч сурьмы и калия [207]:
3RX + K3Sb—► НзЗЬ + ЗКХ" £
Лучшие результаты, особенно при синтезе более высокомолекулярных триавил- ' стибинов, дает метод, разработанный Михаэлисом и Реезе. Он заключается во вваимо- /.^ действии арилбромидов, SbCla и избытка натрия в бензоле или исилоле [198, 208] £ (реакция протекает при повышенной температуре, поэтому применение эфира нежа- лательно).•
Трн-л-ксилплстибин [208]. В 150 мл сухого бензола растворяют 56 8 ^ бромксилола и 23 е SbCl8, добавляют 50 г нарезанного тонкими листочками^; металлического натрия и смесь нагревают до начала реакции. После окончания взаимодействия реакционную массу оставляют на ночь, фильтруют, продукт трижды экстрагируют из остатка кипящим бензолом. Бензольные растворы объединяют и отгоняют растворитель, маслянистый остаток выливают в абсо-> лютный спирт; при этом через неснолько минут начинается выделение стибина?® в виде длинных- игольчатых кристалиов. Выход^продукта 25 а (57% от теоре-'-. тического).‘
Большое число органических производных сурьмы можно получить взаимодбй- V ствием галогенидов сурьмы с реакционноспособными металлоорганическими соедини- * ииями (главным образом с реактивом Гриньяра, а также с литий-и цинкорганическимм ' соединениями). Так, из соответствующих магнийоргаиических соединений и ShClg * можно синтезировать практически все триалкил- и триарилстибины [209].
В -то же время при помощи литийорганических соединений синтезируют пентаарильныеи пентаалкильвые производные сурьмы. Из дихлорида трифепилстибимя. или бромида тетрафенилстибония и фениллития получается пентафенилсурьма [194];"'$ [CeH6)aSbCls+2CeH5Li —- (CeHs)6Sb+2LiCl (СвНб^ЗЬВг+СвНбЫ —* (CaH6)6Sb+LiBr
С избытком фениллития пентафенилсурьма легко реагирует с образованием гексафенилантимоната лития:
(СвНб^ЗЬ + СбНбЫ —> Li[(CeH6)eSb]
Н. L a n d о 11, Ann., 78, 91 (1851): С. L б w i g, Е. Schweizer. Ann., ч 75, 315 (1850).*
A. E. Goddard, J. Chern. Soc., 124, 2315 (1923).
W. J. C. D у k e, W. C. D a v i e s, W. J. J о n e 8, J. Chern. Soc., 1930, - 463; H. Hibbert, Ber., 39,160 (1906); P. Pfeiffer, Ber., 37, 4620 (1904); "
Аналогично приведенным выше превращениям получают пентаметилсурьму действием метиллития на дибромид триметилстибина пли тетряметплстибонийнодид
Различными методами можно синтезировать арильные производные сурьмы из солей арилдиазония. Так, арилстибоновые кислоты образуются при разложении солей арилдиазония антимонитом щелочного металла (Sb8O3 + щелочь) [210, 211]. Другим вариантом этого метода является получение в кислой среде двойной соли арилдиазония и SbCL3, например C^NgCl. SbCl3, которую затем разлагают раствором NaOH.
Разложение солей арилдиазония раствором КОН в присутствии окиси арил- стибина дает диарилстибчилные кислоты [210]:
RN2X + RSbO + 2KOH —> R2SbO(OK) + KX + H2O + N2
Арильные производные сурьмы из солей арилдиааонин можно получать также по реакции Несмеянова.
Известно большое число двойных солей различных галогенидов сурьмы с солями арилдиаэоиня, например ArNeCLSbCl3, ArN2CLSbCls [212, 213], ArNaCLAr'SbCl, [214], ArN8Cl-Ar2SoCl3 [215] я др. Разложением этих соединений порошкообразными металлами можно получать самые разнообразные арильные производные сурьмы.
При разложении двойных солей типа ArN2Cl-SbCl3 цинковой пылью в ацетоне образуется смесь [211, 216], состоящая из ArSbCL, AraSbCl, Ar3Sb и Ar3SbCla. А при разложении этих же солей в ацетоне порошкообразным железом при 0е С основным продуктом реакции становятся трихлориды диарильных производных сурьмы, наряду с чаще всего незначительными количествами перечисленных выше продуктов [217]:
2ArN2Cl • SbCls+Fe]—Аг25ЬС1з+2N2+FeCl2+SbCU
Трихлорид бие-п-нитрофенилсурьмы [217]. К раствору 15 г (0,036 ладь) двойной соли хлорида л-нитрофенилдиазоиия и SbCl3 в 45 ли сухого ацетона в течение 35—40 мин при 0° С и интенсивном перемешивании добавляют 2 а (0,036 г-атом") порошкообразного железа и перемешивают еще 40 мин. Неорганический остатон отфильтровывают и упаривают фильтрат. К остатку добавляют 50 мл 5 н. НС1, а затем 25—30 мл 96%-ного спирта. Полученный раствор выливают в избыток 5%-ного аммиака со льдом, при этом выпадает бис-п-нитро- фенилстибиновая кислота. Выход продукта 7 г (97% от теоретичесиого). Кислоту переводят в соответствующий хлорид кристаллизацией из 5 и. НС1.
Соединения типа Аг28ЬС13 и Ar3SbCl2 образуются также при разложении порошкообразным железом в ацетоне двойных солей состава ArN2CI.SbCU. Эти двойные соли получают из двойных солей арилдиаэоннвхлорпда и FeCla действием SbCls в хлороформе или четыреххлористом углероде и осаждают из раствора эфиром [212].
2ArNaCbSbC16+3Fe —> Аг28ЬС1з+2^+8ЬС1з-ЬЗГеС12
aArNiCl-SbCU+SFe —> Агз8ЬС124-3^+28ЬС1з+5ГеС12
[210]’ Н. Schmidt, Ann., 421, 174 (1920).
А. Б. Брукер, ЖОХ, 18, 1297 (1948); С. А., 43, 4647 (1949).
О. А. Реутов, В. В. Кондратьева, ЖОХ, 24, 1259 (1954); О. А. Р рут о в, ДАН СССР 87, 73 (1952).
О. А. Реутов, ДАН СССР, 87, 73 (1952).
О. А. Реутов, А. Г. Марковская, ДАН СССР, 98, 979 (1954).
О. А. Реутов, А. Г. Марковская, А. Н. Л о вц о в а, ДАН СССР, 99, 269 (1954).
А. Н. Несмеянов, К. А. Кочешков, Иав. АН СССР, ОХН, 1944, 416.
А. Н. Н о с м е я н о в, О. А. Реутов, О. А. Птицына, ДАН СССР, 91, 1341 (1953).
Разложение двойных солей хлорида диазония и SbCls в ацетоне действием СнгС1г протекает по следующему уравнению [218]:
ArNoCbSbCls+C^Ch —> ArSbCl4 + N2-J-2CuCl2
По реакции Несмеянова можно синтезировать также смешанные арильные производные галогенидов сурьмы. Соединения общего состава ArAr'SbC]3 получают», например, разложением двойных содей общей формулы ArN2Cl-Ar'SbCl4 порошкообразным железом в ацетоне [219]:
ArN2C] • Ar'SbC14 + Ре ТрёсП" ArNaCI • Ar'SbCI? —АгАг'5ЬС1з
Промежуточным продуктом в этой реакции является, вероятно, двойная соль хлорида арилдиазония н арилстибица, образующаяся, по данным Реутова, также из арилдпхлорстибнна и двойной соли хлорида арилдиазония с FeC]3 [10]:
Ar'SbCl9-[-ArN2Cl.FeC13 —> ArN2Cl-Ai'SbCH-FeCh
Эта соль легко распадается с выделением азота, образуя ArAr'SbCl3.
При разложении солей арилдиазонпя порошком элементарной сурьмы в ацетоне или этилацетате в присутствии СаСО3 получают в зависимости от строения арильного остатка различные количества дихлорида триарилстибина (Ar3SbCl2), а также триарилстибип и диарилхлорстпбин [13].
Реутов с сотр. в последние годы исследовал еще одну очепь интересную реакцию, при помощи которой можно получать арильные производные сурьмы на основе солей циарилгалогония. Обнаружено [220], что при разложении двойных солей диарилиодоний хлорида и SbCl3 общего состава (Ar3ICl)2- SbCI3 и Ar2ICl-SbCl3 порошкообразной сурьмой в ацетоне или этилацетате при температурах до 120° С образуются соединения общего состава Аг38ЬС12, Ar2SbCL3 и Ar3SbCL
Внсмуторганические соединения [221]
Известны алкил- и арплпроизводпые трех- и пятивалентного висмута. Важнейшие способы получения этих соединений, в общем, аналогичны методам, которые используются для синтеза соответствующих производных мышьяка п сурьмы.
ОБРАЗОВАНИЕ КРАТНЫХ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ *
. ЭТИЛЕНОВЫЕ СВЯЗИ
Этиленовые связи в углеродном скелете образуются путем отщепления заместителей у двух соседних атомов углерода. При этом следует различать, является лл возникшая двойная связь составной частью сопряженной, ароматической или гетероциклической системы, или же она изолирована.
Изолированные этиленовые связи
Отщепление воды от спиртов
Для получения двойных связей наибольшее препаративное значение име дегидратация спиртов. Дегидратация может осуществляться как действием водоотним ющих средств, так и каталитически. Важнейшими дегидратирующими средствах являются: концентрированная серная кислота, бисульфат калия, хлористый mm фосфорный ангидрид, ангидрид борной кислоты, щавелевая и муравьиная кислоте ацетилхлорид, реактивы Гриньяра, иод и др.
Отщепление воды не всегда протекает однозначно. Часто в процессе дегидратаце происходят изомеризация, перегруппировка пли расщепление углеродной цепи. Таз отщепление воды от н-бутанола [1] нагреванием’его с 85%-ной Н8РО4 или 60%-нс H2SO4 приводит к образованию смеси бутена-1 и бутена-2. В некоторых случаях ол фпны из смеси изомеров, как показано на примере изомеров октена [2], можнр выделит фракционной перегонкой. При нагревании циклогексена и его гомологов до 470—480° над окисью алюминия происходит изомеризация и образуются алкилциклопентаны [3
Спирты, содержащие разветвления у «-углеродного атома, например метил mpem-бутилкарбинол, при дегидратации легко подвергаются перегруппировке [4, 5
2(СНз)зС—СНОП—СНз Тн^ (СНз)2С=С(СН3)2-НСН3)2СН-С=СН2
СНз
Расщепление углеродной цепи происходит, например, при нагревании да-трепч бутилкарбинола с хлорнафталинсульфокислотой при 180° С 16]:
(СН3)зС-СНОН-С(СНз)з -Нго> (СНз)2С=СН-СНз+(СНз)аС=СН2
В общем случае направление отщепления воды приближенно определяется пра видом Зайцева, согласно которому атом водорода отщепляется от углеродного атома содержащего наименьшее число атомов водорода [7]. Так, например, при взаимодей ствии вторичного изоамцлового спирта с серной кислотой образуется триметилэтилен а не жзопропилэтилен:
(СНз)2СН-СНОН-СЦ3 “ГЩо^ (СН3)аС=СН-СНз
Как уже упоминалось (стр. 266), при обратной реакции водородных атом воды присоединяется к углеродному атому, более богатому водородощ так что образуется ие вторичный изоамиловый спирт, а mpem-амиловый спир* (СН8)аСОН-С2Н6.
Способность к дегидратации в значительной степени зависит от условий реак ции и особенно от строения соответствующего спирта. Легкость отщепления воды ува личивается в ряду: первичные спирты < вторичные спирты < третичные спирты Для получения олефинов из третичных спиртов часто оказывается достаточным нагр& ванне в присутствии следов иода нли 15%-ной H2SO4 [8]. Например, 2-метилгексех
W. G. Young, Н. J. Lucas, J. Am. Chern. Soc., 52, 1964 (1930).
F. C. W h i t m о г с, H. E. Wh i t m ore, N. С. С о о k, J. Аш. Chern. Soc.
72, 51 (1950).
H. A d k i n s, A. K. R о e Ь u c k, J. Am. Chern. Soc., 70 , 4041 (1948); Hou.- ben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4 AufL, 4/2, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1955, S. 14.
F.C.W h i t m ог e,P.L. M e u n i c r, J. Am. Chem. Soc.,55, 3721(19331
P.L.Cramer,A.L.Glasebrook, J. Am. Chem. Soc.,61, 230(1939)
6|F.C.W h i t m оr e,E.E. S t a h I y, J. Am. Chem. Soc., 55,4153 (1933).
A.Saytzeff,Ann.,179, 300 (1875).
J. M. Church, F. C. Whitmore, J. Аш. Chem. Soc., 56, 182 (1934).
получается уже при добавке к кипящему 2-метилгексанолу-2 следов иода [9]. При кипя- чении mpem-амилового спирта [10] с 15%-ной H2SO4 образуется 2-метилбутеы-2 и небольшое количество 2-метилбутена-1:
ОН
СН8СН2-С—СНз —но-* СНзСН=С-СНзтСП8СП2-С^СН3 III
СНзСНзСНа
В тех случаях, когда третичное гидроксилсодержащее соединение синтезируют по реакции Гриньяра, нагреванием продукта присоединения магнийорганического соединения удается непосредственно получить соответствующий олефин, не выделяй спирт. Для этого после взаимодействия алкал- или арилмагпийгалогенидов с карбонильным соединением и отгонки растворителя остаток короткое время нагревают, при этом отгоняется олефин [11]. Таким образом был синтезирован, например, дифе- нилэтилен из этилацетата и фенилмагнийбромида [12]. 1-Метнл-1-фенилэтилен,/ С6Н5С(СН3)—СН3, был получен из ацетофенона и метилмагинйиодцда [13].,
1-Метил-1-фенилэтилен. Продукт, полученный обычным методом иа 2 моль метилмагнийиодида и 1 моль ацетофенона, после отгоики эфира* нагревают при 100° С в течение 6 ч. Затем разлагают образовавшийся продуй?- водой, экстрагируют алкен эфиром, сушат и перегоняют. Выход 1-меч ил- 1-фенилзтилена 5—6 г (из 10 г ацетофенона); т. кип. 162° С.
Так как способность к дегидратации у первичных и вторичных спиртов довольно- низка, для их дегидратации необходимо применять высококипящие минеральные кис-: лоты (H2SO4 или НЭРО4) или такие сильные водоотнимающие средства, как KHSOgj или ZnCl2.
При взаимодействии кислот со спиртами, подвергающимися дегидратации, вначале образуются соответствующие эфиры, от которых уже при-температуре около 200s С.| отщепляется олефин и регенерируется кислота;
RCH2CH2OH+H2SO4 ^н,0> RCH2CHaOSO3H -H.so,* нсн=сна
Применение концентрированной серной кислоты препаративно просто, но, од^ нако, многие обстоятельства ограничивают возможность ее использования. При повы(г шейной температуре серная кислота вызывает окисление, обугливание и изомеризацию^ кроме того, в этих условиях идет образование простых эфиров. Поэтому для дегидра--!' тации вместо H8SO4 часто предпочитают применять фосфорную кислоту. ТаК^^ например, в лабораторных условиях синтез этилена из этилового спирта действием^ серной кислоты недостаточно удобен; его получают при помощи фоофорной кислоты.^' или лучше всего каталитически, пропуская пары спирта над нагретым гетерогенным^ катализатором [14]. Для синтеза циклогексена иа циклогексанола вместо концентри-"* ропанной серной кислоты, которая легко вызывает обугливание и загрязнение продукта двуокисью серы, лучше применять бисульфат калия ,[15]. Быстро и с хорошим выходе# образуется циклогексен из циклогексанола, веля в качестве дегидратирующего сред-1 ства используют фосфорную кислоту [16].
Циклогексен [16]. Помещают 1000 г циклогексанола и 375 мл 85%-КОЙ Н3РО4 в колбу емкостью 2 л, снабженную колонкой Вигре. соединенной- с нисходящим холодильником. Смесь нагревают до кипения. При 95Q С иа«- [fl] G. Edgar, G. Calingaert, R. Е. Marker, J. Am. Chem. Soc., 51, 1483 (1929).
F. C. Whitmore, C. S. Rowland et al., J. Am. Chem. Soc., 64, 2976 (1942).
J. M. C h г u c h, F. C. Whitmore, J. Am. Chern. Soc., 66, 183 (1934). g
C. F. H. Allen, 8. Converse, Org. Synth., Coll. v. 1, p. 219.■
А, К 1 a g e s, Ber., 35, 2640 (1920).
P. K. Saak min, Ber., 67, 392 (1934).
Gatt ermann - W i eland, Die Praxis des organischen Chemikers, 36 Aufl, Verlag Walter de Gruyter u. Co., Berlin, 1954, S. 100.
В. B. Corson, V. N. Ipatieff, Org. Synth., Coll. v. 2, p. 152; E. L 6 v a s, Ann. chim. [12], 3, 149 (1948).
нается отгонка воды и циклогексена. В процессе отгонки температура понижается до 72° С. Перегонку прекращают, когда в реакционной колбе образуются два слоя жидкости, т. е. начнется полимеризация циклогексена.
Полученный дистиллят разделяется на два слоя. Нижний слой, состоящий из воды и небольшого количества циклогексанола, отбрасывают, а верхний после сушки над СаС12 перегоняют. Остаток после перегонки состоит ив небольшого количества непрореагировавшего циклогексанола. Выход циклогексена 690—700 г (до—91% от теоретического, считая по прореагировавшему циклогексанолу); т. кип. 82—83° С.
Для дегидратации терпеновых спиртов и других соединении, которые могут- легко подвергаться перегруппировкам, используют щавелевую кислоту [17]. При кипячении терпинеола с водным раствором щавелевой кислоты получается в основном терпинолен [18], в то время как при взаимодействии с серной кислотой происходит изомеризация и образуется терпинен.
Тетраметилэтилен [19]. Нагревают 408 з диметилизопропилкарбинола с 1200 г сухой щавелевой инслоты при 100° С в течение 8 ч; затем смесь перегоняют. Дистиллят после многократной промывки ледяной водой сушат над СаС12 и перегоняют над металлическим натрием. Полученный дистиллят разделяют на две фракции фракционной перегонкой. Выход тетраметилэтилена 80% от теоретического; т. кип. 72,9—73,2° С (760 мм pm. ст.).•
В качестве побочного продукта образуется около 20% несимметричного* метилизопропилэтилена:*
(С113)2СОН-СН(СН3)2 —>- (СНз)2С=С(СНа)2+ (СН3)2СН-С=СН2
СН3
Для дегидратации терпеновых спиртов применяется также фталевый ангидрид». [20]. Дегидратирующее действие фталевого ангидрида значительно усиливается при* добавлении небольшого количества бензолсульфокислоты [21]. Например, при дей-- ствнн фталевого ангидрида в присутствии бензолсульфокислоты пропанол-2, бутанол-2, 2-метилпропанол-1, циклогексанон и другие спирты легко дегидратируются до соответ--. ствующих алкенов.
С хорошими выходами и без примесей, обычно образующихся в результате перегруппировок, получают ненасыщенные соединения пиролизом сложных эфиров соответствующих спиртов. Методика очень проста. Пиролиз проводят в жидкой или паровой фазе при 300—500° С. Обработка продуктов реакции также упрощается, так как: в них отсутствуют растворитель и другие реагенты. Пиролизом ацетата метилиаопро— пилкарбинола при 500° С получают чистый 2-мстилбутен-З с 72%-ным. выходом. Одно- • эначно протенает пиролиз ацетйта метилизобутилкарбинола [22], в результате которого получается 2-метилпентен-4. В этих случаях образование олефина происходит претив, правила Зайцева:
(СН3)2СНСН2СНСН3 i^-> (СН3)2СНСН2СН=СН2
О Ас
Пиролизом можно получить даже очень легко изомеризующимся- 1,2-диметпл-- иденциклогексен-4 из соответствующего ацетильного производного- [23]:
/ч /СН2ОАсл хСН2
/5000 с Г
N. Z е 1 i n s к у, J. Zelikow, Ber., 34 , 3249 (1901).
O. Wallach, Ann., 275, 106 (1893).
1. Schurman, С. E. В о о г d, J. Am. Chern. Soc., 55, 4932 (1933).
J. Z e 1 i k о w, Ber., 37, 1376 (1904); S. N a m e t k i n, Ann., 440, 68 (1924);:
G. К о m p p a, G. A. Nyman, Ann., 535 252 (1938).
H. Waldmann, F. P e t г u, Chern. Ber., 83, 287 (1950).
W. J. В a i 1 e у, C. King, J. Аш. Chern. Soc., 77, 75 (1955).
W. J. В a i 1 e y, J. Rosenberg, J. Am. Chern. Soc., 77/ 73 (1955).
43 Заказ 1835.
1,2-Диметилиденциклогексен-4. В вертикальную трубку для сжигания (20 X 300 лл) с боросиликатной насадкой, нагретую до 500° С, в токе азота по каплям вводят 300 а (1,33 моль) диацетата уис-1,2,3,6-тетрагидро-1,2-кси- лиленгликоля со скоростью 1,5 г/мин. Продукт реакции конденсируют, промывают водой, сушат над К2СОа и фракционируют. Выход 1,2-диметилпдеицикло- гексена-4 составляет 68,1 г. В результате фракционирования получают также исходное диацетильное произвогтое и продукт пиролитического отщепления одной ацетильной группы.
При обработке некоторых третичных спиртов ацилирующими средствами в присутствии следов ZnCl, синтез олефинов происходит без промежуточного образования сложных эфиров [24]. Особенно легко подвергаются пиролизу эфиры высших жирных кислот. Например, и-додециловый эфир пальмитиновой кислоты при перегонке при незначительном разрежении очень гладко образует додепттлен-! и пальмитиновую кислоту [25].
Мягним дегидратирующим средством, которое в некоторых случаях весьма пригодно для отщепления воды не только от первичных, но также от вторичных п третичных спиртов, является борная кислота. Борная кислота вначале образует со спиртом тримерный эфир метаборной кислоты, который разлагается до соответствующего олефина с выделением борной кислоты; в этом обнаруживается некоторое сходство с механизмом пиролиза сложных эфиров, хотя дегидратация борной кислотой проводится при более низких температурах (300—350° С). Нагреванием эквимолекулярных количеств н-гептанола, н-октанола, ;<-гексанола, ментола, циклогексанола, холестанола-ЗВ с борной кислотой можно легко получить соотнетствуттиА олефины [26, 27].
Так же, как и при пиролизе сложных эфиров, в результате термического разложения эфиров ксантогеновой кислоты [28] (реакция Чугаева) образуются непасы -щенные соединения, не содержащие примесей, возникающих в результате перегруппировок *:
S
II
R2CHC(R2)OCSCH3 —► RaC=CR2 + COS + CH3SH
Разложение происходит уже при 110—180° С и протекает, таким образом, •в более мягких условиях, чем пиролиз сложных эфиров.
Ксантогенаты получают нагреванием соответствующих спиртов с сероуглеродом и гидроокисями щелочных металлов [29], щелочными металлами [30] или гидроокисью натрия [31] и взаимодействием образующегося ксантогената щелочного металла с алкилиодидом. Большая часть применяемых ксантогенатов является S-метилпроизводными.
О пиролитических реакциях, в результате которых образуются ненасыщенные соединения, см. обзор [32].
[24 [25 [26 [27 [28[29][30][31] .[32][24 [25 [26 [27 [28[29][30][31] .[32]Другой важной особенностью реакции Чугаева является то, что она протекает в большинстве случаев как реакции yuc-элимннирования (Органические реакции, сб. 12, Изд. «Мир», 19б5, стр. 71). — Прим. ред.
[24 [25 [26 [27 [28
[29]
[30]
[31] .[32]
[24 [25 [26 [27 [28
[29]
[30]
[31] .[32]
М. Н. Masson, С. г., 132, 484 (1901).
F. Krafft, Вог., 16, 3020 (1883).
G. L. O'Connor, Н. R. Nace, J. Am. Chem. Soc., 77, 1578 (1955).
W. В ra ndenb erg, A. G a 1 a t, J. Am. Chem. Soc., 72, 3275 (19501.
L. Tschugaeff, Ber., 32, 3332 (1899).
F. C. W h i t m о г e, С. T. S i mp so n, J. Am. Chem. Soc., 55, 3809 (1933).
D. J. С г a m, J. Am. Chem. Soc., 71, 3887 (1949); E. R. Alexander, Л. Mudrak, J. Am. Chem. Soc. 72, 1810 (1950).
G. L. O’Conner, H. R. Nace, J. Аш. Chem. Soc., 74, 5454 (1952).
С. H. DePuy, R. W. К i n g, Chem. Rev., 60, 431 (1960).
Отщепление воды особенно легко происходит у спиртов, гидроксильная грущ которых находится в ^-положении к кето-, карбалкокси-, интро- или питрилки^ группам. Так, при альдолизации производных ацетальдегида под действием имеющих! в реакционной среде кислот наступает дегидратация с образованием а,р-ненасыщеннь карбонильных соединений, т. е. соединений типа кротонового альдегида. Гептен-З-он удается получить из гептаноЛ-4-опа-2 уже при кипячении последнего в течение 1 с разбавленной серной кислотой [33]:
СН3СН2СН2СНСН2СОСН3 “Зн^ СНзСПгСН2СИ=СНСОСНз
ОН
Диацетоновый спирт (СН3)2СОНСН,СОСН3 в присутствии следов иода дегидр| тируется до окиси мезитила (CH3)2C—СНСОСН,,.
Окись мезитила [34]. К 700 г диацетонового спирта прибавляют 0,5 пода, смесь перегоняют с небольшой колонкой при атмосферном давлени] После того, как около 2/3 содержимого колбы перейдет в дистиллят, из остатк собирают фракцию, кипящую при 125 — 130° С и являющуюся чистой окись, мезитила. Первые 2/3 дистиллята образуют два слоя, из которых нижний водны слой отбрасывают, а верхний сушат над СаС12 и перегоняют. При этом получасе ацетоновую францию (т. кип. 60—80° С), среднюю фракцию (т. кип. 80—125° < и фракцию окиси мезитила (т. кип. 126—130° С). Из водного слоя, насыща его К2СОа, можно выделить еще 11 г масла, состоящего из равных частей ац< тона и окиси мезитила. Общий выход сырой окиси мезитила 578 г (98% от те< ретического).
По другим данным [35], на 1100 г технического диацетонового спирт достаточно 0,1 г иода.
р-Оксикислоты также легко отщепляют воду с образованием пепасыщеннщ кислот. Однако этот способ не имеет большого значения, так как во многих случая синтез ненасыщенных карбоновых кислот другими методами значительно легче, чв; получение исходных оксикислот.
У эфиров р-оксикислот, образующихся по реакции Реформатского, очея легко, часто уже при перегонке н омылении, происходит отщеплеине воды. Для полно дегидратации необходимо нагревание с уксусным ангидридом, ацетилхлоридом бисульфатом калия, муравьиной или серной кислотами. При этом в зависимости о заместителей у Р-утлеродного атома образуются а.р- или р,у-ненасьпценные карбоне выг кислоты, или их смесь [36]. В некоторых исключительных случаях из Р-оксикис лот, выбрав соответствующее водоотнимающее средство, можно получить тольк а,р- или Р.у-ненасыщепные кислоты. Так, из циклогексанолуксуспой [37] кислоте (1) при действии KHSO4 или Р20б образуется циклогексенуксусная кислота (11) а при действии уксусного ангидрида — изомерная а,р-ненасыщенная кислота (111)
,v ЮН J^CHsCOOH,v ЮН J^CHsCOOHААуСНгСООНуСНгСООНу^уСИСООНу^уСИСООН
,v ЮН J^CHsCOOH
,v ЮН J^CHsCOOH
А
А
уСНгСООН
уСНгСООН
у^уСИСООН
у^уСИСООН
При взаимодействии а-оксикислот с дегидратирующими средствами больше^ частью образуются не а,р-ненасыщенные кислоты, а в основном лактиды и ангидрида пли в результате отщепления муравьиной кислоты — альдегиды. Однако а,р-ненаск щенные кислоты легко можно получить омылением соответствующих а,р-ненасыщен: пых нитрилов, образующихся путем отщеплешгя воды от а-оксинитрилов при помощи
М. S m i t h, В. Chase, R. Rhodes, J. Am. Chern- Soc., 66/1548 (1944)
H. Hibbert, J. Am. Chem. Soc., 37, 1755 (1915).
B. Conant, N. Tuttle, Org. Synth., Coll. v. 1, 1941, p. 345.
R. J,. Shriner, Org. Reactions, 1, 11 (1942).
O. Wallach, Ann., 365, 257 (1909).
43*
тпопилхлорнда [38] или пятиокпси фосфора [39]. Примером может служить синтез а-метплакрилонитрила.
а-Метил акрилонитрил [39]. В колбу емкостью 500 мл, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и капельной воронкой, быстро отвешивают 75 г Р2О6; помещают колбу на водяную баню и при 10—15° С по каплям прибавляют в течение 30 мин 42,5 в ацетонциангидрина при энергичном перемешивании. Образующийся нитрил отделяют от вязкой массы перегонкой. После повторной перегоняй выход а-метилакрилонитрила 11,5 а (34,3% от теоретического); т. кип. 89—91” С.
Ненасыщенные кислоты типа малеиновой и фумаровой кислот можно легко получить дегидратацией соответствующих оксикислот.
Фумаровая кислота [40]. Нагревают 500 г яблочной кислоты при 140— 150° С в течение 40 ч. Образовавшийся твердый плав растворяют в горячей воде, отфильтровывают выпавшую носле охлаждения фумаровую кислоту, фильтрат упаривают, а остаток, состоящий из непрореагировавшей яблочной кислоты, вновь вводят в реакцию.
Малеиновую кислоту также можно получать дегидратацией яблочной кислоты [41].
Каталитическая дегидратация спиртов имеет в основном большое значение ддя промышленного синтеза олефинов, но применяется и в лабораторной практике, особенно для получения низших олефинов: этилена, пропилена, бутилена. Подходящими катализаторами для этого процесса являются у-окись алюмииня, окись тория и голубая окись вольфрама. Первичные и вторичные спирты дегидратируются чаще всего в газовой фазе при 250—450° С. Высококипящие спирты дегидратируются уже без катализатора при 150—200° С (стр. 672).
Отщепление галогеноводородов
Отщепление галогеноводородов полностью аналогично отщеплению воды от спиртов. Так как многие галогениды получают только из соответствующих гидроксильных соединений, то этот метод следует рассматривать в основном как обходный путь. Однако известны многочисленные случаи, когда ок обладает преимуществом. Дегидрогалогенирование может проводиться двумя способами:
Термическое отщепление в присутствии катализаторов.
Отщепление действием органических или неорганических оснований.
Термическое отщепление галогеноводородов, которое протекает в большинстве случаев по радикальному механизму, идет при довольно высокой температуре и большей частью в присутствия катализаторов. В качестве катализаторов применяют или вещества с высокоразвитой поверхностью (каолин, кизельгур и др.), или металлы [алюминий, никель, медь, цинк) и их безводные окиси. Так, из 1,2-дихлорэтана при гагревании до 600° С (20 ат) получают с хорошим выходом винилхлорид [42]. Анало- ичная реакция происходит при 500° С в присутствии смеси SnO2 и FeCl2 на активиро- занном угле [43].
[38] Л. Н. Cook, R. Р. Linstead, J. Chem. Soc., 1934, 956; W. S. R a p s о n,[38] Л. Н. Cook, R. Р. Linstead, J. Chem. Soc., 1934, 956; W. S. R a p s о n,Низкотемпературное дегидрогалогенирование под действием неорганических тли органических оснований может протекать по двум механизмам [44] (в зависимости
[38] Л. Н. Cook, R. Р. Linstead, J. Chem. Soc., 1934, 956; W. S. R a p s о n,
[38] Л. Н. Cook, R. Р. Linstead, J. Chem. Soc., 1934, 956; W. S. R a p s о n,
[39[40[41 42 r43 44[39[40[41 42 r43 44R. R о b i n s о n, J. Chern. Soc., 1935, 1538; L. E. К 1 n g, R. Robinson, J. Chem. Soc., 1941, 467.
[39
[40
[41 42 r43 44
[39
[40
[41 42 r43 44
D. Gotkis, J. B. Cl oke, J. Am. Chem. Soc., 56, 2711 (1934).
A. Baeyer, Ber., 18, 676 (1885).
R. Anschutz, Ber., 14, 2791 (1881).
Пат. ФРГ 899191 (1951); Farbw. Hoechst, H. К r e k e 1 e г; C., 1954, 7288.।
J. C. G b о s h, S. R. P a s Guha, Petroleum, 14, 261 (1951).
Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4 Aufl., 5/4, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1960, S. 729.
от того, является ли первой стадией, определяющей скорость реакции, ионизация соединения, содержащего галоген, или отщепление протона):
CHsCBjXСНзСН2-—--> СН2=СН2 + Н2О
сн3св2х -тг* СН2-СВ2+Н2О +Х-
В первом случае образование олефина зависит от полярности растворителя, во-втором — от концентрации и силы основания.
Легкость отщепления, как и при дегидратации спиртов, тем больше, чем меньше атомов водорода находится у галогенсодержащего углеродного атома, так что тенденция к отщеплению увеличивается в ряду: первичные галогениды < вторичные галогениды < третичные галогениды. Кроме того, она растет с увеличением атомного веса галогена.
Отщепление галогеноводорода, как и отщепление воды от спиртов, происходит в соответствии с правилом Зайцева [45], согласно которому протон отщепляется предпочтительно от углеродного атома, содержащего меньшее число атомов водорода.
Благодаря атому обстоятельству возможно направленное перемещение двойной связи посредством присоединения и обратного отщеплеиня галогеноводорода:
(СН3)гСН—СН=СН2 + Ш —► (СНз)аСН—СНГ—СЩ —* (СН3)2С=СН—СНз + Н!
Синйе триметилэтилена таким путем, конечно, не имеет практического значения, так как его значительно удобнее получать из амиловых спиртов.
Шкала дегидрогалогенирующих средств достаточно обширна: от безводных алкоголятов щелочных металлов, твердых щелочей или их растворов в воде или органических растворителях, солей щелочных металлов со слабыми кислотами до таких органических оснований, как пиридин, аинлин, диметиланилин или хинолин.
Отщепление галогеноводорода часто сопровождается побочными реакциями: омылением галогенсодержащего соединения неорганическими основаниями
RX 4-КОН —> ROH4-KX
или образованием простых эфиров при использовании алкоголятов:
RX4-KOCH3 —► ROCH84-KX •
Отщепление галогеноводорода, легко протекающее в присутствии третичных аминов — дцметилаинлина, пиридина или хинолина, сопровождается образованием четвертичных аммониевых солей [46]. Хорошие результаты были получены [47] при использовании третичных аминов, у которых образование четвертичных аммониевых солей затруднено стерическими факторами, например в случае атилднизопропиламина, этилдицикдогексиламина. Так, при действии на 1,2-дибром-2-метилпропан КОН в этиленгликоле [48] с очень хорошим выходом получается 1-бром-2-метилпропен-1:
СНзхСНзх
>С—СН2Вг —►V=CHBr
CH;/ |' GHZ
Вг
1-Бром-2-метилпропен-1. В трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, нагревают без доступа влаги 47 а (0,225 моль) этилдициклогексиламнна до 140° С н быстро прибавляют по каплям 32,3 г (0,15 моль) 1,2-дибром-2-метилпропана. Через 5,5 ч к колбе присоединяют короткую колонку Вигре и при энергичном перемешивании перегоняют реакционную массу, в результате чего получают 15,5 г дистиллята (температура бани 140* С). При перегонке с водяным паром остатка, разбавленного 50 мл воды, выделяют еще около 1 в масла, которое объединяют с основным количеством и перегоняют еще раз. Выход продукта 5,5 8 (77% от теоретического); т. кип. 91° С; ng 1,4623.
A. gaytzeff, Ann., 179, 296 (1875).
С. R. N о 1 1 е г, R. Dinsmore, J. Am. Cbem. Soc., 54, 1025 (1932).
S. H ii n i-g, M. К i e s s e 1, Chern. Ber., 91, 381 (1958).
E. А. В г a u d e, E. A. E v a n s, J. Chern. Soc., 1955, 3328.
Применяя этилднцпклогексиламин и этилдиизопроииламин, можно также дегидроталогенировать а-галогенированные эфиры. Таким же методом получают с выходом 80—86% винилэтиловый и р-хлорвинилбутиловыи эфиры [47].
Легко дегидрогалогенируются а,р-дигалогенкарбонильные соединения, давая ненасыщенные а-галогенкарбонильные соединения. Например, а-бромкротоновая кислота получается с выходом 90% при обработке а,Р-диброммаслянои кислоты водным раствором КОН [49].
При взаимодействии этилового эфира а,р-дибромпропионовой кислоты с этила- том натрия ■ в абсолютном этиловом спирте (охлаждение льдом) образуется < с выходом 80% этиловый эфир а-бромакриловой кислоты [50]. Однако ненасыщенные ‘ карбоновые кислоты лучше получать отщеплением воды от оксикислот. Напротив, ненасыщенные дикарбоновые кислоты типа ыалеиповой и фумаровой почти всегда ' синтезируют из галогензамещенных янтарных кислот. Фумаровая кислота легко обра- : зуется при кипячении мопобромянтарнои кислоты с водой [51] или нагревании ее ' . выше точки плавления [52]; при этом отщепляется 1 моль НВг.
Отщепление галогена
Получение этиленовых соединений отщеплением галогена от 1,2-дигалогенидо9 ^ нецелесообразно, так как соответствующие дигалогениды могут быть синтезированы ; почти исключительно путем присоединения галогена по двойной связи. Однако этот д метод важен тем, что продукты присоединения галогенов являются, большей частью, ’
хорошо кристаллизующимися, трудно растворимыми веществами, которые могут использоваться как для выделения веществ, так и для разделения смесей.
Дегалогенирующими средствами служат металлы: медь, магний, цинк, алюминий, железо, щелочные металлы, а также гидроокиси или иодиды щелочных металлов, растворенные в этиловом спирте или ацетоне. Обычно отщепление галогена связано со значительным тепловым эффектом, поэтому целесообразно применение растворителей [53]. Общим методом дегалогенирования соединений, содержащих атомы галогена у соседних углеродных атомов, является обработка цинковои пылью спиртового раствора соединения.
4,4,4-Трифторбутен-1 [54]. Раствор 2,80 г 2-иод-1-хлор-4,4,4-трифтор- бутана в 3 мл этилового спирта медленно прибавляют к 10 г цитпеокой пыли в 20 мл кипящего этилового спирта. Отгоняющийся продукт промывают водой и перегоняют еще раз. Выход 4,4,4-трифторбутена-1 0,92 а (80% от теоретичен ского); т. кип. 10,5° С.
гас-сн3-сн1-снас1 2S. f3c-ch2-ch=chs
Изолированные атомы галогена в этих условиях не отщепляются [55].
При дегалогопировапии 1,2-дигалогенопроизводных не происходят реакций^"* изомеризации и перегруппировки. Одпако при дегалогенировании цинком или алюми- ' нием 1,3-дигалогенопроизводных [56] и некоторых полигалогеносоединений в большинстве случаев нельзя избежать частичной циклизации. Для устранения циклизации при дехлорировании нолихлорсоединений применяют спиртовой раствор КОН в аце-
N. Н. Cromwell, F. Pelletier, J. Org. Chem., 15, 881 (1950).
H. Bretschneider, N. К arb itschka, G. Piekarski, Mh. Chem., / 84, 1084 (1952).
R. F i 11 i g, L. D or n, Ann., 188, 90 (1877); J. Volhard, Ann., 268, 256’ (1892); W. J. Muller, F. S u c k e r t, Ber., 37 , 2598 (1904).
А. К c k u 1 6, Ann., 180, 22 (1864); J. Volhard, Ann., 242, 158 (1887).
Houben-Weyl, Mothoden der organisation Chemie, 4 Aufl., 5/4, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1960, S. 720.Й
B. N. H a s z e 1 d i n e, K. L e e d h a m,B. R. Steele, J. Chem,-
Soc., 1954, 2040.-
C. Wilson, J. Chem. Soc., 1945, 50.
H. C. Fuson, H. Gilman, Organic Chemistry, v. I, 2 ed., Verlag J. Wr’ ley a. Sons, New York, 1943, p. 74.;
тоне [57]. Таким способом удалось получить с 84%-иым выходом а-перхлортекса- триен-1,3,5:
cci2=cci-cci2-cci2-cci=ca2 -“АИли^ cci2=cci-cci_cci-cci=cci2
Дигалогепопроиаводпыо можно также дегалогенировать действием иодидов щелочных металлов в ацетоне или других растворителях [58]. Образующиеся вначале дииодиды неустойчивы и легко отщепляют иод, особенно в случае соединений, содержащих карбонильную или карбоксильную группы.
Для дегалогенирования можно также применять смесь Mg и Mgl2 в абсолютном эфире. Таким методом, например, получают диоксен из 2,3-дихлордиоксапа [59]:
ОО
Н2с/ ^СПС1 „ , „ . Нас/ ^СН[| Mglg; Mg; эфир^ ।||
Н2С. zCHClН2СХ ,СН
о
Диоксен [59]. В трехгорлую колбу емкостью 5 л. снабженную капельной воронкой, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и мешалкой, помещают 82,6 г (3,4 молъ\ магниевой стружки и 1200 мл абсолютного эфира. Затем небольшими порциями добавляют 91,5 г (0,4 моль) иода (образование Mgl8 происходит со значительным выделением тепла). К полученной бесцветной смеси прибавляют по каплям при энергичном перемешивании 314 г (2 моль) 2,3-дихлордиоксана в 200 мл эфира с такой скоростью, чтобы окраска раствора была светло-коричневой (продолжительность прибавления около 9 ч). После перемешивания в течение 30 мин бесцветную смесь выливают в ледяную воду, эфирный слой отделяют, сушат над Na2SO4 и перегоняют, собирая фракцию , с т. ниц. 93—95’ С. Выход продукта 84,3 з (49% от теоретического).
Из возможных стереоизомеров этиленовых соединений при отщеплении галогена пз дигалогенидов образуется в основном стабильный трляс-изомер, например из дибром- и изодибромянтарной кислот — фумаровая нислота. Однако из эфира дибромкоричной кислоты получается наряду с траяс-изомером около 10% эфира ^иг-коричной (аллокоричной) кислоты [60].
Иногда дегалогенирование используют для получения производных неустойчивых этиленовых соединений. Для этого сначала присоединяют к двойной связи галоген, в результате чего образуется соответствующее производное, которое затем вновь подвергают дегалогенированию.*
Метиловый или этиловый эфиры акриловой кислоты можно, например, получить присоединением брома к акриловой кислоте с последующей этерификацией образовавшейся при этом а,р-дибромпропионовой кислоты и кипячением эфира в спиртовом растворе с цинковой стружкой [61].
Интересный метод отщепления галогена основан на следующей реакции:
-СНХ-СН- •—> -СН=СН-
ОСНз
Нагреванием p-галогенэфира с цинковой пылью [62] в 90—95%-ном этиловом, н-пропиловом или изопропиловом спиртах можно отщепить галоген и алкоксигруппу
A. Roedig, G. Voss, Е. Kuchinke, Ann., 580, 24 (1953).
Н. Finkelstein, Вег., 43, 1528 (1910).
R. К. Summerbell, R. R. Umnoefer, J. Am. Chem. Soc., 61, 3019 (1939).
C. Liebermann, Bcr., 24, 1108 (1891).
Герм. пат.-555 933; С., 1932, II, 1969.
C. G. Schmitt, С. E. В о о г d, J. Am. Chem. Soc., 54, 759 (1932).
с образованием этиленовой связи. В основном применяют p-бромэфиры, которые получают по приведенной ниже схеме [63]:
СН3СИО + CsH6OH + НС1СН3СИО + CsH6OH + НС1СН3-СНС1 + Н2ООС2Н6СН3-СНС1 + Н2ООС2Н6
СН3СИО + CsH6OH + НС1
СН3СИО + CsH6OH + НС1
СН3-СНС1 + Н2О
ОС2Н6
СН3-СНС1 + Н2О
ОС2Н6
СНз-СНС1+ Вг2 —► СН2Вг-СНВг + НС1II
,ОС2Н6ос2н5
RMgBr+Br-CH-OCsHe —► R-CH-OC2H5 + MgBr2
II
CH2BrCH8Br
Этим методом удалось синтезировать ненасыщенные жирные кислоты (олеиновую и элаидиновую), идентичные природным соединениям [64].
Из хлорнонилового альдегида действием брома получают а-бром-се-хлорио- пиловый альдегид, который затем обрабатывают метанольным раствором .бромистого водорода:
С1-(СН2)7-СНВг—СНО-1 НВг+СНзОН —► С1—(СН2)7-СНВг-СНВг + Н2О
ОСНз
Полученный 8,9-днбром-9-метоксинонилхлорид дает с и-октилмагнийбройидом 8-бром-9-метоксигептадецилхдорид, при обработке которого цинковой пылью в кипящем бутаноде образуется о-хлоргептадецен-8,9:
С1(СН2)7-СНВг-СН-(СН2)7-СНз С1(СНа)7-СН=СН-(СН2)?-СН3
ОСНз
Превращение его в нитрил и последующее омыление приводит к смеси олеиновой и элаидиновой кислот.
Расщепление азотсодержащих соединений
В то время как элементы воды от спиртов можно отщеплять, прямо или косвенно, при помощи водоотнимающих средств, аналогичное отщепление аммиака (или аминов) от первичных, вторичных, а также третичных аминов протекает не всегда. Такую реакцию удается осуществить только в отдельных случаях: например, па галогеноводорорг пых солей аминов при отщеплении NH4C1 образуются олефины:
RCH2CH2NH2 • НС1 —> BCH=CHa + NH4Cl
Этот метод нашел препаративное применение прежде всего в гидроароиатическом ряду. Например,туйон, выделенный из масла туи, при нагревании с формиатом аммония- образует туйонамин|65], солянокислая соль которого при сухой перегонке даеттуйен. Аналогично из 1,3-диамнио-1-метилцик*10гексана получили 2,3-дигидротолуол [66].
Основания Манниха [67, 68], которые образуются при конденсации соединений,- содержащих активный водород, с формальдегидом и аммиаком или первичными иля вторичными аминами, являются во многих случаях ценными промежуточными продуй-, тами при синтезе ненасыщенных соединений. При нагревании свободных оснований иля их солей происходит отщепление аминогруппы и образуются соответствующие неиаоы-
[63][64[65[66[63][64[65[66И. В. Dykstra, J. F. Lewis, С. Е. В о о г d, J. Am. Chern. Soc., 52, ' 3397 (1930).
[63]
[64
[65
[66
[63]
[64
[65
[66
R. N о I I е г, A. Bannerol, J. Am. Chern. Soc., 56, 1563 (1934).
0. Wallach, Ann., 286, 99 (1895).
C. 11 a r r i e s, W. Antoni, Ann., 328, 88 (1903).
F. F. В I i c k e, Org. Reactions, 1, 303.
H о u b e n - W e у 1/ Methoden der organischen Chemie, 4 AufL, 11/1, Georg* Thieme Verlag, Stuttgart, 1957, S. 731.
шейные соединения. Таким методом могут быть получены ненасыщенные кетоны [69], альдегиды [70], кислоты [67] и ненасыщенные нитросоединения [71].
Метилвинндкетон [69]. Третичный амки, полученный кипячением ацетона, солянокислого диэтиламяна и параформальдегида в изопропиловом спирте в течение 6 ч, переводят в гидрохлорид и дезаминируют последний нагреванием до 150° С; при этом образуется метилвинилкетон:
СНзСОСНз+СНгО+ССзНбЬТШ-НС! “н^* CH3COCH3CH2N(C2H5)2 • нсц—*
—> CH3COCH=CHa+(C8H5)aNH-HCl
Амины можно также превратить в ненасыщенные соединения через четвертичные аммониевые основания. Из четвертичных аммониевых оснований, алкильные остатки которых содержат два или более углеродных атома, при термической обработке образуются наряду с амином ие спирТы, а олефины и вода:
[(C3H7)(CsH5)(CH3)2N]+OH- —* СгН7^СН3)2+СН2=СН2 + Н2О
При этом из нескольких возможных олефинов всегда образуются олефины с наименьшим числом атомов углерода [72]. Для получения олефинов таким методом прежде всего синтезируют четвертичные аммониевые соли, в основном иодиды. Из четвертичных аммониевых солей обработкой окисью серебра получают четвертичные аммониевые основания, которые затем разлагают или термически или действием сильных оснований. Таким образом, например, из гидроокиси пинаколилтриметиламмония получают трет-бугилэтилен [73].
mpem-Бутилэтилен. Метилируют пинаколиламин и на свободного амина и йодистого Метила получают четвертичную аммониевую соль. Обрабатывают 84 з пинаколилтриметиламмонийиодида избытком окиси серебра. Воду отгоняют в вакууме (10—15 лл pm. cm.) до образования твердого белого вещества, затем давление снижают до 0,01—0,005 яле pm. cm. и собирают продукт разложения в ловушке, охлаждаемой жидким воздухом. Разложение длится около трех недель. Конденсат промывают водой, отделяют углеводородный слой, промывают его три раза 3%-ной НС1, два раза 2%-ным раствором К2СОа и сушат над порошкообразным NaOH. Продукт очищают перегонкой. Выход третп-бутилэтилеиа 13 г (50% от теоретического); т. кип. 41,1—41,6° С (761 лл pm. cm.).
При исследовании механизма расщепления по Гофману было установлено [74], что четвертичные аммониевые соединения могут*гакже образовывать соответствующие олефины под действием металлоорганических соединений, например фениллития, или при действии амида калия в жидком аммиаке в очень мягиих условиях.
Нитрилы с активированным водородом у ^-углеродного атома могут переходить в олефины под действием амида калия в жидком аммиаке с отщеплением синильиой кислоты [75]:
сан6-сн3-С(Свн6)2 ™£JS?> свн5-сн=С(С0нБ)2
CN
Трифенилэтилен, например, получают этим способом с выходом 94%. Также с хорошим выходом образуются 1,1,2-трифенилпропен-1 и тетрафенилэтплен.
Н. J. Hagemeyer jr., J. Am. Chern. Soc., 71, 1119 (1949).
C. S. M a r v e 1, R. L. M у ers, J. H. S a u n d e г a, J. Am. Chern. Soc., 70, 1694 (1948).
[71 ] A. T. Blomquist, T. H. Shelley, J. Am. Chem. Soc., 70, 147 (1948).
M. L. D h a r, E. D. H u g h e s et al., J. Chem. Soc., 1948, 2097.
P. G. S t e v e n s, J. H. R i c h m о n d, J. Am. Chem. Soc., 63, 3132 (1941).
G. Wittig, R. Polster, Ann., 599, 13 (1956); 612, 104 (1958).
C. R. Hauser, W. R. Brasen, J. Am. Chem. Soc., 78, 82 (1956).
682
//. Сопряженные двойные связи
Диены
Методы, служащие для получения изолированных двойных связей, в принципе- могут быть применены it для получения сопряженных двойных связей, причем образование сопряженных двойных связей происходит легче, так как оно часто энергетически более выгодно. Важнейшими методами получения соединений с сопряженными связями являются: отщепление воды от ненасыщенных спиртов; отщепление воды от гликолей; отщепление галогеповодорода от ненасыщенных галогенидов; отщепление галогеноводо- рида от дигалогенидов; дегалогенирование тетрагалогенидов; разложение четвертичных аммониевых оснований (получаемых из ненасыщенных 1,4-диаминов исчерпывающим метилированием). ,
Дегидратация ненасыщенных спиртов применяется очень редко, так как сами олефиновые спирты являются трудно доступными соединениями. Отщеплением воды от рицинолевой кислоты можно синтезировать октадекандиеповую кислоту [76], которая благодаря наличию сопряженных двойных связей является ценным исходным материалом для получения синтетических высыхающих масел типа древесного масла.
В случае дегидратации гликолей нанболее пригодны 1,2-, 1,3- и 1,4-диолы. Дегидратация пинакона 177] 48%-ной НВг дает с 60%-ным выходом 2,3-диметилбутадиеи, более высокие выходы (86%) получают при пропускании паров пинакона над окисью алюминия при 420—470° С.
В качестве примера дегидратации 1,3-диолов следует упомянуть синтез 1,3- бутадиена. Такая дегидратация может быть осуществлена нагреванием с фосфорной кислотой, фосфатами пли с хлорангидридом фосфорной кислоты [78].
Дпспы легко образуются также при пиролизе эфиров диолов, в основном диацетатов и диформиатов [79].
Отщепление галогеноводорода от ненасыщенных галогенидов находит применение при получении 2-фенилбутадиена-1,3 [80]:
СН2=С-СНС1-СН3 —*• сн2=с—сн=сп8
Свн5 С6И5
2-Фенилбутадиен-1,3. Ненасыщенный хлорид растворяют в трехкратном объеме пиридина и нагревают на кипящей водяной бане в течение 1 ч. После охлаждения реакционной смеси прибавляют при перемешивании примерно 30%-ную охлажденную HoS04 и тотчас же небольшое количество гидрохинона. Углеводород извлекают эфиром, промывают, сушат и перегоняют в вакууме. Выход продукта около 50% от теоретического; т. кип. 66—67® С (13 мм рт. ст.).
Отщепление галогеноводорода легко достигается перегонкой ненасыщенного галогенида с твердой гидроокисью щелочного металла. Таким образом синтезируют,- например, 4-метилгексадиен-1,3 из 4-бром-4-метилгексена-1 [61].
В препаративных масштабах 1,4-дифенилбутадиен-1,3 легко получают отщеплением галогеповодорода от дигалогенида. Для этого достаточно нагревать 2,3-дибром- 1,4-дифенилбутан С хинолином в течение 30 мин при 160? С [82].
Отщепление галогена от 1,2,3,4-тетрагалогепидов почти не имеет препаративного значения. Бутадиен-1,Зв лабораторной практике получают из 1,2,3,4-тетрабром- бутаиа [83].
J. Scheiber, Farbe u. Lack, 1929, 153; Angcw. Chern., 46, 643 (1933).
C.F. H. A I 1 e n,A. В e 1 1, Org.Synth., 22, 39,40(1942).
J.Boeseken,W. J. v a n de г Gracht,Rec.trav. chim., 56, 1206
(1937).
L.D e n i v e 1 1 e,C. r., 208, 1024 (1939).
]80] К.A 1 d e r, J. IIa у d n. Ann.,570, 208 (1950).
N. A. Milas, A. M c A 1 e v y, J. Am. Chern. Soc., 57, 581 (1935).
А. В. Домбровский, А. П. Терентьев, ЖОХ, 26, 2780 (1958).
R. A. J а с о b s о n, J. Am. Chem. Soc., 54, 1545 (1932); E. H. Farmer, C. D. Lawrence, j. F. Thorpe, J. Chem. Soc., 1928, 729.
Полиены
Примером синтеза соединений с тремя сопряженными двойными связями является синтез нинлогсптатриена (тропилидена) по Вилынтеттеру [84].
Циклогептатриен. Исходным продуктом является циклогептаноя IV. Из цмклотептанона сначала синтезируют циклогептен V либо восстановлением его до циклогептилового спирта с последующим превращением спирта в иодид и отщеплением от иодида HI спиртовым раствором КОН, либо получением циклогептаноноксима, восстановлением его до циклогептиламина, исчерпывающим метилированием последнего и отщеплением триметиламина. Циклогептен переводят потом в дибромид VI, при обработке которого диметиламином в инертном растворителе одновременно отщепляется 1 лоль НВг и образуется димстиламиноциклогептен VII. Взаимодействие диметиламиноциклогептена с иодистым метилом приводит к образованию четвертичной соли, которая дает с окисью серебра основание, термически расщепляющееся на циклогептадиен VIII, триметиламин и воду. Присоединение брома к циклогептадиену происходит по концам сопряженной системы с образованием дибромциклогептена IX. От дибромциклогептена при действии хицолниа отщепляется 2 моль НВг, в результате чего получается с теоретическим выходом циклогептатриен (тро- нилиден) X:
Принципиально подобным же методом Вильштеттеру удалось получить [86] циклооктатетраен — соединение с четырьмя сопряженными связями . Однако легко доступным соединением циклооктатетраен стал только благодаря изящному синтезу Реппе [86]: циклооктатетраен получают с 80%-ным вьусодом полимеризацией ацетилена в автоклаве под давлением в тетрагидрофуране в присутствии хлорида или цианида никеля и небольшого количества окиси этилена.
Ароматические и гетероциклическиенепредельные соединения
Важнейшим методом получения ароматических и гетероциклических систем двойных связей является дегидрирование. Реакции дегидрирования протекают в относительно мягких условиях, так как ароматические и гетероциклические соединения являются энергетически наиболее выгодными системами. Легкость дегидрирования тем больше, чем ближе соединение к ароматическому состоянию, т. е. чем больше оно уже содержит двойных связей. Так, например, при нагревании эфира дигидролутидипдикар-
боновой кислоты в присутствии палладиевой черни уже при 90° С происходит отщепление водорода и образуется эфир лутидиндикарбоновой кислоты [87]:
,COOCsH6 CsHsOOC^^^OOCsHs
HgC/ N ХСНз
Зелинский обнаружил [88], что уже при относительно низких температурах ." (116—118° С) три изомера метилциклогексена при пропускании их над палладиевым ’ катализатором дегидрируются до толуола с одновременным образованкем метилцикло- -■ гексана. Такое явление, при котором ненасыщенные соединения при относительно - низких температурах образуют ароматические и насыщенные системы вследствие 5 диспропорционирования, часто наблюдается при каталитическом дегидрировании, в результате чего редко выделяется теоретически рассчитанное количество водорода. Повышение температуры сдвигает эту реакцию в сторону полного дегидрирований./
Для дегидрирования алициклических соединений должны применяться гораздо^ более жесткие условия. В то время иак тетралин в присутствии платинового или пал-г" ладиевого катализатора дегидрируется в жидкой фазе при 185° С, для дегидрирования .: декалина требуется температура не менее 300° С [89].• л
Процесс дегидрирования, так же, как и процесс гидрировании, зависит от температуры; между обоими процессами при дайной температуре существует равновесие,.: которое при понижении температуры смещается в сторону гидрирования, а при повы-> тении температуры — в сторону дегидрирования. Катализаторы гидрирования часто- s пригодны и для дегидрирования.
Наилучшими катализаторами дегидрирования являются платиновые и палладиевые катализаторы [90]. Никелевые катализаторы менее пригодны, так как из-за • высокой температуры, необходимой в этом случае для дегидрирования, легко проис-’ ходит обугливание. В качестве катализатора дегидрирования Иногда применяется/ также осмий [91].
Высококипящие вещества могут дегидрироваться в жидкой фазе в результате. простого нагревания в присутствии катализатора. Более низкокипящие вещества де— гидрируют в запаянной трубке или пропусканием их паров над катализатором [89]. •
Параллельно дегидрированию протекает ряд побочных реакций: отщепление^ заместителей, перемещение боковых цепей, сужение и расширение циклов, расщепление и замыкание колец. Насыщенные циклические соединения, которые не способны к обг' разеванию ароматических систем (циклопентан, циклогептан), как правило, вообще , не дегидрируются.’
Реакцию дегидрирования с успехом используют для определения строения терпенов и камфор. Например, расщепление иарана или пинана до n-цимола становится возможным только потому, что при разрыве трех- или четырехчленных циклов в эти# л случаях появляется возможность образования ароматической системы [92].
Окиси и сульфиды, например Сг2О3, MoS2l также катализируют реакцию дегид-. рнрования [93], однако при более высоких температурах. Кроме того, они катализи-,
Е. Knoevenagel, J. Fuchs, Вег., 36, 2848 (1903).
N. D. Zelinsky, Вег., 57, 2055 (1924).
R. Р. L i n s t е a d, К. О. А. М i с n а е I i s, J. Chern, Soc., 1940, 1127, 1134; ^ R. P. L i n s t e a d, A. F. M i 1 1 i d g e, S. L. S. Thomas, A. L Wal- p о 1 e, J. Chern. Soc., 1937, 1146.»
N. D. Zelinsky, Ber., 44, 3121 (1911).
A. A. Balandin, Z. physik, Chern. Abt. B, 9, 49 (1930).n
N. D. Zelinsky, R. J. L e w i n a, Ann., 476, 60 (1929).г
S. G о 1 d w a s s e г, H.S-Taylor, J. Am. Chern. Soc., 61, 1766 (1939); ' Б. Молдавский Г. К а м у ш е р, С. Лившиц, ЖОХ, 7 (69), 131 (1937); С., 1938, 1, 4604..
руют циклизацию парафиновых и олефиновых углеводородов в ароматические соединения [94].
Во многих случаях используют также химические методы дегидрирования. Хорошие результаты получаются при дегидрировании частично ненасыщентгит соединен иий серой или селеном.
Дегиррирпия шт* серой [95]. Дегидрируемое вещество смешивают с рассчитанным количеством серы и нагревают на металлической бане. При температуре около 180° С начинается выделение сероводорода. До конца реакцию- доводят нагреванием до 200—220° С и, если необходимо, повышают температуру до 260® С. Дегидрирование заканчивается через несколько часов; выделение вещества, если возможно, осуществляют вакуумной перегонкой.
1-Фенилнафталин [96]. В колбу Клайзена емкостью 200 м* вносят смесь 6 а (0,18 *оль) порошкообразной серы и 35 г (0,17 молъ) 1-фенил-3,4- дигидронафталииа и нагревают ее на металлической бане до 250—270tf С. После- нагревания в течение 30 лемм выделение сероводорода прекращается. Образовавшееся вязкое масло перегоняют в вакууме. Выход продукта 32—33 г (91— 94% от теоретического); т. кип. 134—135° С (2 мм рт. ст.) или 189—190’С (12 м.ч рт. ст.).
Селен в качестве дегидрирующего средства был впервые применен Дильсом [97]. Используя этот метод, удалось установить, что углеродный скелет никлопеятанофАиятт- трена является основой стеринов, желчных кислот и стероидных гормонов. Дегидри- ровапие при помощи селена требует применения высоких температур, что вызывает иногда протекание побочных реакций.
Дегидрирование селеном. Соединение, подлежащее дегидрированию, смешивают с рассчитанным количеством селена и нагревают при 250— 280° С в колбе, снабженной воздушным холодильником. Температуру медленно повышают, но обычно не выше 350° С. Продолжительность реакции 20—100 ч. Продукты дегидрирования экстрагируют эфиром или бензолом и экстракт* перегоняют.
Мягким дегидрирующим средством является хлоранил [98]. В качестве растворителя в этом случае применяют ксилол, благодаря чем^ дегидрирование проходит при относительно низких температурах (т. кип. ксилола 140° С). 2-Фенилнафталин, например, образуется с 90%-ным выходом кипячением 2-фенил-3,4-дигидронафта лина и хлоранила в ксилоле в течение 15 ч [99].
Особенно пригоден хлоранил для дегидрирования тетрагидрокарбазолов. Таким путем получили с 75—95%-ным выходом двадцать различных карбазолов; [100]. При дегидрировании хлоранилом нитро- и карбокенгруппы не подвергаются изменениям.
Кроме хлоранила для дегидрирования можно применять также другие хиноны, например 2,4-дихлор-5,6-дициан-1,4-бензохинои или тетрахлор-1,2-бензохинон [103]. В некоторых случаях в качестве дегидрирующих средств могут служить также кислород воздуха [101], двуокксь селена [102] или серная кислота. Быстро и полно протекающая
Б. М о л д а в с к и й, Г. К а м у m е р, М. В. К о б ы л ь’с к а я, ЖОХ, 7 (69), 169 (1937); С., 1937, II, 1546.
L. Ruzicka, Fortschr. chem. Physik, physik. Chern., 19, 1 (1928); L. R u z i с к a, J. Meyer, Helv. chim. acta, 4, 505 (1921).
R. Weiss, Org. Synth., 24, 84 (1944).
O. D i e 1 s, Ber., 69, A 195 (1936).
R. T. А г n о 1 d, C. J. С о 1I i n s, J. Am. Chem. Soc., 61, 1407 (1939).
N. Campbell, D. Kidd, J. Chem. Soc., 1954 2154.
В. M. Barclay, N. Campbell, J. Chem. Soc., 1945, 530.
] H. L e w i s, G. R a m a g e, R. Robinson,!. Chem. Soc., 1935, 1412.
E. Borgward t, E. Schwenk, J. Am. Chem. Soc., 56, 1185 (1934); G. Stein, Angew. Chem., 54, 146 (1941).
E. А. В г a'n de, A. G. Brook, R. P. Linstead, J. Chem. SqC., 1954, 3569.
реакция дегидрирования описана Бэке и Вюртеле [104]. Так, гексахлорциклогексан и гексабромциклогексан могут дегидрироваться свободной трехокисью серы иди ее аддуктом, например хлорсульфоновой кислотой, до гсксагалогенбензола.
III. Кумулированные двойные связи
Аллены
Для синтеза соединений с алленовой структурой применяются те же методы, что п для получения олефиновых структур. Важнейшими из них являются: отщепление 1 алогена от ненасыщенных дигалогенидов RR'CX—СХ—CR,RW; отщепление галогено- водорода от ненасыщенных мопогалогенидов RR'CH—СХ — CR”RW; отщепление воды от соответствующих а,Р-ненасыщсппых спиртов RR'COH — CH— CR2.
Мстилаллен, например, легко получают кипячением 2,3-ди5ромбутеиа-1 <с цинком и спиртом [105]:
СНз—СНВг—СНВг—СН2Вг —> СН3-СНВг— СВг=СН2 —► СНз-СН=С=СН?
3-Дибромбутен-1. В колбу емкостью 1 л, соединенную с нисходящим • холодильником и приемником, помещают 419 г 1,2,3-трибромбутана, 20 мл воды и 100 г NaOH. Содержимое колбы нагревают, время от времени встряхивая. Вскоре начинается бурная реакция, сопровождающаяся отгонкой продукта реакции. Приемник охлаждают ледяной водой. После затихания первоначально бурной реакции реакционную массу нагревают до прекращения отгонки дистиллята. Дистиллят после промывки водой перегоняют еще раз в вакууме и таким образом отделяют от непрореагировавшего трибромбу- тана. Выход 2,3-дибромбутена-1 261 г (86% от теоретического); т. кип. 75° С -(20 мм pm. cm.).
Мстилаллен. Аппаратура: трехгорлая колба емкостью 1 я. снабженная капельной воронкой, узкой, доходящей до дна стеклянной трубкой для пропускания СО2 и холодильником. Холодильник последовательно соединен с приемной колбой для спирта емкостью 100 мл, помещенной в нагретую до 30° С водяную баню, с еще одним холодильником п конденсационным сосудом, охла- ждаемым до —12° С смесью льда и соли. В реакционную колбу помещают 300 мл этилового спирта и 160 8 цинковой пыли и медленно прибавляют по каплям 131 s 2,3-дибромбутена-1; при этом начинается бурное кипение спирта. Выделяющийся метилаллсн улавливают в конденсационном сосуде. После окончания прибавления 2,3-дибромбутена-1 кипение поддерживают еще несколько минут. Остаток метилаллена вытесняют пропусканием СО2. Сырой продукт перегоняют. Выход метилаллена 33,6 г (72% от теоретического); т. кип. 10,3® С.
Этот способ соответствует методике [106], предложенной для получения аллена — простейшего представителя алленовых углеводородов.
Для синтеза тетрафенилаллена [107] исходят из бензальцетофенона XI, который., кипячением с фенилмаглийбромидом [108] превращают в тетрафенилпропиловый спирт XII. Из последнего при кипячении его с кислотами образуется тетрафениапропилев . Х1П, обработка которого бромом приводит к мопобромтетрафенилнропилеиу XIV. Отщепление бромистого водорода от монобромтетрафепплпропплена спиртовым раство- , .ром КОН дает тетрафенплаллен XV: *
I
С6НбСН=СНСОС8Н5 (C6II6)2CH-CH2-C(C6H5)2 —>
—> (С6Нб)2СН-СН=С(С8Н5)2 —► (С6Н5)2СН-СВг-=С(С6П5)2 —>
XIIIXIV
-- > (CbH5)2C = C=C(C0Il5)2
F. В е с k е, L. W и г t е 1 е, Вег., 91, ЮИ (1958).
С. D. Hurd, R. N. М е i n е г t, J. Am. Chern., Soc., 53, 292 (1931).
N. D emjanoff.G. Gustavson, J. prakt. Chern., 38, 201 (1888).
D. V о rl 3 n d e г, C. Siebert, Ber.. 39, 1025 (1906).
E. P. Kohler, Am. Chern. J., 31, 651 (1904).
Тетрафенилаллен получают также сухой перетопкой в вакууме бариевой соли- дифенилуксусной кислоты [107]; при этом вначале, вероятно, образуется тетрафенил- ацетон, который в результате отщепления воды превращается в тетрафенил ал лен:
[(С6Н&)3СН-СОО]аВа _в^5-,-> (С6Н6)2СН-СО СН(С6Н5)2
* (С0Ыв)3С=С=С(СеНй)3
Однако в общем случае отщепление воды от ацетона или его производных осуществить нельзя.
В этом же разделе следует упомянуть о реакции, аналогичной реакции Виттита, в результате которой из трифенилфосфиндифенилметилидена и дифенилкетена при нагревании в бензольном растворе при 140q С иод давлением в течение 2 ч с количественным выходом образуется тетрафенилаллен [109]:
(С6И5)зР=С(СвН6)2 + О=С=С(С6Н6)2 —> (СвН5)аС-С=С(С6Н5)3 + (СеН6)3Р=О
Отщепление воды от некоторых а,Ц-яеяасыщенных спиртов осуществляется- нагреванием их с кислотами, например с щавелевой [НО] или уксусной ]111].
Аллены получают также из некоторых производных ацетилена, а именно из- третичных хлоридов или спиртов, взаимодействием их со сплавами цинка и меди или- с литийалюмиппйгидридом [112], например:
(СН3)2С—С=СН —► (СН3)2С=С=СНа
С1
2-Метил-бутадиен-2,3 [112]. К суспензии 79,7 г (2,10 моль) литий- алюминийтидрида в 1 л тетрагидрофурана прибавляют по каплям при перемешивании 108 г (1,05 моль) 2-хлор-2-метилбутина-3 с такой скоростью, чтобы происходило слабое кипение растворителя. По окончании прибавления смесь кипятят еще 1,5 ч, затем избыток гидрида разлагают водой и добавляют 10%- ную НС1 до pH раствора около 3. Летучие углеводороды и тетрагидрофуран отгоняют из смеси, подлежащей разгонке; смесь тщательно фракционируют. Выход продукта 35 г (42% от теоретического); т. кип. 40,0—40,2° С. (761 мм рт. ст.).
Алленовые соединения представляют интерес в стереохимическом отношении, так как они могут образовывать оптические изомеры [113].
Кумулены [114], содержащие более чем две кумулированные двойные связи, являются вполне стабильными соединениями. Для их синтеза конденсируют диацетилен в виде дигрниьяровского соединения с кетонами (флуореноном, бензофеноном, ди-п- толилкетоном и др.) до диацетилепгликолей, которые при восстановлении СгС1$, и НС1 превращаются в кумулены:
Ik.П RKZR
BrMgCzsC—C=CMgBr —> >С—С=С-С=С-С<—> >С=С=С=С=С=С<
Rz I|Rz
ОНно
Кетены
Кетены являются очень реакционноспособным классом соединений. Старейтпим- методом синтеза кетенов является дегалогенирование галогепангидридов а-галогено- кислот цинком в эфире илн зтилацетате при температуре кипения растворителя [115].
J. Meyer, Вег., 89, 842 (1956).
Р. Mulliken, R. L. Wakeman, Н. Т. Gerry, J. Am. Chem. Soc., 57, 1607 (1935).
К. Ziegler, К. Richter, В. Schnell, Ann., 443, 178 (1925).
W.J. В a 1 ey, Ch. R. P f e i f er, J. Org. Chern., 20, 95 (1955).
W.II. M i 1 Is, P.M a i 11 a n d, Nature, 1935, 994; P. Kohler,T.'Wal-
k er, M. T i s h 1 er, J. Am, Chem. Soc., 57, 1743 (1935).
R.Kuhn ,et al.,Ber., 71, 783, 1510 (1938); 73, 1410 (1940); 84, 566(1951);.
86, 759 (1953).
H. Staudinger, Ber., 38, 1735 (1905).
За исключением некоторых кетокетенов, которые можно получить с 90—95%-пым ■ выходом [116], и недокиси углерода, кетены по этому способу могут быть синтезированы лишь с незначительными выходами (не более 20%),
Недокись углерода [117]. В колбе емкостью 1 л к 20 г цинковой стружки прибавляют по каплям 30 в хлорангидрида диброммалоновой кислоты в 300 лЦ абсолютного эфира с такой скоростью, чтобы жидкость энергично кипела. Выделяющиеся вместе с эфиром пары недокиси конденсируют в холодильните • и улавливают в приемнике, охлаждаемом, смесью льда и соли. Выход недокис-в 4,8 8 (80% от теоретического).
Недокись углерода является ядовитым, сильно раздражающим глаза'' и органы дыхания газом, который конденсируется при 7° С.
Другим способом получения кетенов является дегидрогалогенирование хлор^ • ангидридов кислот при действии третичных аминов. Однако амины каталиэирух» димеризацию кетенов, поэтому таким методом синтезируют только те кетены, которые* не склонны к димеризацки. Дифенилкетен, например, получают с почти количествен*^ ным выходом при действии трипропиламина на дифенилацетилхлорид [118].<,Ц?
Для синтеза алифатических кетокетепов наиболее пригодным осилнянием является триметиламин [119].' tj
Дифенилкетен образуется также при термическом разложении диазодезоксибен^ зоина [120].
Дифенилкетен. Моногидразон бензила действием желтой окиси ртути превращают в диазодезоксибензоин, из которого при нагревании до 100—110’ W с выделением азота образуется дифенилкетен [121]:
CsHb-C-CO-C,H6-| HgO —C,Hs-C-c6-C,H5 —■ (CgHsliC-C-O
II-Sfe II
N-NH,*N-N-
Таким методом могут быть получены и другие кетены. Так как многие кетеиН^ легко димеризуются, расщепление их димеров является важным методом получений кетенов. При нагревании от 500 до 600° С происходит расщепление дикетенов до моноб; меров; при этом образуются кетеиы, свободные от побочных продуктов, вследствие чего/ • этот метод может применяться для получения чистых кетенов [122].
АЦЕТИЛЕНОВЫЕ СВЯЗИ»
Образование тройных связей в углеродном скелете протекает почти исключи*: тельно из уже имеющихся или образующихся первоначально этиленовых связей,;' Основным методом получения ацетиленовых соединений является дегидрогалогенирсм, ванне соответствующих галогенидов: хлор- и бромолефипов (XVI, XVII) или дихлор-.
[116117]118119[116117]118119120121120121■122]■122]Обзорные работы о получении ацетиленовых соединений см.: Органические^ реакции, сб. 5, Издатинлит, 1951 г.; W. Franke, W. Liegenbei пЛ» Н. Meister, Angew. Chern., 1960. — /Грил. ped.Н. Staudinger, Ann., 356, 51 (1908).H. Staudinger, St. В e г e z a, Ber., 41, 4465 (1908).H. Staudinger, Ber., 44, 1619 (1911).'Пат. США 2268169; С. A., 36, 2737 (1942).G. Schroeter, Ber., 42, 2346 (1909)/L. I. Smith, H. Ц. Hoehn, Org. Synth., Coll. v. 3, p. 356.A. B. Boes o, Ind. Eng. Chem., 32, 16 (1940).Обзорные работы о получении ацетиленовых соединений см.: Органические^ реакции, сб. 5, Издатинлит, 1951 г.; W. Franke, W. Liegenbei пЛ» Н. Meister, Angew. Chern., 1960. — /Грил. ped.Н. Staudinger, Ann., 356, 51 (1908).H. Staudinger, St. В e г e z a, Ber., 41, 4465 (1908).H. Staudinger, Ber., 44, 1619 (1911).'Пат. США 2268169; С. A., 36, 2737 (1942).G. Schroeter, Ber., 42, 2346 (1909)/L. I. Smith, H. Ц. Hoehn, Org. Synth., Coll. v. 3, p. 356.A. B. Boes o, Ind. Eng. Chem., 32, 16 (1940).
[116117]118119
[116117]118119
120
121
120
121
■122]
■122]
Обзорные работы о получении ацетиленовых соединений см.: Органические^ реакции, сб. 5, Издатинлит, 1951 г.; W. Franke, W. Liegenbei пЛ» Н. Meister, Angew. Chern., 1960. — /Грил. ped.
Н. Staudinger, Ann., 356, 51 (1908).
H. Staudinger, St. В e г e z a, Ber., 41, 4465 (1908).
H. Staudinger, Ber., 44, 1619 (1911).'
Пат. США 2268169; С. A., 36, 2737 (1942).
G. Schroeter, Ber., 42, 2346 (1909)/
L. I. Smith, H. Ц. Hoehn, Org. Synth., Coll. v. 3, p. 356.
A. B. Boes o, Ind. Eng. Chem., 32, 16 (1940).
Обзорные работы о получении ацетиленовых соединений см.: Органические^ реакции, сб. 5, Издатинлит, 1951 г.; W. Franke, W. Liegenbei пЛ» Н. Meister, Angew. Chern., 1960. — /Грил. ped.
Н. Staudinger, Ann., 356, 51 (1908).
H. Staudinger, St. В e г e z a, Ber., 41, 4465 (1908).
H. Staudinger, Ber., 44, 1619 (1911).'
Пат. США 2268169; С. A., 36, 2737 (1942).
G. Schroeter, Ber., 42, 2346 (1909)/
L. I. Smith, H. Ц. Hoehn, Org. Synth., Coll. v. 3, p. 356.
A. B. Boes o, Ind. Eng. Chem., 32, 16 (1940).
и дибромалканов (XVIII, XIX, XX), содержащих атомы галогена в 1,2-положенпях или у одного и того же углеродного атома.
HCX=CHR'RCH«CHX
XVIXVII
RCHX—СН2Х ПСН2СНХ2 ПСХ2СН3
XVIIIXIXхх
Ацетиленовые соединения можно также получать дегалогенированием 1,2- дигалогенолефинов, а в некоторых случаях разложением азотсодержащих соединений,
Дегидрогалогенирование дигалогенидов или галогенолефинов
Важнейшими соединениями, вызывающими отщепление галогеноводорода, являются КОН и NaNHg, но применяются также и другие щелочные реагенты: алкого- ляты, гидриды и карбонаты щелочных металлов, карбонаты и гидроокиси щелочно- Земельных металлов, а в некоторых случаях и металлоорганические соединения,
Если исходят из насыщенных галогеносоединений, то отщепление первой молекулы галогеноводорода с образованием олефиновой двойной связи протекает значительно легче, чем дальнейшее отщепление галогеноводорода и образование ацетилене^ вого соединения. Так, например, при получении этоксиацетилена НС=С—ОС8Щ пз 1,2-дибромэтилэтилового эфира 1 моль НВг можно отщепить диэтиланилниом, в то время как второй — только в вакууме при помощи КОН [123].
Для дегидрогалогенирования чаще всего применяют гидроокиси щелочных металлов в растворителях или без них. В качестве растворителей используют главным образом (расположенные по своему значению) этиловый, метиловый и бутиловый спирты, гликоль и его простые эфиры и воду. В большинстве случаев употребляют насыщенные при комнатной температуре растворы КОП в этиловом спирте (приблизительно 4 н. или 20%-ные, и всегда в избытке). Для дегидрогалогенирования арилгало- геполефпнов часто бывает достаточно длительное кипячение в соответствующем растворителе, в то время как для получения алифатических производных ацетилена иногда • следует проводить реакцию при 170° С в автоклаве [124]. Продолжительность реакций различна — от нескольких минут до нескольких часов. ,
к-Толилацетилен ]125]. Кипятят с обратным холодильником в течение 24 ч 85 г 1-п-толил-1-хлорэтилена с раствором 50 г КОН в 100 мл абсолютного этилового спирта. Затем смесь выливают в 1 л ледяной воды, отделяют масло, а продукт из водного слоя экстрагируют эфиром. Масло н экстракт объединяют и сушат над КОН. После отгонки эфира остаток перегоняют в вакууме. Выход га-толллацетилена 31 г (65% от теоретического); т. кип. 79—82° С (31— 33 мм рт. ст.).
Фенилацетилеи [126]. К смеси 200 мл хлороформа и 312 г стирола прибавляют по каплям в течение 2 ч при охлаждении и перемешивании 410 а брома. Затем реакционную массу перемешивают в течение 30 мин при 30° С и отгоняют хлороформ. После сушки остатка на воздухе получают чистый белый стиролдибромид. Выход продукта 653 г; т. пл. 73° С.
Нагревают с обратным холодильником 240 г КОН в 240 мл метилового спирта и прибавляют при перемешивании небольшими порциями в течение 1,5 ч 264 а стиролдибромида. Смесь кипятят в течение 30 мин при перемешивании, затем охлаждают ж смешивают с 400 мл воды. Отделяют масло, сушат его над К8СО3 и перегоняют в вакууме. Получают около 75 г масла с т. кип. до 100° С (10 мм pm. cm.) и повторно перегоняют при нормальном давлении. Выход фенилацетилепа 67 г (66% от теоретического); т. кип. 141—143е С.
И. Н. Назаров, 3. А. Кра с в о в а, В. П. Виноградов, ЖОХ, 28, 460 (1958).
L. Pauling, Н. G. S р г i n g а 11, К. J. Palmer, J. Am. Chen. Sue., 61, 928'(1939).
L. I. Smith, IJ. H. Hoehn, J. Am. Chern. Soc., 63, 1175 (1941).
W.Franke, W. Ziegenbein, H. M e i a t e r, Angew. Chern.,
400 (1960).
44 Заказ I 835.
Дегидрогалогенирование гидроокисями щелочных металлов можно осуществлять и без растворителя [127], применяя твердую высушенную гидроокись щелочного металла. Твердую тонкоиэмельчешгую гидроокись щелочного металла с успехом используют для получения ацетиленовых эфиров из алкокси- или арилокепбромэтиленов, например, для синтеза феноксиацетилена [128] из бромфеноксиэтилена:
ВгСН-СН-ОС6НЕ1^5» НС=С-ОС6Н5
При использовании расплавов гидроокисей щелочных металлов реакцию провидят при температуре около 200° С. Безводный КОН плавится урн 360° С, и поэтому применяют или смесь из 2 ч. КОН и 1 ч. NaOH (т. пл. 200° С), или к КОН добавляют небольшое количество воды. Но обычно КОН почти всегда содержит достаточное количество влаги и плавится при 200° С.
Фенилацетилен [129]. В колбу из йенского стекла или стекла марки «супремакс», снабженную капельной воронкой и дефлегматором, который соединен с нисходящим холодильником, помещают 80 г КОН. Колбу нагревают на масляной бане до 200—215° С и затем приливают из капельной воронки • 25 з (о-бромстирола со скоростью примерно 1 капля/сек. Фенилацетилен кипит при 142—143° С, а бромстирол — при 218—220° С, поэтому температура расплавленного КОН вполне достаточна для отгонки образующегося фенилацетилена от непрореагировавшего бромстирола. В конце реакции температуру бани медленно повышают до 2359 С, Если на поверхности расплава воздикаег твердая корка КВг, ее разрушают стеклянной палочкой или встряхиванием колбы. Слои конденсата разделяют, более легкий фенилацетилен отделяют» сушат над КОН и фракционируют. Выход фенилацетилена 11 г (80% от теоретического); т. кип. 142—144° С.
Дегидрогалогенирование действием NaNHe проводят в инертных растворителях при 110—160° С. Для реакции необходим избыток тонкоизмельченпого амида патрия. :
Октилацетилен [130]. В фарфоровой ступке растирают 120 г NaNHe - с 200 мл чистого жидкого парафина, не содержащего фракций, кипящих ниже 250° С (очень важно, чтобы NaNH2 был растерт как можно тоньше). Полученную'1 суспензию помещают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой с ртутным затвором, обратным холопттльттком с хлоркальцпепой трубкой и капельной воронкой. Ступку и пестик ополаскивают 250 жл парафина. Колбу нагревают иа масляной бане до 160—165° С и при перемешивании в течение 1—2 ч медленно , приливают 217 а 2-бромдецена-1. Выделяющийся аммиак поглощают водрй„ , Реакционную смесь нагревают еще 2 ч, затем охлаждают, растворяют в 500 ж* эфира, выливают на 500 г измельченного льда и подкисляют 280 мл HCL Эфир- но-парафиновый слой сушат над СаС12, отгоняют эфир на водяной бане, а я-октил- - ацетилен перегоняют в вакууме. Выход я-октилацетилена около 68%; т. кип. 80—82° С (22 мм pm. cm.y
В особенно мягких условиях протекает отщепление галогеноводорода амидом натрия в жидком аммиаке [131]. В этом случае реакцию проводят в открытом сосуде-., при температуре кипения аммиака или в автоклаве при комнатной температуре [132]. »
F. Krafft, L. Reuter, Вег., 25, 2244 (1892).
Т. L. Jacobs, R. С г а ш е г, F. F. Weiss, J. Am. Chem. Soc., 62, 134Й (1940); T. L. Jacobs, R. Cramer, J. E. Hanson, J. Am. Chem. Soc., 64, 223 (1942).
J. Hessler, J. Аш. Chem. Soc., 44, 425 (1922); Org. Synth., Coll. v. 1» 1941, p. 437.
R. Lespieau, M. Bourguel, Org. Synth., Coll. v. 1, p. 185.
T. H. Vaughn, R. R. Vogt, J. A. N i e u w 1 a n d, J. Am. Chem. Soc.» 56, 2120- (1934)..1
w. Franke, W, Zicgenbein, И. Meister, Angew. Chem., 72, 394 * (I960).
Амид натрия можно применять только при полном отсутствии влаги. В противном случае дегидрогалогенирование отчасти протекает и под действием образующейся гидроокиси натрия, что может вызвать миграцию ацетиленовой связи, поскольку реакцию проводят при высоких температурах в инертных растворителях. Поэтому NaNHg рекомендуется получать непосредственно перед применением из безводного жидкого аммиака и натрия [133] в присутствии Fe(NO3)3 или FeClg [131]. В качестве примера приведено получение бутин-2-ола-4 из 2-хлорбутеп-2-ола-4 [134]:
СН3-С=СН-СН2ОН CH3-C=C-CH2ONa ^Ь21> CH8-C=C-CH2OII
Cl
Бутин-2-ол-4. В сосуд Дьюара (или в обычную хорошо термоизолированную колбу) емкостью 4 л вводят через маленькое отверстие в пластмассовой крышке 3 л сухого жидкого аммиака, 1,5 г гидрата Fe(NO3)3 и 65 г свеже- нарезанного натрия. Смесь перемешивают до тех пор, пока весь натрий не превратится в NaNII2. Затем к NaNHa прибавляют в течение 30 мин 134 г 2-хлор- бутен-2-ола-4 и смесь перемешивают в течение ночи. После этого постепенно добавляют 148 г твердого NH4C1 таким образом, чтобы реакция не была слишком бурной. Смесь переносят в металлический сосуд емкостью 5 л и оставляют на ночь для испарения аммиака. Остаток пять раз экстрагируют 250 мл эфира, затем отгоняют эфир и перегоняют полученный остаток в вакууме. Выход продукта 66—75 г (75—85% от теоретического); т. кип. 55° С (8 л.к рт. ст.).
Применение амида патрпя в жидком аммиаке особенно целесообразно для получения из диалкоксихлорацеталей различных алкоксиацетиленов: метокси-, этокси- и бутоксиацетилевов. При этом происходит отщепление галогеноводорода и спирта [135]:
ОСПу-СЩОИ), ™н.> HOeC-OB
Относительно легко получаются ацетнленкарбоповые кислоты. Простейшую ацетиленкарбоновую кислоту — пропиоловую — лучше всего синтезировать карбоксилированием ацетиленида щелочного металла [138]; она легко образуется прн декарбоксилировании ацетилендикарбоповой кислоты [136, 137] уже прн кипячении этой кислоты или ее калиевой соли с водой. Ацетилендикарбоповую кислоту получают из дибромянтарной кислоты действием раствора КОП в метиловом спирте [139]. Фенилпропиоловую кислоту можно получить действием спиртового КОН на этиловый эфир а,р-дибромгидрокоричной кислоты и обработкой полученной калиевой соли разбавленной серной кислотой [140]:
СвПзСНВгСНВгСООСгНв + ЗКОИ —► СвНбС^ссоокч-СзПбОн+гквг+гн.о
Описан несколько более простой метод получения небольших количеств фенилцропиоловой кислоты из а,р-дибромгидрокоричной кислоты [141]. ас,Р-Дибромгидрокоричную кислоту получают с 95%-ным выходом действием брома на коричную кислоту в кипящем четыреххлористом углербде [141].
К. W. G г е е n 1 е е, A, L. И е n n е, Inorg. Synth., 2, 7 5, 7 9 (1946).
Р. J. Ashworth, G. Н. Mansfield, М. С. Whiting, Org. Synth., 35, 20 (1955).
G. E g 1 i n t о n, E. R. H. J о n e s, B. L. S h a w, M. 0. Whiting, J. Chern. Soc., 1954, I860.
E. В a u d г о w s k i, Ber., 15, 2699 (1882).
A. Bacycr, Ber., 18, 2269 (1885).
F. S t r a u s, W. V о s s, Ber., 59, 1681 (1926); A. W. Johnson,. The chemistry of the acetylenic compounds, v. II, E. Arnold a. Co., London, 1950.
T. W. A b b о 11, R. T. Arnold, R. В. T h о mp son, Org. Svnth., Coll, v. 2, 1943, p. 10.
T. W. Abbott, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 515.
M. R e 1 m e r, J. Аш. Chern. Soc., 64, 2510 (1942).
44*
Фенилпропноловая кислота. Помещают 25 г дибромида гидрокоричной кислоты в чашку для выпаривания и к нему приливают 100 дм 25%-ного КОН и метаноле. Смесь нагревают на энергично кипящей водяной бане до полного испарения спирта*. К оставшейся густой массе прибавляют 75 мл метилового спирта и снова упаривают для завершения реакции. После охлаждения бледно- желтого зернистого продукта остатки метанола удаляют отсасыванием.
Сухое твердое вещество промывают несколькими миллилитрами охлажденного метанола и растворяют в 500 мл ледяной воды. Затем при перемАптивя- пии медленно прибавляют до сильнокислой реакции охлажденную льдом HCI; при этом отделяется масло, которое после стояния в течение ночи в бане со льдом затвердевает. В результате получают с 80%-ным выходом бесцветную фенил- пропиоловую кислоту; т. пл. 136—138° С.
Среди других дегидрогалогенирующих средств особого внимания заслуживает гидрид натрия. Его применяют главным образом для синтеза эфиров замещенных арил-' пропиоловых кислот (о-, м- пли n-хлорфенил-, метоксифенил- п нитрофенилпропиоло- вых кислот) из соответствующих производных a.p-дибромпропионовой кислоты; реакцию проводят в бензоле в присутствии небольшого количества абсолютного спирта [143]. Отщепление галогеноводорода вызывается при этом этилатом натрия, получающимся из гидрида натрия и этилового спирта. Этилат натрия при взаимодействии с галогеноводородом вновь образует спирт, что дает возможность обходиться небольшим количеством спирта:
СгНбОН + МаИ —► CgHsONa + HzадОИа-ЬНВг —» CzHsOH + NaBr
В этом заключается преимущество такого метода дегидрогалогенирования, так как при проведении синтеза с алкоголятами щелочных металлов или спиртовыми растворами их гидроокисей легко протекает побочная реакция образования простых эфиров.
И, наконец,, для образования тройных связей с успехом применяют также некоторые металлоорганические соединения, например бутиллитий и фениллитий. Tai;, фенилацетилен получают с 70%-ным выходом при взаимодействии сз-хлорстнрола с фениллитием [144].
Дегалогенирование
Дегалогенирование не имеет большого значения для получения ацетиленовых соединений. Только в некоторых случаях для этой цели применяют дегалогенирование * 1,2-дигалогенолефипов металлами (большей частью тонко измельченными в эфирй пли ацетоне). Так, например, дифенилацетилеп образуется с 85%-ным выходом при дегалогенировании толандибромида цником в ацетоне [145]. Неоднократно делались попытки синтезировать циклические ацетилены из 1,2-дигалогенциклоолефияов отщеплением галогенов натрием [146]. Таким способом был получен лишь циклооктии из 1-хлор-2-бромциклооктена [147].
Первые циклические ацетилены были синтезированы Ружичкой и сотр.
143144145143144145146146[148][148]Осторожно! Хорошая тяга! — Прим. ред.М. S. Newman, S. П. Merrill, J. Аш. Chern. Soc., 77, 5549 (1955).G. Wittig, H. Witt, Вег., 74, 1474 (1941).F. Strauss, Ann., 342, 190 (1905).A. E. Ф а в о p с к и й, ЖОХ, 6, 720 (1936).Ц. А. Домнин, ЖОХ, 8, 851 (1938).L. R u z i с к а, *М. Н и г Ь I n, А. , Boekenoogen, Helv. chim. acta, 16, 498 (1933).Осторожно! Хорошая тяга! — Прим. ред.М. S. Newman, S. П. Merrill, J. Аш. Chern. Soc., 77, 5549 (1955).G. Wittig, H. Witt, Вег., 74, 1474 (1941).F. Strauss, Ann., 342, 190 (1905).A. E. Ф а в о p с к и й, ЖОХ, 6, 720 (1936).Ц. А. Домнин, ЖОХ, 8, 851 (1938).L. R u z i с к а, *М. Н и г Ь I n, А. , Boekenoogen, Helv. chim. acta, 16, 498 (1933).
143
144
145
143
144
145
146
146
[148]
[148]
Осторожно! Хорошая тяга! — Прим. ред.
М. S. Newman, S. П. Merrill, J. Аш. Chern. Soc., 77, 5549 (1955).
G. Wittig, H. Witt, Вег., 74, 1474 (1941).
F. Strauss, Ann., 342, 190 (1905).
A. E. Ф а в о p с к и й, ЖОХ, 6, 720 (1936).
Ц. А. Домнин, ЖОХ, 8, 851 (1938).
L. R u z i с к а, *М. Н и г Ь I n, А. , Boekenoogen, Helv. chim. acta, 16, 498 (1933).
Осторожно! Хорошая тяга! — Прим. ред.
М. S. Newman, S. П. Merrill, J. Аш. Chern. Soc., 77, 5549 (1955).
G. Wittig, H. Witt, Вег., 74, 1474 (1941).
F. Strauss, Ann., 342, 190 (1905).
A. E. Ф а в о p с к и й, ЖОХ, 6, 720 (1936).
Ц. А. Домнин, ЖОХ, 8, 851 (1938).
L. R u z i с к а, *М. Н и г Ь I n, А. , Boekenoogen, Helv. chim. acta, 16, 498 (1933).
. В качестве исходного материала они выбрали относительно легко доступные циклопентадецен и циклогептадецен и получили из них дибромиды. И» дибромида отщеплением 1 моль НВг они выделили ненасыщенный циклический бромид. Отщепление второй молекулы НВг удалось только лишь в результате многочасового нагревания в запаянной ампуле при 150—180° С в присутствии спиртового раствора КОН.
Расщепление азотсодержащих соединений
Ацетилены получают также разложением дичетвертичных аммониевых соединений — реакцией, аналогичной расщеплению по Гофману, применяемому для синтеза олефинов:
(CH3)BN— СН3-СН2— N(CHa)3 —► CH=CH4-2(CH3)3N + 2HaO ОН- он-
Папример, ацетилен в лабораторном масштабе получают [1491 с 80%-ным выходом нагреванием с 40%-ным водным раствором КОН 1,2-дичетвертичной аммониевой соли, образующейся из 1,2-дибромэтана и избытка триметиламипа.
Таким способом можно также с хорошим выходом синтезировать метилацетилен и гекссп-4-ин-2.
Диацетилен получают по этому методу из 1,4-дичетвертичных аммониевых солей, полученных из 1,4-днбром-2-хлорбутена-2 или 1,4-дибромбутина-2 [1501:
Р^он» ПС=С"С=СНР^он» ПС=С"С=СНR8N-CH3-CH=CC1-CH8-NR3 Вг-Вг-
Р^он» ПС=С"С=СН
Р^он» ПС=С"С=СН
B8N-CH2-C=C-CH2-NR3 — Вг~Вг"
Здесь же следует упомянуть о синтезе тетроловой кислоты [1511 действием иодной гидроокиси щелочного металла на иодид триметил-(2,2,3,3-тетрахлорбутил)- аммония, получаемый присоединением хлора к 1-диметиламинобутину-2 с последующим метилированием образовавшегося 1 -диметиламино-2,2,3,3-тетрахлорбутана:
(СПз)гМ-СН2-С=С-СНз —'► (CH3)2N-CH,-CC1,-CC18-CH3 -51У»
—► iCHafcVcIL. CCb CCIj-CHj -2!2S-> СН3-С=С-СООП г
1-Диметиламино-2,2,3,3-тетрахлорбутан. В раствор 48,5 г 1-диметиламинобутина-2 в 100 лл 34%-нои HCI пропускают 75 г хлора. Затем смесь нейтрализуют концентрированным раствором Na2CO8, Выпавший кристаллический амин отфильтровывают, несколько раз промывают водой и сушат. Выход продукта 108 г (90% от теоретического); т. пл. 46—47° С.
Иоднд триметил-(2,2,3,3-тетрахлорбутил)-аммония. Нагревают 23,9 а 1-диметилаиино-2,2,3,3-тетрахлорбутана и 21,3 г йодистого метила в 60 мл ацетона на кипящей водяной бане в течение 3 ч. Кристаллический осадок отфильтровывают и промывают спиртом. Выход продукта почти количественный; после перекристаллизации из метанола т. пл. 187° С.
Тетроловая кислота. К раствору 76,2 г иодида триметил-(2,2,3,3-тетра- хлорбутил)-аммония прибавляют по каплям при —10® С в течение 20 мин раствор 48 г NaOH в 40 мл воды. По истечении 1 ч реакция, идущая с выделением тепла, заканчивается. Выделяющийся триметиламин улавливают в промывной склянке с НС1. Реакционную смесь промывают эфиром, водный слой осторожно подкисляют НС! и несколько раз экстрагируют эфиром. Объединенные эфирные вытяжки сушат над Na2SO4 и бтгоняют эфир. Остаток после отгонни эфира полностью кристаллизуется. .Выход тетроловой кислоты 11,8 г (70,2% от теоретического); после перекристаллизации из бензина т. пл. 78—78,5° С.
По Курциусу [152], ацетиленовые соединения можно синтезировать также окислением 1,2-дигидразонов желтой окисью ртути. Так, например, дифенилацетилен
[1491[150][151][152][1491[150][151][152]И. М. Слоб один, II. А. С е л е з н е в а, ЖОХ, 26, 691 (1956); 27, 2473 (1957).
[1491
[150]
[151]
[152]
[1491
[150]
[151]
[152]
А. Т. Бабаян, Г. М. М р к я н, С. Л. М в д ж о я н, ЖОХ, 27, 604 (1957).
А. Т. Б а б а я н, А. А. Г р и г о р я н, ЖОХ, 26, 1945 (1956).
Т. С u г t i u з, Вег., 22, 2161 (1889); T. C u г t i u s, К. Thun, J. prakt. Chern., 44, 168 (1891).
получают с 75%-ным выходом из дигидразона бензила [1531. Диарилацетилены можно получать с 80—85%-пым выходом по модифицированному методу Курциуса окислением соответствующих дигндразонов трифторацетатом серебра в среде триэтиламина и ацетонитрила или триэтиламина и этилового спирта [154]:
С6Н5-С-С-С6П5 + 4СГзСООАя + 4(С2РШ1 — II
h2nn nnh3.
—> C6H5-C=C-C6H5 + 4CF3COOH-(C2n5)3N^4Ag4-2N24
Иногда этим методом получают также циклические соединения. Циклодецин [155], например, образуется с 36%-ным выходом при окислении дигидразона цикло- декандиона-1.2 желтой окисью ртути в бензоле в присутствии раствора КОН в этило-. вом спирте и безводного Na2SO4:1
(СН2)8пео; С.Н.: коН> (tn2)8 С|-
1C=NNH31С
Таким" же образом можно получить циклододецин [156],,
W.Schlenk, Е. Bergmann, Ann., 463,76 (1928);' А. С.Соре,)
D.S.Smith, R. J. Cotter, Org. Synth., 34,42 (1954).'
M.S.Newman, D. E. Reid, J. Org. Chern.,23 , 665 (1958).'
A.T.Blomquist, R. E. Burge, A. C. S u c s y, J. Am. Chern.Soc.,'
3636 (1952).'
V. P r e 1 о g, M. Speck, IIclv. chim. acta, 38, 1790 (1955).
ОБРАЗОВАНИЕНОВЫХУГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*ОБРАЗОВАНИЕНОВЫХУГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*НI R-CНI R-CIIIR-C+о-IIIR-C+о-Аниолоидное присоединение происходит также к С=С-связям, если они сопряжены с карбонильной или нитрильной группами.Аниолоидное присоединение происходит также к С=С-связям, если они сопряжены с карбонильной или нитрильной группами.Образование карбаниона достигается большей частью отдачей протона. Одиано во многих случаях карбанион возникает липп» под действием оснований (NaOH, RONa):Образование карбаниона достигается большей частью отдачей протона. Одиано во многих случаях карбанион возникает липп» под действием оснований (NaOH, RONa):H-C-COOR^g^ИH-C-COOR^g^Иj:С—COOR I_нj:С—COOR I_нNa+Na+Соседний ' электроотрицательный гетероатом, например карбоксильный кислород в приведенном выше уравнении, облегчает отщепление протона. Ароматические или гетероциклические углеводороды не вступают в эту реакцию, так как подвижность водорода С—Н-связи у них очень мала. Образование карбаниона в этихСоседний ' электроотрицательный гетероатом, например карбоксильный кислород в приведенном выше уравнении, облегчает отщепление протона. Ароматические или гетероциклические углеводороды не вступают в эту реакцию, так как подвижность водорода С—Н-связи у них очень мала. Образование карбаниона в этих* Материал обработали X. Гросс, X. Бишофф, Е. Гефт, Е. Грюндемав.* Материал обработали X. Гросс, X. Бишофф, Е. Гефт, Е. Грюндемав.
ОБРАЗОВАНИЕ
НОВЫХ
УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*
ОБРАЗОВАНИЕ
НОВЫХ
УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*
Н
I R-C
Н
I R-C
II
I
R-C+
о-
II
I
R-C+
о-
Аниолоидное присоединение происходит также к С=С-связям, если они сопряжены с карбонильной или нитрильной группами.
Аниолоидное присоединение происходит также к С=С-связям, если они сопряжены с карбонильной или нитрильной группами.
Образование карбаниона достигается большей частью отдачей протона. Одиано во многих случаях карбанион возникает липп» под действием оснований (NaOH, RONa):
Образование карбаниона достигается большей частью отдачей протона. Одиано во многих случаях карбанион возникает липп» под действием оснований (NaOH, RONa):
H-C-COOR^g^
И
H-C-COOR^g^
И
j
:С—COOR I
_н
j
:С—COOR I
_н
Na+
Na+
Соседний ' электроотрицательный гетероатом, например карбоксильный кислород в приведенном выше уравнении, облегчает отщепление протона. Ароматические или гетероциклические углеводороды не вступают в эту реакцию, так как подвижность водорода С—Н-связи у них очень мала. Образование карбаниона в этих
Соседний ' электроотрицательный гетероатом, например карбоксильный кислород в приведенном выше уравнении, облегчает отщепление протона. Ароматические или гетероциклические углеводороды не вступают в эту реакцию, так как подвижность водорода С—Н-связи у них очень мала. Образование карбаниона в этих
* Материал обработали X. Гросс, X. Бишофф, Е. Гефт, Е. Грюндемав.
* Материал обработали X. Гросс, X. Бишофф, Е. Гефт, Е. Грюндемав.
Углеродные связи могут образовываться в результате реакций присоединения или обмена. Предпосылкой к этому является в общем случае соответствующая поляризация связывающихся углеродных атомов, т. е. паличие карбкатиона и карбаниона. Благодаря присоединению свободной электронной пары карбаниона к карбкатиону возникает новая связь. Это взаимодействие в какой-то мере аналогично реакции нейтрализации.
ннНН
IIII
п—С" + +С—R —► R—С—C-R
IIII
ННни
ОБРАЗОВАНИЕ НОВЫХ С—С-СВЯЗЕЙВ РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИЙПРИСОЕДИНЕНИЯ
В следующем разделе рассматриваются реакции присоединения, причем речь идет о реакциях присоединения к кратным связям (например, к С=С, С=О, C=N). Очень часто при этом речь идет об анионоидных реакциях присоединения, прежде всего о присоединении к карбонильной или нитрильной группе. Присоединяемая группа является при этом карбанионом, а акцептор, содержащий кратную связь, играет роль катиона, так как л-электропная пара его двойной связи сдвигается в направлении элек- троотрицательного*ключевого атома.
случаях возможно лишь при переводе таких углеводородов в металлооргани--; ческие соединения, как, например, при реакции Гриньяра.^
Если С=С-связь не активировала соседними группами, то обычно возможной только катионоидное присоединение. При этом карбанион акцептора взаимодействует^ с карбкатионом адденда с образованием нивой связи. Все реакции присоединения?! алкилгалогепидов, ацилгалогенидов и насыщенных углеводородов к олефинам^ в присутствии сильнокислых катализаторов происходят по приведенному ниже! катионоидному механизму присоединения:*
ННпнI
(CHahC* Х’ + С-— С+ —> (СНз)зС—С—С—X3
II3
НННН|
Наряду с такими анпоноидными и катпоноиднымп реакциями присоединения'^ возможны реакции присоединения к С=С-связям, протекающие по свободпоради-я кальному механизму. Катализаторами таких реакций служат перекиси или азосоеди-Д нения. Образование новой С—С-связи происходит при этом благодаря влаимодей-д ствию адденда с двумя неспаренными электронами гомолитически расщепленном л-электронной пары двойной связи акцептора:ди
В—СП- СИз + ССЦ —► R-CH-CH3-CCI3’|
С1' Я
I. Присоединение по С=С-связям■ я
Присоединение углеводородов по этиленовым связям3
Присоединение алифатических углеводородов к этиленовым связям происходи^ в присутствии катализаторов [1] (серной и фосфорной кислот, треххлористого алю*Л миния). Из изобутана и пропилена получают, например, три изомерных гептана.^ В лабораторной практике этот метод особого значения не имеет. Напротив, присоедини нение олефинов к ароматическим соединениям является часто применяемым методом^ алкилирования последних [21. Так, из этилена и бензола, под действием А1С13 илциЯ катализатора на основе двуокиси кремния и'окиси алюминия получают этилбензод^ из бензола и гексена-1 — 2-фенил-«-гексан [3]. Образование С—С-связи происходит® всегда у углеродного атома двойной связи, содержащего наименьшее количеством атомов водорода. Ия бензола и пропилена образуется кумол, используемый длжШ синтеза фенола. Особенно легко бензол реагирует с циклогексеном, давая циклоге-н ксилбензол [41.. -^
Циклогексилбевзол. К охлажденной льдом смеси 400 г бензола и 92 «^ концентрированной H2SO4 добавляют в течение 2 ч при перемешивании 164 #3 циклогексена. Получается 200 г циклогексилбензола (т. кил. 239—245° С). При обработке реакционной массы очень важно промыть маслянистый слой'; перед перегонкой сначала дважды 50 мл холодной концентрированной H4SO4,^ потом водой, разбавленной щелочью и опять водой.'
В тех же условиях взаимодействием аллилхлорида с бензолом можно получить^ ш-хлоркумол.
СвН6 + СН2=СНСН2С1СвН6 + СН2=СНСН2С1/СПз С6П6СН<
СвН6 + СН2=СНСН2С1
СвН6 + СН2=СНСН2С1
ХСН8С1
[11 N. 1 р a t i е f f, A. G г о s s е, Н. Р i n е s, V. К omar е wski J Am. Chern.
Soc., 58, 913 (1936).)
cp. A. A. D'K oily, J. К e 1 1 e t, J. P 1 u c k e r, Ind. Eng. Chem., 39, 154} (1947).
A. Brochot/C. r., 117, 115 (1893).i
В. С о г s о n, N. Ipatieff, J. Am. Chem. Soc., 59, 645 (1937).’
Полученное соединение содержит реакционноспособный атом хлора, который может участвовать в дальнейших превращениях.
Применение в качестве катализатора металлического алюминия при повышенной температуре дает возможность осуществить алкилирование олефинами фенолов и ароматических аминов [51. Алкилирование происходит предпочтительно в орто-положение,
Полимеризация производных этилена
Полимеризация производных этилена в настоящее время очень широко используется для получения пластических масс. Определенные заместители в этилене, которые вызывают повышенную поляризацию молекулы, увеличивают как степень, так и скорость полимеризации. Такими заместителями являются ароматические радикалы (стирол), кислородсодержащие группы (акролеин, эфир акриловой кислоты, простые- и сложные виниловые эфиры) и галогены (винилхлорид). По при накоплении этих заместителей в молекуле способность производных этилена к полимеризации уменьшается или исчезает совсем. Стильбен, например, дает при освещении в бензоле только- димер [6].
Полимеризацию можно ускорить с помощью УФ-облучения, действием перекисей, а также кислотных или основных катализаторов. ,
В присутствии перекисей или при УФ-облучении полимеризация протекает по радикально-цепиому механизму:
в.-.- СН,-СП —► И-СПз-СН. ™,-CHCl^ п_СНз„сн_СНЗ-СЬГ. и т. д.
IIII
ciaci ci
Образовавшиеся в начале реакции активированные мономеры начинают рост цепи. В присутствии большого количества активных центров получаются коротки» цепи. Если же их образуется немного, то возникают боЛее длинные цепи. Антиокислители, такие, как гидрохинон или тнофенол, препятствуют радикально-цепной полимеризации. Обрыв цепи вызывают также многие неорганические восстановители (гидросульфит натрия, сульфит натрия и т. д.). Используя подходящее сочетание окислителей (перекисей) и восстановителей — так называемую окислительно-восстановительную систему, можно оказывать требуемое влияние на процесс полимеризации.
Рост цепи может прекратиться, когда свободнорадикальный центр молекулы полимера переходит на другую молекулу, например в результате отщепления атома водорода. Присоединение атомарного водорода к молекуле мономера приводит к возникновению нового активного центра:
R— /СН2-СН\ — СПз-CH - +СН2=СН —>-В-/СНг— СН\— СН=СН+СНз-СН.
\ ci Уп ci ci \ ci /„ ci а
Одним из видов радикальной полимеризации является так называемая теломери- зацип [71. В результате этой реакции при участии, например, галогенметанов полагаются полимеры с малой длиной цепи и заданными начальной и концевой группами. В приведенном ниже суммарном уравнении показана реакция таксогена (например, этилена) с телогеном (например, четыреххлористым углеродом) с обраэованйем теломера:
sCH2=CH54-CCh —> С1-(СН2-СИ2),-СС1з
Теломеризация [81. В автоклав из нержавеющей стали емкостью около 350 мл, снабженный штуцером для ввода газа и термопарой для измерения
R. 8 t г о b, " J. Ebersberger, Н. Н aberland, W. Hahn, Angew- Chern., 69, 124 (1957); R. S t г о b, R. S e у d e 1, W. Hahn., Angew. Chern.» 69, 699 (1957).
G. Cimician, P. Silber, Ber., 35, 4129 (1902).
Ф. Азингс p, Химия и технология моноолефинов, пер. с нем., Гостоптехиздат, 1960; см. также Е. Muller, Angew. Chern., 64, 246 (1952).
R. М. Joyce, W. E. Hanford, J. Harmon, J. Am. Cbemi Soc.* 70, 2529 (1948).
температуры, загружают 210 г (1,36 лоль) свежеперегнанного четыреххлористого углерода, 35 г воды и 0,47 в (0,00194 лоль) перекиси бензоила. После удаления воздуха из автоклава в него подают этилен до давления 35 ат. Автоклав покачивают в горизонтальном положении и нагревают. Когда температура реакционной смеси достигнет 70° С, давление нагнетанием этилена повышают до 100 ат. Реакционную смесь выдерживают 5 ч при 95° С. Подачей этилена давление поддерживают в пределах 85—100 ат. После охлаждения реакционную смесь выгружают из автоклава, отделяют воду, органический слой сушат над безводным MgSO4. Непрореагировавший четыреххлористый углерод отгоняют. Выходы и температуры кипения теломеров (после перегонки) приведены ниже:
X
Пределы выкипания фракций.
Выход, г
T. кип. чистых веществ, °C
1
90 (при 12 жж pm. cm.)
11.7
159 (при 760 мм рт. ст.)
2
90—115 (при 11 лл pm. cm.)
97.0
112 (при 24 лл рт. ст.)
3
115—145 (при 11 жж pm. cm.)
36,0
143 (при 24 мм рт. ст.)
4
145—175 (при 11 жж pm. cm.) Остаток
12,5
5.0
168 (при 20 мм рт. ст.)
Чем выше давление таксогена (в приведенном примере — этилена), тем большемолекулярный вес образующихся теломеров. При низком давлении х может быть равным 1.
При большом избытке телогена (100 : 1) происходит не теломеризация, а присоединение (х = 1) (см. также стр. 708).
При использовании четырехбромистого углерода уже при мольном соотношении от 4 : 1 до 2 : 1 полимеризация практически не идет; происходит лишь присоединение СВг4 к олефину.
Кроме упомянутых выше галогенметанов [7] функции телогенов могут выполнять спирты [9], альдегиды и кетоны [10], эфиры [11] и амины [12]:
дСН2=СН2 + СН2ОН —> Н-(СН2—СН3)^—СНОМ.
В случае альдегидов происходит присоединение водорода альдегидной группы, в результате чего образуются кетоны.
При использовании кислотных катализаторов (А1С13, BF3, кислот) полимеризация олефинов протекает по катионному ионно-цепному механизму. В технике полимеризацию изобутилена проводят при температурах от —70 до —100° С в присутствии 0,05% В F3 в течение нескольких минут. При этом с количественным выходом получают каучукоподобный полимер [13]. Температура реакции сильно влияет на величину молекулярного веса получающегося полимера. Чем ниже температура реакции, тем выше молекулярный вес. Например, При полимеризации а-метилстирола в этилхло-
Esso Research Engeneering, цат. ФРГ 1058981, К1. 120; С., 1960, 297; J. D. Laze г t е, R. J. К о з h а г, J. Am. Chern. Soc., 77, 910 (1955); W. Н. U г г у, F. W. Stacey, Е. S. Huyser, О. О. Juveland, J. Am. Chern. Soc., 76, 450 (1954).,
M. s. Kharasch, W. H. Urry, В. M. К и d e r n a, J. Org. Chem., 14, 248 (1949); M.S. Kharasch, J. Kuderna, W. Nudenberg, J. Org« Chem., 18, 1225 (1953).
tll[ W. H. и гг у, E. S. H и у s er, J. Am. Chem. Soc., 75, 4876 (1953).
W. H. U г г у, О. O. J и v e 1 a n d, F. W. Stacey, J. Am. Chem. Soc., 74, 6155 (1952); W. H. U г г у, О. О. J и v е 1 a n d, J. Am. Chem. Soc., 80, 3322 (1958).
К. Hamann, Aftgew. Chem., 63, 234 (1951).
D. Pepper, Nature, 158, 789 (1946); Trans. Farad. Soc., 45 ,397 (1949).
ряде в присутствии А1С13 при 23° С молекулярный вес полимера составляет около 1000, а при —130° С — 84 000. Растворитель также влияет на величину молекулярного веса. При исследовании полимеризации а-метилстирола в присутствии SnClt в различных растворителях найдено, что молекулярный вес тем выше, чем больше диэлектрическая проницаемость применяемого растворителя.
При использовании менее активных катализаторов [15] (SnCl4 и РЬС14) для начала реакции необходимо присутствие сокатализаторов, например воды, трет- бутилового спирта, уксусной, трихлоруксусной или серной кислот. Вероятно, катализатором полимеризации в этом случае является кислота Льюиса. Изобутилен в гексане при —80° С в присутствии TiCl4 реагирует очень медленно, но при пропускании слабого тока влажного воздуха начинается бурная реакция.
Сокатализаторы необходимы и при использовании активных катализаторов. Так, реакция безводного изобутилена с безводным BF3 в колбе, высушенной в глубоком вакууме при 400° С, не начинается при —80° С в течение 2 ч [16]. Если же колбу сушить в глубоком вакууме без нагревания, то реакция начинается сразу. При этом достаточны уже очень небольшие количества влаги, чтобы вызвать полимеризацию. Реакция протекает по следующей схеме:
ВГз + НХ —> H+[BF3X]-
СНзСНзСНэ . СНз
H+[BF3X]-+CH0=C —>-СНз—с+ [BFsXl-^^^^^CHs-i-C^-C* [BF3X]- II
СНзСНзСНз СНз
Обрыв цепи происходит в результате присоединения аниона или отдачи протона:
СН8 / СНЭ\ СНз
I / I \ I
IZRF—* СНз—С— СН2-С- -СН2-С-Х I \I
СНз ' СНз7я СНз
СНз /СПз\СНз
СН8~С—[ СН2-С- |-СН2-С* [BFgXJ-
СНзСН3/ЯСНз
СНз/ СНз\ СНз
СНз—С—I сн2—с— -сн=с
-H[BFeXJ।1।/।
СН3\ СН3/„ СНз
Полимеризацию этилена раньше удавалось осуществить только при высоком давлении и высокой температуре. Но благодаря исследованиям Циглера и сотр. [17] стало возможным проводить полимеризацию этилена при нормальном давлении под действием катализатора на основе триэтилалюмииия и TiCl4 в подходящем растворителе. Методику лабораторного получения полиэтилена низкого давления приводят Циглер и Мартин [18].
Анионная ионно-цепная полимеризация протекает под действием щелочных катализаторов. При полимеризации стирола в присутствии амида натрия в жидком
Р. Н. Pies ch, Nature, 160 , 868 (194 7).
A. Evans, G. M a e d 0 w, Trans. Farad. Soc., 46, 327 (1950).*
K. Ziegler, E. H о 1 z k а ш p, H. В r e i 1, H. Martin, Angew. Chem.t 67, 541 (1955).
K. Ziegler, H. M a г t i n, Makromol. Chern., 18/19, 186 (1956).
аммиаке начальная реакция состоит в присоединении аниона амида к двойной связи ' с образованием карбаниона:
NH2+CH=CH2 —► NHz-CH-CH2
CeH6С6Н6
NH2—СН—СН2—СН—СН2 и т. д.
С6Н6 Свн6
Этот механизм подтверждается тем, что молекула полистирола содержит амино- f группу. В эфире стирол в присутствии амида натрия не полимеризуется.i
По катионному типу реагируют преимущественно такие соединения, замести- тели у двойной связи которых вызывают смещение л-электропов двойной связи в на- 5 правлении к p-углеродному атому, например, виниловый эфир:i
CH^CH-OR <-+ CHj-CH—о—R --* CH,-CH=ORj
Соединения, полимеризующиеся по анионному типу, имеют у двойной связи. .' сильно электроноакцепторные группы, которые притягивают л-электроны двойной'^ связи, например акрилонитрил: ч
CHa=CH-CN * СНа—СН—CN
Диеновый синтез *
Диеновым синтезом, по Дильсу [19] и Альдеру [20], называют реакции присоеди- -; пения этиленовых воеттнений (диенофилов) к сопряженным системам (диенам):
RI CH / \ HC CH-RII IHC CH-R\ / СПIRRI CH / \ HC CH-RII IHC CH-R\ / СПIRR [ СН
R
I CH / \ HC CH-R
II I
HC CH-R
\ / СП
IR
R
I CH / \ HC CH-R
II I
HC CH-R
\ / СП
IR
НССН—R
I + IIНСCH-R
диенофилСН
Присоединение диенофила к диену происходит так, что образуется шестичлениов кольцо (1,4-присоединение). В реакцию вступают три двойные связи, однако продукт реакции содержит только одну связь, да и то в измененном положении. Перегруппировок атомов или атомных групп, в общем, не происходит. Диеновый синтез протекает стереоспецифично. Например, при присоединении малеиновой кислоты к диену продуктом реакции является цис-дикарбоновая кислота, а при присоединении фумаровой кислоты — транс-дикарбоновая кислота. Не последнюю роль при этом процессе присоединения играют заместители в диенах и дйенофилах. Так, например, 1,2,3,4- тетрафенилбутадиец не склонен к присоединению диенофила, в то время как 1,2,3,4- тетраметилбутадиен реагирует гладко [21]. Объемистые заместители в положениях 2,3 диена могут полностью исключить возможность присоединения, поскольку они
ограничивают свободное вращение и тем самым препятствуют установлению необходимой для присоединения цисоидной (б) конфигурации [22].
R СН8 R СН2
НгС^RП^СИз
(а)(б)
Так, 2,3-ди-трет-бутилбутадиен [23] не реагирует с диенофилом, тогда как в случае 1,3-ди-трет-бутилбутадиена [24] присоединение происходит нормально. Особенно реакционноспособным является циклопентадиен, у которого благодаря устранению возможности свободного вращения фиксируется особенно благоприятная конформация.
Ацетиленовые соединения типа енинов(С=С—С=С) и диенииов
(С=С—С=С—С" С) также обладают способностью к присоединению. Как и при реакции Дильса— Альдера, происходит 1,4-присоединенке, однако с одновременным перемещением атома водорода:
R
I
С
/О\^°
CH-C<fR—ССН-С<
I;о ।। )о
с сн-с< НС сн-с<
снсн
Кроме ациклических 1,3-диеиов в реакцию Дильса — Альдера вступают алициклические и некоторые ароматические соединения. Простейшие ароматические системы, такие, как бензол, дифенил и фенантрен, не реагируют по Дильсу — Альдеру, в то время как более сложные конденсированные системы, например, перилек и бенз- антрен, могут вступать в эту реакцию. Сопряженные двойные связи принадлежат при этом различным ядрам (стрелками показаны места присоединения диенофила).
В случае антрацена присоединение диенофила протекает по сопряженным двойным связям среднего ядра с образованием углеродного мостика.
При реакции циклических диенов, таких, как циклопептадиен или циклогептадиен, например, с ангидридом малеиновой кислоты, также возникают циклические соединения с углеродным мостиком. Из двух,возможных стереоизомерных форм
К. А 1 d е г, М. S с h u m а с h е г, Ann., 571, 87 (1951).
Н. Backer, Rec. trav. chim., 58, 643 (1939).
H. Backer, J. S t г a t i n g, Rec. trav. chim., 56, 1069 (1937).
всегда образуются соединения с эндо-конфигурацией. Однако реакция удается только в том случае, когда образование соединения не противоречит правилу Бредта.
эндо -цисэндо -цис
эндо -цис
эндо -цис
При замене циклопентадиена фураном получают соответствующее эндоокса- соедипение.
Однако при взаимодействии фурана с менее активными диенофилами происходит заместительное присоединение. Для пиррола оно является основным направлением реакции [25]:
И ц+сн2=снв\ /NilИ ц+сн2=снв\ /NilII IINH CHaCHaRII IINH CHaCHaR
И ц+сн2=снв
\ /
Nil
И ц+сн2=снв
\ /
Nil
II II
NH CHaCHaR
II II
NH CHaCHaR
Для тиофена не характерны ни 1,4-присоедпнение, ни заместительное присоединение; он вообще не вступает в реакцию Дильса — Альдера. В качестве диеновой компоненты тиофен, подобно бензолу, выступает только в более высококопдепсиро- вапных системах.
Способностью к реакции с диенами обладают не только этиленовые двойные связи. В качестве диенофильной компоненты наряду с нитрил-, азо-, нитрозогруппами может реагировать даже молекулярный кислород, и особенно пригодны ацетиленовые тройные связи. Реакционная способность как диенов, так и диенофилов зависит от их строения. Особенно благоприятно влияют на процесс присоединения ак пивные полярные группы. Наиболее реакционноспособными соединениями являются а,р- ненасыщенные карбонильные соединения, например акролеин, акриловая кислота, малеиновая кислота и ее ангидрид, ацетилендикарбоновая кислота, n-хнион, коричный альдегид, а также а,р-ненасыщеннне нитрилы и а,р-некасыщенные нитросоединения. У диенофилов, содержащих такие активные группы, сопряжение двойных связей не является обязательным; при благоприятных условиях происходит присоединение диенов к диенофилам с изолированными двойными связями. Диенофилами этого типа могут служить виниловый эфир и винилуксуспая кислота. Реакция кетенов с диенами протекает не по Дильсу —-Альдеру, а с образованием производных циклобутанона [26]:
В случае бензохинона протекает двойной диеновый синтез. Например, при реакции бензохинона с двумя молекулами циклогексадпена образуется диэндоэтиленовая
I. D. W о Ь b, G. Т. В о г с h е г d t, J. Am. Chern. Soc., 73, 752 (1951); К. A 1- der, С. H. Schmidt, Ber., 76, 183 (1943).
H. S taudinger, E. S u t e r, Ber., 53, 1092 (1920); В. T. Brooks, G. Wilbert, J. Am. Chem. Soc., 63, 870 (1941); K. Alder, H. F. R i c- kort, Ann., 543, 15 (1940).
циклическая система, которая легко теряет четыре атома водорода и при нагревани! переходит в результате отщепления этилена в антрахинон:
Используя производные циклогексадиена, можно получить гомологи антрахв нона. В качестве исходных соединений пригодны также 1,4-нафтохиноны; этиленовы мостик образующегося при этом соединения может содержать заместители, прлчё] его способность к элиминированию не теряется. Так, взаимодействием 1,4-нафтс хиппля с а-федлаидреном получают Р-метилантрахинон:
сн3С сн3сн3С сн3
сн
3С сн3
сн
3С сн3
Некоторые соединения, например циклопентадиен, часто реагируют и как длань и как диенофилы. Примером служит реакция их димеризации :
ии
и
и
Практическое осуществление такого рода диеновых синтезов исключительв просто. Реакция протекает уже при смешении рассчитанных количеств дивиа и дпен< фила в органических растворителях с выделением тепла (17—19 ккал(мольу С бол< медленно реагирующими веществами ее можно вести при нагревании (например, пс давлением или в расплаве). Одиако экзотермическая реакция Дильса — Альдер является в то же время равновесной, поэтому с повышением температуры легко пр исходят обратное расщепление на компоненты. Большой избыток одного из двух комп: нентов сдвигает равновесие реакции в сторону образования продукта присоединени. Ниже приведены методики проведения диеновых синтезов.
Ангидрид циа-эндометилеитетрагидрофталевой кислоты [27]. К суспе: зии 1 леоль ангидрида малеиновой кислоты в пятикратном количестве бензол при охлаждении постепенно прибавляют 1 моль диклопедтадиена, при этс
малеиновый ангидрид переходит в раствор с большим выделением тепла. В результате с почти теоретическим выходом образуется ангидрид цис-эндометилентет- рагидрофталевой кислоты; после перекристаллизации из лигроина т. пл. 164— 165° С.
Несколько труднее с ангидридом малеиновой кислоты реагирует бутадиен [28].
Ангидрид цые-тетрагидрофталевой кислоты. В 10 лл бензола растворяют 2—2,5 г, бутадиена, раствор нагревают с 4 г ангидрида малеиновой кислоты в запаянной трубке, оставляют на 12 ч и затем нагревают 5 ч при 100° С. В результате с количественным выходом получается ангидрид tfuc-тетрагидро- фталевой кислоты; после перекристаллизации из лигроина т. пл. ЮЗ—104° С.
Норкантаридпн [29]. d эфире суспендируют 2 г ангидрида малеиновой кислоты и прибавляют рассчитанное количество фурана. При слабом нагревании постепенно начинается реакция. Через несколько часов большая часть продукта присоединения — ангидрида эндооксатстрагидрофталевой кислоты выделяется при охлаждении в кристаллическом виде. После отгонки эфира продукт получают с теоретическим выходом. Это вещество плавится при 125° С, вспениваясь и разлагаясь на исходные компоненты. При гидрировании полученного соединения коллоидным палладием в содовом растворе образуется норкантаридин.
Эндоэтилентетрагидробензальдегид [30]. В течение '3,5 ч нагревают в запаянной трубке при 100° С 7 г циклогексадиена и 10 з акролеина. После фракционирования получают 3 г альдегида; т. кип. 84—85° С (12 мм рт. ст.). Его семикарбазон имеет т. пл. 176—177° С.
Если в качестве диеновой компоненты применяют антрацен, то присоединение происходит у 9-го и 10-го углеродных атомов с образованием 9,10-дигидроантрацен- 9,10-эндоэтилендикарбоповой-Г,2' кислоты.
9,10-Дигидроантрацен-9,10-эндоэтилендикарбоновая-1',2' кислота [31]. На парафиновой бане нагревают 12 в антрацена и 8 г ангидрида малеиновой кислоты до начала реакции, которая сопровождается кристаллизацией реакционной массы, начинающейся у стенок колбы. Нагревают еще 15—20 мил, следя за тем, чтобы температура бани не превышала 260° С, охлаждают и непрореагировавший малеиновый ангидрид экстрагируют эфиром из тонкоизмель- ченной реакционной массы. После перекристаллизации из малонового эфира получают бесцветные кристаллы, которые при быстром нагревании плавятся при 262—2635 с.
Дегидробелзол также может применяться как диенофил. Примером может служить синтез триптицена по Виттигу и Людвигу [32].
Триптицеи. При взаимодействии 42 ммоль антрацена с 30 ммоль о-фтор- бромбензола и магнием в тетрагидрофуране получают смесь углеводородов, из которой непревращенный антрацен извлекают малеиновым ангидридом. Хроматографированием получено 11% трифенидена (т. пл. 194—195° С) и 28% триптицена. Образование триптицена объясняется следующей реакцей;
О. D i е I s, К. Alder, Ann., 460. 113 (1928).
О. Diels, К. Alder, Вег., 62, 557 (1929).
О. Diols, К. Alder, Ann., 478, 144 (1930).
О. Diels, К. 4 1 d е г, Ann., 486, 196 (1931).
G. Wittig, R. Ludwig, Angcw. Chern., 68, 40 (1956).
Присоединение соединений с активированной С—Н-связью(реакция Михаэля)
По Михаэлю [331 и Клайзену [34], можно осуществить присоединение соединении с активным атомом водорода к а,р-ненасыщенным альдегидам, кетонам, эфирам, нитрилам, сульфонам и нптросоединелиям, причем присоединение происходит па углеродному атому винильной группы, находящемуся в р-положепии к карбонильной группе:
СН3СО—СН2 + СН2=СН—СОСНз 5=£ СНзСО—СН—СН2—СН2—СОСНз II
COORCOOR
Из ацетоуксусного эфира и метилвиуилкетопа получают этиловый эфир гептан- дион-2,6-карбоновой-3 кислоты [35?.
Этиловый эфир гептандион-2,6-карбоновой-3 кислоты. К 780 а ацето уксусного эфира добавляют 10 «л раствора метилата натрия (23 г натрия в 400 мл метилового спирта), затем при перемешивании и периодическом охлаждении, чтобы поддерживать температуру 30—35° С, прибавляют по каплям 210 г свожеперегнанного метилвинилкетона. Смесь оставляют на ночь, реакционную массу разбавляют метиленхлоридом, нейтрализуют разбавленной уксусной кислотой и после отгонки метиленхлорида перегоняют в вакууме. Получают бледно-желтое масло; т. кип. 127—129° С (4,5 л.и рт. ст.). Выход продукта 85—88% От теоретического.
Так как полученный этиловый эфир гептандион-2,6-карбоновой-3 кислоты содержит еще один подвижный атом водорода, то это соединение можно взаимодействием со вторым молем метилвинилкетона превратить в эфир 5-ацетилнопандион-2,8-карбояо- вой-о кислоты:
СНзСО—СП—СНз—СНг—СОСНз - СП2=СН-СОСН3 —>• I COOR
,СН2—СН2-СОСН3
—* СНзСО—С—СН2—СН2—СОСНз^COOR
Это соединение можно получить в одну стадию по указанной выше методике, если подействовать на ацетоуксусный эфир двойным количеством метилвинилкетона. Выход продукта 92% от теоретического; т. кип. 160° С (1,3 мае рт. ст.).
По Форлендеру и Кнетчу [36], можно получить эфир а-ацетилглутаровощ кислоты из ацетоуксусного эфира и этилового эфира акриловой кислоты.
Скорость реакции зависит как. от подвижности С—Н-связи аддепда, так и от поляризуемости двойной этиленовой связи акцептора. Поэтому в роли аддепда выступают чаще всего только метиленовые или метиновые соединения, активированные двумя соседними карбонильными или ширильными группами, например малоновый эфир, динитрил малоновой кислоты, циануксусный эфир, 1,3-дикетосоединення, эфиры 1,3-дикетокарбоновых кислот, а также их моноалкилпроизводные. Поляризуемость двойной этиленовой связи акцептора активируется сопряжением этой связи с одной иа полярных кратных связей. Поэтому в качестве этиленовой компоненты используются, в основном, а,p-ненасыщенные кетоны, а также а,р-ненасыщенные эфиры и нитрилы. Присоединение катализируется основаниями, например едким кали, этилатом натрия, аминами и др.
A. Michael, J. prakt.' Chern. |2], 35, 349 (1887).
Т. Komnenos, Ann., 218, 161 (1883).
[351 Н. П е n е с k a, Chern. Вег., 81, 189 (1948).
D. Vorlander, A. Knotzsch, Ann., 294, 317 (1897).
45 3ai<d.s 1885.
При использовании молярных количеств катализатора полученные" продукты присоединения могут подвергнуться вторичной циклизации (реакция Михаэля, сопровождаемая конденсацией). Если продуктами присоединения являются 1,5-дикетоны, то вследствие кротоновой или альдольной конденсации образуются производные циклогексенона или циклогексанолона:
R' I ROOC сн \\СН2снI +IСНз—сс=о\/О СНз R'ROOC СН \ / \НС сн2—►I Iс с=о / \ /НзС СНR' I ROOC сн \\СН2снI +IСНз—сс=о\/О СНз R'ROOC СН \ / \НС сн2—►I Iс с=о / \ /НзС СНR' I ROOC СН \/ \ НС сн2 ►I I—►с с=о / НзС О СНзR' I ROOC СН \/\ ПС сн2 или НО, ||>С С=ОН3(У \ / СН2R' I ROOC СН \/ \ НС сн2 ►I I—►с с=о / НзС О СНзR' I ROOC СН \/\ ПС сн2 или НО, ||>С С=ОН3(У \ / СН2
R' I ROOC сн \\
СН2сн
I +I
СНз—сс=о
\/
О СНз R'
ROOC СН \ / \
НС сн2
—►I I
с с=о / \ /
НзС СН
R' I ROOC сн \\
СН2сн
I +I
СНз—сс=о
\/
О СНз R'
ROOC СН \ / \
НС сн2
—►I I
с с=о / \ /
НзС СН
R' I ROOC СН \/ \ НС сн2 ►I I—►
с с=о / НзС О СНз
R' I ROOC СН \/\ ПС сн2 или НО, ||
>С С=О
Н3(У \ / СН2
R' I ROOC СН \/ \ НС сн2 ►I I—►
с с=о / НзС О СНз
R' I ROOC СН \/\ ПС сн2 или НО, ||
>С С=О
Н3(У \ / СН2
Если аддуктом являются не дикетоны, а эфиры б-кетокапроиовой кислоты, то в результате сложноэфирной конденсации образуются производные дигидрорезорцина:
СНзС8Н6ООС СНСИ, СНI + I о=с с=о \ /НзС ОС2Н5СНзС8Н6ООС СНСИ, СНI + I о=с с=о \ /НзС ОС2Н5СНз IС2Н5ООС сн \ / \ нс сн2I I о=с с=о \ /НзС ОС2Н5СНз IС2Н5ООС сн \ / \ нс сн2I I о=с с=о \ /НзС ОС2Н5-CjHsOH-CjHsOHСНз I с2нБоос снНС сн2 I I о=с с=о \ / сн2СНз I с2нБоос снНС сн2 I I о=с с=о \ / сн2
СНз
С8Н6ООС СН
СИ, СН
I + I о=с с=о \ /
НзС ОС2Н5
СНз
С8Н6ООС СН
СИ, СН
I + I о=с с=о \ /
НзС ОС2Н5
СНз I
С2Н5ООС сн \ / \ нс сн2
I I о=с с=о \ /
НзС ОС2Н5
СНз I
С2Н5ООС сн \ / \ нс сн2
I I о=с с=о \ /
НзС ОС2Н5
-CjHsOH
-CjHsOH
СНз I с2нБоос сн
НС сн2 I I о=с с=о \ / сн2
СНз I с2нБоос сн
НС сн2 I I о=с с=о \ / сн2
Этиловый эфир метилдигидрорезорцинкарбоновой нислоты [37]. К раствору 6,9 а натрия в 100 лм абсолютного спирта прибавляют 42 а ацетоуксусного ефира, затем 34 г этилового эфира кротоновой кислоты. После нагревания в течение 2 ч на водиной бане выделяется натриевая соль эфира метилдигидро- резорцинкарбоновой кислоты. Эфир в виде масла осаждают разбавленной HaSO4 из водного раствора его соли. Масло быстро затвердевает. После перекристаллизации из горячей воды т. пл. продукта 89—90е С.
Четвертичные основания Макниха в условиях реакции Михаэля реагируют так же, как а,р-ненасыщенные кетопы. Очень реакционноспособный вниилкетоп, образующийся из основания Манниха в момент выделения, может под влиянием амида натрия присоединять вместо обычных 1,3-дикарбонилышх соединений даже простые кетоны с одновременным замыканием цикла:
(37j R. V. Schilling, D. Vorlander, Ann., 308, 195 (1899).(37j R. V. Schilling, D. Vorlander, Ann., 308, 195 (1899).
(37j R. V. Schilling, D. Vorlander, Ann., 308, 195 (1899).
(37j R. V. Schilling, D. Vorlander, Ann., 308, 195 (1899).
Этот метод, метод Робинзона — Манниха, особенно часто применяют для сиитм* стероидов [38].
Здесь следует также упомянуть о цианэтилировании ненасыщенными нитрилами [39]. Например, по данным Байера и сотр. [40], можно присоединить пиколил- 2-кетоны к акрилонитрилу:
| ch2ch,cn
■^ СН^СОСИз гСН^СНСН ^ с—сосн,
CHaCHjCN
Описано присоединение метилового эфира флуорен-9-карбоновой кислоты, к аллилцианиду [41]:
z^\
I |||||+CHo = CHCH2CNI II II |
^/\/\^V\/\^
Н С00СН3СНзСН СООСНз
CHaCN
Хотя аллилцианид является р,у-ненасыщенным соединением, С—С-связь возникает и в этом случае у Р-углеродного атома аллилцианида. Присоединение этилового эфира вышеупомянутой кислоты к акрилонитрилу также происходит в р-положе— пие [42].
2-Иитропропан присоединяется к бенэальацетофенону в метиловом спирте в присутствии гидрида кальция [43]:
(CH8)2CNO2
I
C6H5COCH=CHC6H5 + (CH3)2CHNO2 СвНБСОСН2СНСвН6
При взаимодействии нитрометана с этиловым эфиром коричной кислоты в присутствии гидроокиси бензилтриметнламмония (трилон Б) образуется этиловый эфир р-фепил-у-оитромасляпой кислоты с выходом 76% от теоретического [44] [см. также- Org. Syntheses, 32, 86 (1952)].
5. Присоединение формальдегида (реакция Принса)
Под действием кислых агентов формальдегид может присоединяться к этилено-- ним соединениям [45]. Так, при взаимодействии стирола с формальдегидом в присутствии серной кислоты образуется 4-фенил-1,3-диоксан:
СНа
\ / CH2Ber., 90, 592 (1957).\ / CH2Ber., 90, 592 (1957).С6Н5-СН=СН2 + 2СП2О -b^U С„Н5-СН сн2
\ / CH2
Ber., 90, 592 (1957).
\ / CH2
Ber., 90, 592 (1957).
V. А. М о n d о n, Angew. Chern., 64, 123 (1952).
Org. Reactions, v. 5, p. 79.
H. В e у e r, W. L a s s i g, G. 8 c hud y, Chern.
S. H. T u c k e r, J. Chern. Soc., 1949, 2182.
[42)A. Campbell, 8. П. Tucker, J. Chern. Soc., 1949, 2623; см. также T. II о I b о, E. T a g m a n, Ileiv. chim. acta, 33, 2187 (1950); M. С. К I о e t- z e I, F. L. Chubb, J. Am. Chern. Soc., 72, 150 (1950).
N. F i s h m a n, S. Z u f f a n t i, J. Am. Chem. Soc., 73, 4466 (1951); см. также Th. Rogers, J. Chem. Soc., 1943, 590; W. С. К 1 о e t z e 1, J. Am. Chem, Soc., 72, 4786 (1950).
N. J. Leonhard, A. B. S i m о n, D. L. F e 11 e y, J. Am. Chem. Soc., 73, 857 (1951).
II. J. p r i n s, Chem. Weekblad, 16, 1072, 1510 (1919).
4-Фенил-1,3-диоксан . Смесь 675 г 37%-ного формалина, 48 г H2SO4 (d = 1,84) и 312 г стирола осторожно нагревают с обратным холодильником при перемешивании в течение 7 ч. После охлаждения к смеси добавляют при перемешивании 500 мл бензола. Затем бензольный слой отделяют и дважды промывают по 750 мл воды. Бензол удаляют перегонкой, а остаток фракционируют. Выход 4-фенил-1,3-диоксана 353—463 а (70—88% от теоретического): т. кип. 96—1039 С (2 жж рт. ст?>.
В присутствии уксусной кислоты образуется в основном дпацетильное производное 1-фенилпропандиола-1,3 [46]:
CeH6CH=CIl2+CH2O + H2OСбНбСНСН2СН8 сн,соон-> СвН5СНСН8СН2
IIII
НО ОНСНзСОО ОСОСНз
В эту реакцию вступают и другие олефины, однако арилолефины дают лучшие выходы [47].
Присоединение органических гапогенпроизводиых
В противоположность насыщенным галогенидам галогснпроизводные ненасыщенных углеводородов при обработке хлористым алюминием ведут себя подобно ароматическим углеводородам [48]. В качестве присоединяющего компонента можно использовать галогенпроизводные этилена. Присоединяются преимущественно хлорметаны, ■особенно легко хлороформ, а также метиленхлорид; способны присоединяться также хлорэтаны, однако реакция протекает с менылей скоростью. В качестве примера приведен синтез 1,1,2,3,3-пентахлорпропапа [49] из хлороформа и сижж-дихлорэтилена
СНС1з+С1СП=СНС1 —*■ CHCI2-CHCI-CHCI2
1,1,2,3,3-Пеитахлорпропан [49]. Кипятят в течение нескольких минут 120 г чистого СНС13 с А1С13 (1%). Такой же обработке подвергают 97 г дихлор- этилена, но нагревают до температуры не выше 40° С. Оба реагента, насыщенные А1С13, после охлаждения смешивают и нагревают при 50° С в течение 5—10 мин до тех пор, пока температура не начнет самопроизвольно подниматься. Охлаждением проточной водой поддерживают температуру около 50—55° С. Если она поднимется выше, то реакция выйдет из-под контроля. По истечении 30 мин температура начинает падать, после чего смесь еще около 10 мин нагревают при 55—60° С. Затем отгоняют с водяным паром непрореагировавшие исходные продукты, следя за объемным соотношением отходящих водяных паров и масла. Когда содержание масла на 10 мл общего объема дистиллята падает до 3 мл, приемник следует заменить. Теперь отгоняется пентахлорпропан в практически постоянном количестве (2,5 жл на 10 мл дистиллята). Отгонку заканчивают, когда в 10 жл дистиллята будет содержаться только 0,5 жл масла. Выход продукта составляет 70—75% от теоретического.
В оригинальной статье указаны условия, тормозящие реакцию, причем причина этого явления до настоящего времени не выяснена.
Описана реакция изопропилхлорида с трихлорэтиленом и аналогичные реакции [50]. Атом галогена при этом присоединяется к углеродному атому с меньшим числом атомов водорода. В качестве катализатора кроме А1С13 можно применять FeCl3 [51].,
Осуществлена также реакция этилена с различными разветвленными алкилгалогени- дами [52]:
(СНз)зСС1+СН2^СН2(СНз)зССН2СН2С1
При взаимодействии mpem-бутилхлорида с этиленом получается 4-хлор-2,2- диметилбутап с выходом 75% от теоретического.
Свободнорадикальное присоединение галогенированных метанов к олефинам можно осуществить 153], нагревая при 70—90° С смесь олефина, например, с четырехбромистым углеродом или с избытком четыреххлористого углерода в присутствии 1 — 5 мол. % диацилперекиси:
СНз(СН$)5СН=СН8 + СВг4 —> СН3(СН2)5СНВгСНгСВг3
Без перекисного катализатора тетрабромметан может присоединяться под действием света [54].
Удалось также осуществить [55] катализируемое перекисями присоединение к олефинам эфиров а-бромзамещенпых жирных кислот:
СвН1зСН=СНа + ВгСНСООС8Н6 —»- СвНиСНСНэСНСООСзНб .iII
СНзВгСНз
Таким способом получают эфиры у-бромзамещенных жирных кислот.
Исключительно легко протекает присоединение а-галогенированных простых эфиров в присутствии хлористого цинка [56]:
- CHgOCH3Cl + RCH=CHR' —> RCHCHC1R'
СП2ОСН3
Образующиеся при этом у-галогенвамещенные простые эфиры далее уже ие могут реагировать, так как подвижность галогена уменьшается с увеличением расстояния от эфирного кислорода.
Под действием хлористого алюминия могут присоединяться по двойной связи также хлорангидриды кислот с образованием р-галогенкетонов [57]:
/X/\/СОСН3
I 1+сп3сос1 У
HC^CH —ch2n2HC^CH —ch2n2НС NHНС NHСвН5СН=СНСОСбПб + ch2n2СвН5СН=СНСОСбПб + ch2n2CeHsCII-CHCOCeHsCeHsCII-CHCOCeHsс-соосн,С-СООСНзс-соосн,С-СООСНз-сиоСн3N — с-соосн,-сиоСн3N — с-соосн,158]158]160]161][62]160]161][62]
HC^CH —ch2n2
HC^CH —ch2n2
НС NH
НС NH
СвН5СН=СНСОСбПб + ch2n2
СвН5СН=СНСОСбПб + ch2n2
CeHsCII-CHCOCeHs
CeHsCII-CHCOCeHs
с-соосн,
С-СООСНз
с-соосн,
С-СООСНз
-сиоСн3
N — с-соосн,
-сиоСн3
N — с-соосн,
158]
158]
160]
161]
[62]
160]
161]
[62]
Присоедииеиие диазометана и синильной кислоты [58]
Реакцией диазометана с ацетиленом можно получить пиразол:
НС=СИ
Аналогично из этилена получают пиразолин. С диазометаном могут реагировать • также замещенные этилены. Так, из бензальацетофенона и диазометана образуется 4-фепил-5-бензоилпираэолин [59]:
НС NH
N
Так же протекает взаимодействие с диазометаном эфира акриловой кислоты.- В подобных реакциях СН2-группа диазометана присоединяется всегда к Р-углеродному атому а,Р-ненасыщенных кетонов или эфиров с одновременным перемещением одного J атома водорода.
Пиразолины при нагревании обычно разлагаются с отщеплением азота, иногда с образованием производных циклопропана *, например [60]:
Так же, как диазометан, могут присоединяться и другие диазосоединения:
Соединение I было получено с количественным выходом [61] при проведении реакции в абсолютном эфире в течение одного дня. Следует упомянуть также о получении эфира индолил-3-уксусной кислоты из нидОла й диазо- уксусного эфира, протекающее с орцеплением азота [62].
Взаимодействие синильной кислоты с ацетиленом протекает с образованием акрилонитрила. Олефины же, как правило, с синильной кислотой не реагируют. Но если двойная связь олефина активирована соседними электропоакцепторными группиров-
Превращение пиразолинов в производные циклопропана открыто II. М. Киж- нером [ЖРХО, 44, 165 (1912); 45, 1770 (1913)]. — Прим. ред.
Обзорная статья В. Е i s t е г t, в книге W. Foerst, Methoden der prapara- tiven organischen Chemie; L. Summers, Chem. Rev., 55, 301 *(1955); обзорная статья Пои ben - Weyl, Bd. 5, S. 265.
I. Smit b, W. В. P i n g s, J. Org. Chem., 2, 23 (1937).
H. Wieland, О. P#obst, Ann., 530, 277 (1937).
J. v. A 1 p h e n, Rec. trav. chim., 62, 491 (1943). ц
R. W. Jackson, R. H. M a n s k e, C., 1936, I, 4005.
ками, то присоединение синильной кислоты к двойным связям протекает с хорошим выходом. При взаимодействии виниловых эфиров с синильной кислотой образуются а-алкоксинитрилы [63]:
СН2=СИОС2Н5 -^* СН3СНОСгН5
Присоединение происходит под действием щелочных катализаторов (цианидов щелочных металлов, пиридина). Такие реакции были проведены с метил-, этил-, бутил-, циклогексил- и декагидронафтилвиниловыми эфирами.
Нитрнн а-бутоксипропноиовой кислоты. Во вращающемся автоклаве нагревают в течение б ч при 250° С 200 а н-бутилвннилового эфира, 200 в тетрагидрофурана и 54 г синильной кислоты. После перегонки реакционной смеси получают 145 а нитрила а-бутоксипропионовой кислоты.
Еще легче происходит присоединение сложных виниловых эфиров. С выходом выше 80% образуются нитрилы сложных эфиров а-оксилропионовой кислоты. Удается также осуществить присоединение синильной кислоты к эфирам а,Р-пенасыщенных кислот [64] (например, к этиловому эфиру кротонской кислоты, дяэтиловому эфиру алкилидепмалоиовой кислоты):
ГОПГ И с/СООС2Н5
псн-с/ 31rchc^
NWOCsH,^ ^COOCjH,
Наличие в винильной группировке алкильных или арильпых заместителей снижает способность к присоединению.
Диэтиловый эфир р-цпанбензилмалоповой кислоты 165]. В 250 мл спирта растворяют 24,5 г диэтилового эфира бензальмалоновой кислоты и к нему прибавляют раствор 6,5 г KCN в 100 мл воды. К прозрачной жидкости при охлаждении очень медленно добавляют по каплям 11 а 30%-ной НС1, разбавленной, 50 мл воды. Реакционную смесь оставляют на несколько дней. После этого к слабокислой, почти не пахнущей синильной кислотой реакционной массе добавляют воду до появления мути. Через 24 ч выпадает достаточно большое количество игольчатых кристаллов, которые отфильтровывают и промывают разбавленным спиртом; т. пл. 48,5° С.
В то время как присоединение синильной кислоты к двойной связи а,р-ненасы- • щенных кислот и эфиров происходит не всегда, присоединение ее к двойной связи а, р- ненасьпценных кетонов удается в большинстве случаев. При Этом образуются нитрилы у-кеюкарбоновых кислот, карбонильная группа которых может присоединять вторую молекулу синильной кислоты. Ненасыщенные альдегиды присоединяют синильную кислоту только по карбонильной группе. Из бепзальацетофенона и синильной кислоты получается нитрил а-фенил-р-бепзоилпропионовой кислоты [66} с выходом более 90%:
СвН6СН=СНСОСвН5 + HCNСвН6СН=СНСОСвН5 + HCNС6Н5СНСНгСОСвНбС6Н5СНСНгСОСвНб
СвН6СН=СНСОСвН5 + HCN
СвН6СН=СНСОСвН5 + HCN
С6Н5СНСНгСОСвНб
С6Н5СНСНгСОСвНб
GN
Возможно такое присоединение синильной кислоты к а,р-иенасыщенпым нитрилам, сульфонам и нитросоединениям [67].
[63} 1. G. Farbenindustrie A. G., франц, пат.Н о u b е n - W е у 1, Bd. 8, S. 267.[64 J L. Higginbotham, A. L ар w о г ;[63} 1. G. Farbenindustrie A. G., франц, пат.Н о u b е n - W е у 1, Bd. 8, S. 267.[64 J L. Higginbotham, A. L ар w о г ;892870, С., 1948, I, 170; ср. также
[63} 1. G. Farbenindustrie A. G., франц, пат.Н о u b е n - W е у 1, Bd. 8, S. 267.
[64 J L. Higginbotham, A. L ар w о г ;
[63} 1. G. Farbenindustrie A. G., франц, пат.Н о u b е n - W е у 1, Bd. 8, S. 267.
[64 J L. Higginbotham, A. L ар w о г ;
, ,. г . - ; Ь, J. Chern. Soc., 121, 51 (1922);
см. также Org. Synth., 26, 54 (1947).
J. В г е d t, J. Kallen, Ann., 293, 343 (1896).
A. H a nn, A. Lapworth, E. Wechsler, J. Chern. Soc., 85, 1358 fl904);
41 (1910); см. также Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 498.
I67J P. Kurtz, Ann. 572, 35 (1951).
Присоединение по С~0-связиj
Альдольная конденсация .
Образование альдолей (альдегидоспиртов) или кетоспиртов происходит под дей- .5 ствием щелочных агентов. Так, при димеризации двух молекул ацетальдегида полу- . ;; чается ацетальдоль:i
СНэСНО-ЬСНзСНО—>СН3СНСН2СНОЧ
ОНJ
Ацетальдоль [68] (по Клайзену). В 200 мл охлажденной льдом воды / медленно прибавляют 100 г свежеприготовленного ацетальдегида (из параль- ^ дегида). Смесь охлаждают до —12° С и осторожно приливают ледяной раствор • 2,5 г KCN в 100 мл воды с такой скоростью, чтобы температура ке поднималась ^ выше —8° С. Реакционную массу охлаждают смесью льда и соли в точбйие еще 2 ч и оставляют на холоду на 30 ч. Затем реакционную массу насыщают Д NaCl, продукт несколько раз экстрагируют эфиром, сушат и фракциони- • руют. Выход альдоля40% от теоретического; т. кип. 80—90° С '
(20 мм рт. ст.); т. кин. чистого альдоля 83° С.
Взаимодействие остальных альдегидов приводит к получению соответствующих .• продуктов присоединения, причем присоединение происходит всегда к СИ1-группе, ^ находящейся в a-положении к карбонильной группе:
RCH2CHO+CH2CIIO —> RCH2CHCHCHO
III,
RНО R■
Примером реакции альдегида с кетоном может служить получение пентапол- ' 2-она-4 из ацетальдегида и ацетона [69].ч
Пентанол-2-он-4. К 105 г ацетона, охлажденного до —12° С, приливают ■# раствор 5 2 KCN в 100 мл воды и при дальнейшем охлаждении прибавляют 40 в , свежеприготовленного ацетальдегида. Затем смесь оставляют стоять на холоду 8 ч, после чего продукт экстрагируют эфиром; вытяжки встряхивают с насыщен- ^ ным раствором NaCl, сушат над Na2SO4 и после отгонки эфира перегоняют в вакууме. Т. кип. продукта 77—78° С (19 мм рт. ст.).■ ,
Из 2 моль ацетона в присутствии гидроокиси бария [70] или ионообменных смол [71] получают днацетоновый спирт:
ОН
2снзсосн3—>сн3-с:-сн8сосн3•
I СНз
При такой альдольной конденсации происходит присоединение свободной пары электронов «метиленовой компоненты» к атому углерода поляризованной карбонильной группы, в электронной оболочке которого находится только шесть электронов:
CH3—C+ + [‘CH2CH=O]Na* —>CH3CCH2CH^OCH3—C+ + [‘CH2CH=O]Na* —>CH3CCH2CH^ONa* -”1он* сн8снсн2сно
CH3—C+ + [‘CH2CH=O]Na* —>CH3CCH2CH^O
CH3—C+ + [‘CH2CH=O]Na* —>CH3CCH2CH^O
он
Предпосылкой для этом реакции, таким образом, является наличие активированной С—Н-связи. В указанных выше реакциях роль'метиленовых компонент кроме альдегидов и кетонов могут играть также другие соединения.
Пропионовый альдегид может реагировать с нитрометаном с образованием 1- питробутанола~2 [72]:
CH3Cn2CHO + CH3NO2 —и CH3CH2CHCH2NO2
I
ОН
1-Нитробутанол-2. Через колонку диаметром 18 мм'л заполненную на 40 см амберлитом марки IRA-400 (ОН~-форма) и снабженную рубашкой, при 27—30° С в течение 3 ч медленно пропускают смесь 58 г пропионовогс альдегида, 91 г нитрометана и 50 г этилового спирта. Выход продукта 70% от теоретического; т. кип. 107—115° С (25 мм рт. ст.); п^ 1,4432.
Реакцию нитропарафпнов с альдегидами можно осуществить тремя спо- собами [73]:
В присутствии такого количества щелочи, чтобы взаимодействие протекало с достаточной скоростью и в то же время без побочных процессов дегидратации или по. димеризации. Реакция протекает медленно, и в случае более сложных исходных соединений выходы продуктов сильно уменьшаются.
В присутствии эквимолярных количеств 10 н. NaOH. Хорошие выходы продуктов получаются только при взаимодействии нитрометана с неразветвленнымв альдегидами при температуре ниже 10° С. Для вторичных нитропарафпнов этот метод: непригоден.
При нагревании раствора бисульфитного соединения альдегида и растворе натриевой соли нитронарафина. Первичные нитросоединения реагируют с выходами 70—80% от теоретического.
2-Нитро-1-фенилпропанол-1 [74] получают постепенным прибавление!* раствора нитроэтава в водной гидроокиси натрия к продукту присоединение бисульфита к бензальдегиду, перемешивая реакционную массу при иомнатной температуре.
При взаимодействии этилового эфира глицина с п-нитробензальдегидом обра зуется этиловый эфир ^-(п-нитрофенил)-серина [75]:
^/GHO сн,СООС2Нб^.^уСН-СНСООСгНа
+L,ОН NH3
Аналогично реагируют глицин и тиофен-2-альдегид с образованием Р-тпофен серика [76].
При реакции бензилцианида с фенилглиоксалевой кислотой в пиперидине получается с выходом 40% от теоретического мононитрил дифенилоксиянтарно^ кислоты [77]:
ОН
I
C6HsCH2 + CeHe-CO-COOH —> СвН6СН-ССвНб
I
CNCN СООН
С. J. 8 с h m i d 1 е, R. С. Mansfield, Ind. Eng. Chern., 44, 1388 (1942>
C. A. S p r a n e, E. F. D e g e г i n g, J. Am. Chem. Soc., 64» 1063 (1942>
Пат. США 2151517.
G. Carrara, G. Cristiani et al., Gazz, chim. flat, 82, 325 (1952).
G. Weitnauer, Gazz. chim. itaL, 81, 162 (1951).
P. C a r d i e r, J. Moreau, C. r„ 214, 621 (1942); C., 1943, И, 898.
Реакция присоединения может происходить также п между ацетиленом и карбонильной группой:
СНзхСПз-,
)С=О+НС=СН —> >с-с=сн СН3ХСН3/ I
он
Диметилэтинилкарбинол [78]. К 300 мл жидкого аммиака при —50° С прибавляют маленькими кусочками 4,6 г натрия. В полученный раствор пропускают сухой ацетилен со скоростью 15—20 л/ч до исчезновения голубой окрасии. Затем к суспензии ацетиленида натрия прибавляют по каплям при перемешивании в течение 1 ч 14,6 лл (11,6 г) сухого ацетона (содержание воды не более 0,042%). Реакционную массу перемешивают еще 4 ч при —50° С и дают испариться аммиаку.' Бесцветный остаток растворяют в 120 мл воды и подкисляют 90 мл 50%-пой уксусной кислоты. Карбинол из раствора шесть раз экстрагируют эфиром. Объединенные эфирные вытяжки сушат над Na2SOv После фракционирования на колонке Вигре получают продукт с т. кип. 100— 102° С, п^ 1,4202; выход 86% от теоретического.
Хороших выходов при этой реакции можно добиться только в том случае, если удается полностью избежать попадания влаги в реакционную массу. При проведении реакции с амидом патрня в этиловом спирте выход продукта составляет только 40—60% от теоретического [79].
В присутствии КОН к карбонильной группе может присоединяться хлороформ с образованием производного трихлорметилкарбипола:
СН3хСН3\ /ОН
>С=О-|-СНС1з —>>С<
СНз/СН3^ ХССЛ3'
Трихлорметилдиметилкарбннол [80]. К 500 мл сухого диметилацеталя формальдегида (метилаль) прибавляют при энергичном перемешивании 102 г свежеплавленного, растертого в порошок КОН, поддерживая при этом температуру —4° С. Затем при той же температуре прибавляют в течение 2 ч смесь 215 г хлороформа и 116 а ацетона и перемешивают еще 2 ч, после чего реакционную массу выливают в смесь разбавленной серной кислоты и льда. Верхний слой отделяют, а продукт экстрагируют из водного слоя метилалем. Растворитель отгоняют, а остаток перегоняют с водяным паром. Продукт реакции получают в виде игольчатых кристаллов; т. пл. 91° С.
Альдегиды в присутствии едкого кали реагируют по приведенной выше схеме лишь в том случае, если карбонильная группа связана с третичпым атомом углерода. Можно осуществить взаимодействие бензальдегида с хлороформом в присутствии водно- спиртового раствора едкого натра [81]. Взаимодействие хлороформа с нитропроизвод- ными ароматических альдегидов и алифатическими альдегидами с неразветвленной цепью протекает с хорошим' выходом в безводной смеси тетрагидрофурана и тпрет-бути- лового спирта в присутствии mpem-бутилата калия при температуре от 0 до —20° С [82].
2^ Бензоиновая конденсация
Так называемая бензоиновая конденсация протекает по схеме:
2RCHO —> RCHOHCOR
Наибольший интерес в препаративном отношении эта конденсация имеет в ароматическом ряду; впервые она была проведена с бензальдегидом. Алифатические альдегиды обычно не вступают в эту реакцию. Одним из немногих исключений, когда бензоиновая конденсация гладко протекает не с чисто ароматическими альдегидами, является конденсация ароматических глиоксалей типа фенилглиоксаля [83].
Бензоин. Кипятят с обратным холодильником, обычно с добавкой воды, раствор альдегида с цианидом калия (0,1 от массы альдегида). После охлаждения реакционной массы выпадает кристаллический бензоин. Образующийся бензоин, как правило, окрашен в слабо-желтый цвет и очень плохо очищается от примесей. Бесцветный бензоин [84] с т. пл. 137° С получается при перекристаллизации из диизоамилового эфира. Вместо цианида калия можно использовать цианиды натрия и бария, но чистую синильную кислоту и комплексные цианиды применять нельзя. Поэтому считают, что катализатором бензоиновой конденсации служит цианид-ион, который в случае синильной кислоты и комплексного цианида не образуется в достаточном количестве из-за их незначительной диссоциации.
Подобно бензальдегиду, с образованием соответствующих ацилоинов реагируют также его гомологи и эфиры оксиальдегидов, например анисовый альдегид и фурфурол. Но при конденсации свободных оксиальдегидов, а также галогенированных питро- и аминобензальдегидов бензоины не образуются. Конденсация коричного альдегида проходит с ничтожно малым выходом.
Пинаноны
Получение пинаконов из кетопов происходит под действием самых разнообразных восстановителен:
н R X /L—С—Н'>С-С<
R'Z | I XR'НО
Бензпинакон [85]. Медленно кипятят в течение 15 мин при энергичном встряхивании 1 ч. бензофенона, 2 ч. цинка и 10 ч. 80%-ной уксусной кислоты. Выпавшие после охлаждения кристаллы отфильтровывают, фильтрат еще раз кипятят с цинком и обрабатывают, как указано выше. Выделенный бензпинакон промывают разбавленной уксусной кислотой и перекристаллизовывают из кипящей ледяной уксусной кислоты. Продукт плавится при 185—186° С, разлагаясь на бензофенон и бензгидрол.
С 95%-ным выходом бепзпинакоп был синтезирован фотохимическим восстановлением бензофенона в изопропиловом спирте на солнечном свету [86].
Большое число ароматических пинаконов [87, 881 было получено с хорошими выходами при использовании в качестве восстановителя бинарной смеси магния с его бромидом или иодидом.
Реакция протекает по схеме:
2В2С=О2В2С=ОR2COHR2COHR2COHR2COHMg; MgTi ? ReCOMgl
2В2С=О
2В2С=О
R2COH
R2COH
R2COH
R2COH
R2COMgI
R2C-OMgIR2C-OMgIR2C-OMgIR2C-OMgI2R2C—OMgl2R2C—OMglВначале возникает соответствующий металлкетил, который находится в равновесии с Динаконатами:
R2C-OMgI
R2C-OMgI
R2C-OMgI
R2C-OMgI
2R2C—OMgl
2R2C—OMgl
Дифенилди-р-нафтилнинакон. Полностью исключив доступ воздуха и влаги, встряхивают 2,32 г фенял-р-нафтилкетона с 1 г магния и 3 г Mgla в 30 мл смеси эфир — бензол (1 ; 1). Раствор окрашивается в красно-коричневый цвет. В присутствии кислорода воздуха раствор тотчас же обесцвечивается. Окраска раствора восстанавливается вновь, если доступ воздуха прекращается. Реакционную смесь отфильтровывают от избытка магния и разлагают смесью льда и NH4C1. Органический слой промывают водой, сушат над NaaSO4 и растворитель отгоняют в вакууме. После перекристаллизации продукта из смеси хлороформа и спирта образуются игольчатые кристаллы. Выход дифенилди-0- иафтилпинакона 91% от теоретического; т. пл. 175° С. Безводную бинарную смесь восстановителя (Mg — Mgl2) получают из 4 г порошка магния и 12 а иода в 75 .мл абсолютного эфира и 75 мл сухого бензола [87].
Описано восстановление ненасыщенных альдегидов до пинаконов действием пнк-медной пары [89]. Реакция протекает уже при 0° С в разбавленном растворе ксусной кислоты. Дипропеяилгликоль [90] с помощью цинк-медной пары [91] полу- еп пз кротонового альдегида с 67%-ным выходом.
Восстановлением смесей кетонов можно синтезировать пАсимметричный инаконы [92].
При восстаповлении метилотилкетона амальгамой магния (из магния и хлорида гути) получили 3,4-диметилгександиол-3,4 [93]. При восстановлении натрием или •о амальгамой [94] щелочь, выделяющаяся в результате гидролиза пинаконата щелоч- тго металла, расщепляет пинакон с образованием кетона и соответствующего спирта:
2NaOH2NaOHR2C=O + R2CHOIIR2C=O + R2CHOII.R2C—ONa „ n RaC-OH
2NaOH
2NaOH
R2C=O + R2CHOII
R2C=O + R2CHOII
2RiC —ONa —II
R2C-ONaR2C—OH
Поэтому гидролиз следует вести в уксусной кислоте.
Об электролитическом восстановлении см. [95. 96], о восстаповлении амальга- 1н алюминия см. [97].z
7| М. Go mberg, W. F. Bachmann, J. Am. Chern. Soc., 49, 236 (1927).
W. Е. Bachmann, R. V. S h a n k 1 a n d, J. Am. Chern. Soc., 51. 306 (1929).
R. К u h n, 0. Rebel, Ber., 60, 1565 (1927).
0] W. G. Y 0 11 n g, L. L e v a n a s, Z. J esait is, J. Am. Chern. Soc., 58, 2274 (1936).
J. Gladstone, A. Tribe, J. Chern. Soc., 31, 561 (1877).
G. L a u d e, J. Wiemann, Bull. Soc. chim. France [5], 13, 256 (1946).
D. W. D a v i s, C. S. Marvel. J. Am. -Chern. Soc., 53, 3843 (1931).
W. E. Bachmann, J. Am. Chern. Soc., 55, 1183, 2829 (1933).
M. 1. A I I e 11, J. Am. Chem. Soc., 72, 3797 (1950); 73, 3503 (1951).
I. A. Pearl, J. Am. Chem. Soc., 74. 4260 (1952).
K. S i s i d о, H. Nozaki, J. Am. Chem. Soc., 70, 776 (1948).
Реакция Кольбе — Шмитта
По Кольбе [98], салициловую кислоту получают пропусканием сухого COt над сухим фенолятом натрия, постепенно повышая температуру до 110—200° С:
^\_/ONa^\/0Na
21 ||+СО2^-| || +С6Н5ОН
^^COONa
•При реакции образуется фенол, который не реагирует с двуокисью углерода. Но Шмитту, для полного превращения фенолята (промышленный метод) взаимодействие двуокиси углерода и фенолята ведут под давлением и затем нагревают смесь до 120—150° С.
Если реакцию проводят с фенолятом калия, то получают n-оксибензойпую кислоту. В интервале температур 100—150° С образуется также дикалийсалицилат, который, однако, изомеризуется (при 200° С полностью) в калиевую соль п-оксибензой- ной кислоты. В случае многоатомных фенолов п аминофенолов взаимодействие с двуокисью углерода протекает уже в водном растворе. Эту реакцию можно провести также с а-нафтолом.
Циангидриновые синтезы
Цпангидриновые синтезы состоят в присоединении синильной кислоты к карбонильным соединениям по схеме:
,ОН
R2CO4-HCN В2С<
\CN
При этом реакция синильной кислоты с альдегидами проходит, в общем случае, быстрее и полнее, чем с кетонами. Смешанные жирно-ароматические кетоны дают лишь незначительные выходы циангидринов. Невозможно получение циангидринов из ароматических, а также из алициклических кетонов, содержащих в кольце более десяти атомов углерода.
Реакция образования циангидринов является равновесной, причем равновесие при отсутствии катализатора устанавливается очень медленно. Каталитическим действием обладают незначительные количества щелочных реагентов, например, цианид калия [100], карбонат калия [101], аммиак [102] и др. Циангидрины являются термически нестойкими веществами и при повышенной температуре разлагаются на исходные компоненты. При циангидриновых синтезах проводят взаимодействие карбонильного соединения с концентрированным’раствором силильной кислоты, а в некоторых случаях и с безводной синильной кислотой или же смесью цианидов щелочных металлов и кислот.
Реакцию с синильной кислотой рекомендуется проводить следующим образом.
К эквимолекулярной смеси сниильной кислоты и ацетальдегида (в случа» кетона необходим 10%-иый избыток синильной кислоты) осторожно прибавляют несколько капель концентрированного раствора KCN. Смесь вскоре закипает, При этом следует применять эффективный обратный холодильник, а в некоторых случаях реакционную массу необходимо охлаждать. По окончании реакции к реакционной массе при хорошем охлаждении прибавляют H2SO4 до ярко выраженной кислой реакции, отгоняют непрореагировавшие синильную кислоту и альдегид (или кетон) и остаток фракционируют в вакууме.
При получении больших количеств циангидрина целесообразно прибавлять по каплям синильную кислоту к смеси карбонильного соединения и катализатора. Если реакцию проводят с низкокипящими альдегидами, то смесь альдегида и синильной кислоты прибавляют по каплям к смеси предварительно полученного циангидрина и катализатора.
Нитрил миндальной кислоты f 103J. Немного более 1 моль KCN увлажняют небольшим количеством воды, прибавляют 1 моль бензальдегида и прибавляют по каплям при частом встряхивании и охлаждении реакционного сосуда 1 моль НС1 (дымящая соляная кислота). Полученное коричневое масло декантируют от солей.
Иногда для этой реакции [104] используют бисульфитные соединения кетонов или альдегидов и водный раствор цианида калия, причем обычно выделение бисуль- фитного соединения не обязательно.'‘ •
Ацетонциангидрин. Встряхивают 1 люль ацетопа с концентрированным водным раствором 1 моль бисульфита натрия. Смесь охлаждают и прибавляют по каплям при энергичном встряхивании концентрированный водный раствор 1 моль цианида калия, при этом раствор снова разогревается. Его охлаждают, отделяют маслообразный ацетонциангидрин от водного слоя; дополнительное количество ацетонциангидрина несколько раз экстрагируют из водного слоя эфиром. Эфирные вытяжки объединяют с основным количеством продукта, встряхивают для удаления ацетона с раствором бисульфита, потом с насыщенным раствором NaCl и отгоняют эфир. Совершенно не содержащий щелочи ацетонциангидрин имеет т. кип. 82° С (23 мм рт. ст.) и т. пл. — 19° С.
При перегонке циангидринов для устранения щелочи их стабилизируют . прибавлением следов кислот [105]. Можно применять добавки 1—2% органических кислот (тио- или хлоруксусной кислот), которые перегоняются вместе с циангидринами; используются также серная и фосфорная кислоты и иод.
Следующим методом получения циангидринов является взаимодействие циан- . гидринов (в основном кетонциангидринов) с карбонильными соединениями (в основном альдегидами) в присутствии незначительных количеств щелочных катализаторов:
R х yCN•
>С< +R"-CHO И"—СП-CN + RCOR' R'z ХОН,
ОН
Равновесие устанавливается сразу, причем преобладают более устойчивые циангидрины.
Особое значение циангидриновый синтез имеет в химии углеводов. Этим . способом по методу Фишера через лактоны альдоновых кислот при их дальнейшем восстановлении можно переходить от пентоз к гексозам и далее к.высшим сахарам. Правда, возникающие в качестве промежуточных продуктов нитрилы, которые обычно лучше всего получать отщеплением воды от соответствующих оксимов, большей частью при этом выделить нельзя. Напротив, соответствующие амиды кислот выделяются, как правило, в чистом виде.
Амид гептоновой кислоты [102] (по Килиани). Смешивают 30 г тонко размельченной галактозы с 5 мл воды и рассчитанным количеством примерно 50%-ного раствора HCN, прибавляют каплю аммиака, плотно закрывают реакционный сосуд и хорошо встряхивают. При стоянии углевод окрашивается в желтый цвет и постепенно переходит в раствор. Через 6—8 ч начинается выпадение бесцветных игольчатых кристалликов, при этом смесь иногда довольно сильно разогревается. Еще через 12 ч добавляют равный объем воды, встряхивают, отфильтровывают или отжимают массу на пористой пластинке. Выход амида гептоновой кислоты 40—50% от теоретического.
A. Spiegel, Вег., 14, 235 (1881).
Н. В n с h е г е г, A. G г о 1 е е, Вег., 39, 1225 (1906).
М. U 1 t е е, Rec. trav. chim., 28, 5 (1909).
Модификацией циангидринового синтеза является синтез аминокислот но Штреккеру, который основан на реакции синильной кислоты и аммиака с альдогидами или кетонами с образованием соответствующих а-аминонитрилов :
R—CHO —NH3 + HCN —► R-CH-CN-[-H2O
I
nh2
При омылении нитрильной группы минеральными кислотами получают «-аминокислоты.
Другой вариант этого метода предложен Бухерером [106J, который в качестве исходных соединений использовал бисульфитные производные альдегидов; реакцию этих производных с синильной кислотой и карбонатом аммония проводили в горячем спиртовом растворе:
R-CH-CN + (NH4)2CO3 —► R-CH-CO
nh2hn nh
\ /
co
Возникающие в результате этой реакции хорошо кристаллизующиеся гидантоины горячими минеральными кислотами можно также гидролизовать до аминокислот.
Присоединение диазометана к карбонильной группе
Первой ступенью реакции диазометана с альдегидом или кетоном является, по данным Арндта и Айстерта, присоединение диазометана к поляризованной карбонильной группе:
R '■>C+ + CHJ-N=N —* R ^С-СЩ—N=N
о-о-
где R = H, алкил, арил.
Возникающий при этом диазонийбетаин в некоторых случаях довольно устойчив. О происходящей с выделением азота перегруппировке, приводящей к гомологичным кетопам или альдегидам, будет подробно сообщено па стр. 884. Ниже будет рассмотрено только получение а-окисей, протекающее также с выделением азота:
R х+R х +R х
>С - CH3-N=N —►)С-СН2 —>)С СН2
R'/ ।в'/ ।д'/ \ /
О-О-о
Образование эпоксисоединений происходит почти исключительно в тех случаях, когда R' является электроноакцепторной группой. Так, например, при реакции хлораля с диазометаном получают 1,1.1-трихлорпропиленоксид-2,3 [108], а из о-нигро- бензальдегида — о-нитрофенилэтиленоксид [109).
о-Нитрофенилэтиленоксид. При —10° С Добавляют 10 j о-питробензаль- дегида к эфирному раствору диазомстана, содержание которого в 1,5 раза превышает эквимолекулярное. После того как альдегид растворится и прекратится интенсивное выделение азота, смеси дают нагреться до комнатной температуры и оставляют на 2 ч. После отгонки эфира (под конец в вакууме) остается масло, которое затвердевает на холоду почти полностью. Расплавленный : продукт смешивают с двойным объемом теплого метилового спирта и постепенно, охлаждают до —10° С. При этом большая часть соединения выкристаллиаовы-, вастся в довольно чистом виде. Маточный раствор упаривают и остаток перегоняют с водяным паром. Перегонка идет медленно и продукт чаще всего кристаллизуется уже в холодильнике. Общий выход о-яитрофенилэтиленоксида 6—8 а,. Для полной очистки его несколько раз перекристаллизовывают из метанола.: до тех пор, пока раствор ег» в спирте не будет больше давать окраски со ще-; лочью. Получают почти бесцветный и не обладающий запахом кристаллический, продукт с т. пл. 65° Сит. кип. 144° С (10 мм рт, ст.).■<•
Если R’ является электронодонорной группой, то образования а-окиси не про-й ■исходит, а идет перегруппировка, рассматриваемая на стр. 884, 885.i
Присоединение металлоорганических соединений■
к карбонильной группе1
Реакция карбонильной группы с соединением- Грипьяра представляет собой1 «восстановление с увеличением углеродного скелета», причем углеводород RH, лежа-^ щий в основе гриньяровского соединения RMgX, присоединяется к карбонильной^ группе:
Rs + - г- 5+ R\hso ®\,;|
)С—O+R—MgBr—►>С—OMgBr —>С—OH + MgOHBr”
KzRz IRz I
RR"
В качестве растворителя чаще всего используют диэтиловый эфир и в некоторых" ■особых случаях — дибутиловый или диизоамиловый эфир.>
Работа с небольшими количествами магнийорганичеейих соединений:,1, в эфире не представляет никаких трудностей, одиако необходимо отметить,.у что при проведении реакции с большими загрузками могут возникнуть знача- * тельные осложнения: добавлять воду к реактиву Гриньяра, не вступившему.- полностью в реакцию, рискованно не в меньшей мере, чем лить воду в концеят-^ рированную серную кислоту.
Эфирные растворы магиийорганических соединений чувствительны к влаге^ двуокиси углерода и кислороду. Для проведения реакции при полном отсутствии кис-а порода воздуха разработана специальная аппаратура [110]. Концентрацию растворов." Веактивов Гриньяра целесообразно определять титрованием кислотами [111], стр. 646./ случают растворы магиийорганических соединений непосредственно перед- употреблением.-■
В результате реакции не всегда сразу образуется то конечное соединение, • которое постулируется в суммарном уравнении реакции. Так, например, прн взаимодействии описи этилена с алифатичесними магнийорганическими соедм- ■ нениями сначала, очевидно, образуется оксониевое соединение [112].
В каждом конкретном случае реакция с реактивом Гриньяра проводится яри- ■определенной оптимальной температуре, чаще всего при охлаждении, поэтому целесообразно в каждом случае предусмотреть возможность измерения температуры.
Н. Gilman, Р. Hewlett, Rec. trav. chim., 48, 1124 (1929). •
H. G i I m a n, P. D. W i Iki nson, W. P. F i s h e J, С. H. M e у ers, J. Am. Chem. Sdc., 45, 150 (1923).
J112] E. E. D г e g e r, Org. Synth., 6, 56 (1926), Note 5.
Соединения Гриньяра обычно полностью растворяются в эфире, однако при последующих реакциях легко образуются твердые осадки. Это следует учитывать в тех случаях, когда второй реагент является газообразным веществом (например, двуокись углерода, окись этилена, формальдегид и др.). Реакцию с такими соединениями проводят, пропуская их непосредственно над поверхностью раствора магиийорганнческого соединения, так как иначе возможна закупорка барботера.
Во многих случаях реакцию необходимо закончить нагреванием. Конец реакции определяют по отсутствию гриньяровского соединения в растворе.
Цветная реакция на соединения Гриньяра [ИЗ]. К 0,5 мл 1%-ного раствора кетона Михлера в сухом бензоле прибавляют равное количество анализируемого раствора. Потом смесь осторожно гидролизуют 1 мл воды и, наконец, прибавляют несколько иапель 0,2%-ного раствора иода в ледяной уксусной кислоте. В присутствии соединения Гриньяра возникает голубовато-зеленое окрашивание. Если окрашивание раствора не наблюдается, то это говорит об отсутствии металлоорганического соединения. 4
После получения соединения Гриньяра и его присоединения к реакционноспособному веществу проводят последнюю операцию — разложение первичного продукта реакции. Так как этот процесс также всегда экзотермичен, то неосторожное его проведение может не только поставить под вопрос успех операции, но и сделать ее - опасной. В качестве гидролизирующих средств применяют в первую очередь соляную и серную кислоты, раствор хлористого аммония. При разложении только водой образуется гидроокись магния, которая усложняет дальнейшую обработку.
Если реакционная масса легко удаляется из колбы, то се рекомендуется выливать на лед, добавляя затем соответствующую кислоту подходящей концентрации и, при необходимости, лед. В том случае, иогда под влиянием кислот возможна полимеризация или другие побочные реакции, используют раствор хлористого аммония.
Но если реакционную смесь из-за ее консистенции нельзя удалить из реакционной колбы, то гидролизующие добавки вносят непосредственно в колбу. При этом необходимо постоянно заботиться о быстром разбавлении и охлаждении, добавляя достаточное количество льда и воды, чтобы вследствие местных перегревов не испарялся эфир, не было выброса реакционной массы и связанных с этим пожаров. Дальнейшие операции по окончательному выделению конечных продуктов реакции слишком разнообразны и общие рекомендации здесь излишни.
Взаимодействие реактива Гриньяра с кетонами
При взаимодействии кетонов с соединениями Гриньяра обычно образуются третичные спирты:
С6Н6хС6Н5х
C6H6-C-CH2F-CeH5MgBr —>>С-СН2Г —►)C-CH2F
Сен/ Ii
OOMgBrOH
Таким образом из фенилмагнийбромида и м-фторацетофенона был получен ди- фенилфторметилкарбинол [114].
Дифенилфторметилкарбинол. К раствору фенилмагнийбромида, полученному из 20 г бромбензола и 2,5 в магния в 50 мл эфира, прибавляют по каплям при 0° С раствор 14 г фторацетофенона в 25 мл эфира в течение 15 мин. Затем медленно прибавляют охлажденный раствор NH4C1 в воде. Эфнрный слой отделяют и продукт трижды экстрагируют из водного слоя эфиром. Объединенные эфирные растворы сушат над Na2SO4 и после отгонки эфира фракционируют в вакууме; т. кип. продукта 70—75° С (0,2 мм pm. cm-V Дистиллят быстро кристаллизуется. Из лигроина выпадают бесцветные призмы с т. пл. 71—72° С. Выход дифенилфторметилкарбинола 65% от теоретического.
[ИЗ] Н. Gilman, F. Schulze, L. Heck, J. Am. Chem. Soc,, 47, 2002 (1925); 52, 4949 (1930).
F. Bergmann, А. К a 1 m и з, J. Am. Chem. Soc., 76, 41'37 (1954).
46 Заказ 1835.
При взаимодействии стерически затрудненных кетонов с реактивом Гриньяра, имеющим атом водорода в 0-положении к связи углерод — металл, происходит восстановление карбонильной группы до вторичного спирта [114]. Из реактива Гриньяра при этом образуется олефин:
(CHs)gCHv>C-O4-(CH3).2CH-MgBr(СН8)гСН/(CHs)gCHv>C-O4-(CH3).2CH-MgBr(СН8)гСН/(СНз)зСНх ,н
(CHs)gCHv
>C-O4-(CH3).2CH-MgBr
(СН8)гСН/
(CHs)gCHv
>C-O4-(CH3).2CH-MgBr
(СН8)гСН/
>С/+ СН3СН=С1Ь
(СНз)гСН/ xOMgBr
Если с n-пропилмагнийбромидом реагирует диизопропилкетон, то наряду с его восстановлением до вторичного спирта (63%) происходит также нормальное присоединение реактива Гриньяра к карбонильной группе с образованием (30%) третичного спирта [115]. Выход третичного спирта можно существенно повысить (до 65%) добавкой бромида магния к исходной реакционной смеси [115].
Такое повышение выхода объясняют тем, что с участием растворителя образуется циклический комплекс, состоящий из одной молекулы кетона и двух молекул реактива Гриньяра [116]:
CH2 Br
СН2СНз
*/ \ z
сольв.
R2C Mg<—сольв.
R3C
1-1
- Mg—Вг
-О СН^-СНз
о
1
CH2CHS
"Ав,
MgBr
т
сольв.
сольв.
Благодаря образованию комплекса гетерополярпость реактива Гриньяра и поляризация карбонильной группы усиливаются в такой мере, что становится возможным нормальное протекание реакции. У стерически затрудненных кетонов образование комплекса, необходимого для протекания реакции, невозможно из пространственных соображений и происходит, как описано выше, восстановление карбонильной группы. Однако, в присутствии бромида магния соответствующий циклический комплекс образуется из одной молекулы кетона, бромида магния и реактива Гриньяра, так что реакция Гриньяра, по крайней мере отчасти, может идти по нормальному пути.
Присоединение реактива Гриньяра к кетенам протекает по карбонильной группе. При реакции димезитилкетена и мезитилмагннйбромида получается три- мезитилвиниловый спирт [117]:
(СН3)3СвН2х/№(<3113)3>С=С<(СН3)3С6Н2^ОН(СН3)3СвН2х/№(<3113)3>С=С<(СН3)3С6Н2^ОН(СНз)зСвН2ч
(СН3)3СвН2х/№(<3113)3
>С=С<
(СН3)3С6Н2^ОН
(СН3)3СвН2х/№(<3113)3
>С=С<
(СН3)3С6Н2^ОН
>C=C-OH-(CIl3)3C6H3-MgBr
(СНз)зСвН2
Двойная углеродная связь в этой реакции не участвует.
По данным Колера [118], при реакции а,0-непасьлценцых кетонов с соединениями Гриньяра происходит как 1.2-присоединение к карбонильной группе, так и 1,4-присоединепие к сопряженной системе двойных связей. Так, из бензальацетофенона и фенилмагнийбромида получают о);ш-дифепилпропиофенон:
С,Н5СН-СН-С.-СвН3(С,Н3)гСН-СП=С-С«Н5
III
оOMgBr
—> (СвП5)2СЦ-СН=С—С6Н5(с6нб)2сн-сн2-с-свн3
оно
[11.')] А. Н. Blatt, J. F. Stone, J. Am. Chem. Soc., 54, 1495 (1932);
C. G. S w a i n, H. B. Boyles,). Am. Chem. Soc., 73, 870 (1951).
V. Franzen, H. К г a u c h, Chem. Zig., 79, 1.37 (1955).
R. C. F u s i о n, 8. H. Chadwick, M. E. War d, J. Am. Chem. Soc., 68, 389 (1946).
E. P. Kohler, Am. Chem. J., 31, 642 (1904); 29, 352 (1903).
о),со-Дифенилпропиофенон. К реактиву Гриньяра, приготовленному обычным образом из 12 г магния в 750 .мл эфира и 80 г бромбензола, постепенно прибавляют 54 г бензальацетофенона. Полученную смесь вносят в разбавленную охлажденную серную кислоту. При этом выделяется дифенилпропиофенон, который кристаллизуется из спирта в виде бесцветных игольчатых кристаллов. Выход продукта 90% от теоретического; т. пл. 96° С.
Дпфенилпропиофенон реагирует с фенилмагнийбромидом по нормальной схеме с образованием а,а.у,у-тетрафенилпропилового спирта [И9| (т. пл. 95—96° С):
(CeH5)3CH-CH2-C-C6Hd+CeH5MgBr —* (СвН3)2СН-СН8-С(С6Н.-,)2
Некоторые алифатические кетоны не присоединяют мстилмагнийгалогенпдов, а реагируют как соединения с активным водородом [120]:
(c3Hr,);lc-c-CT-Ts+cii3Mgi —► (с2н8)3с-с^спг-[-сн4]I
ОOMgl
Взаимодействие реактива Гриньяра со сложными эфирами
При взаимодействии магнийорганических соединений с эфирами карбоновых кислот также образуются третичные спирты;
r-c.-or ^Ж>Н\с/0МгХ R'/ \QRr-c.-or ^Ж>Н\с/0МгХ R'/ \QRR'Mg.X-ROMgXR'Mg.X-ROMgXR . zOMgXR . ,ОП>C<>C<Rr/ \R'Wz XR'R . zOMgXR . ,ОП>C<>C<Rr/ \R'Wz XR'
r-c.-or ^Ж>Н\с/0МгХ R'/ \QR
r-c.-or ^Ж>Н\с/0МгХ R'/ \QR
R'Mg.X
-ROMgX
R'Mg.X
-ROMgX
R . zOMgXR . ,ОП
>C<>C<
Rr/ \R'Wz XR'
R . zOMgXR . ,ОП
>C<>C<
Rr/ \R'Wz XR'
Возможности применения этой реакции нс столь широки, как в случае взаимодействия с кетонами, поскольку образующиеся соединения должны содержать по крайней мере два одинаковых радикала, вводимых с реактивом Гриньяра. Одпако в ряде случаев предпочитают этот синтез, так как сложные эфиры более доступны и дешевы. Побочные реакции здесь почта не протекают, а выходы, как правило, удовле- творительпые.
Трифенилкарбипол [121]. К фенилмагнийбромпду в сухом эфире прибавляют в течение 1 ч при охлаждении водой этиловый эфир бензойной кислоты в сухом бензоле с такой скоростью, чтобы смесь умеренно кипела. Затем смесь нагревают еще 1 ч с обратным холодильником на паровой бане. После охлаждения раствора продукт гидролизуют смесью льда и серной кислоты. Выход трифенилкарбшюла 90% от теоретического; т. пл. 161 — 162' С.
Задержать реакцию на первой стадии удается только у эфиров муравьиной кислоты; гидролизом соответствующих продуктов присоединения можно получить альдегиды:
zOMgX н so/ОН
HCOOCaH6-|-RMgX —> ВСН< ~ВСН< _(. н oh> RCHO ХОС3Н5\ОС2Н6
Ортоэфиры очень гладко реагируют с реактивом Гриньяра с образованием кетонов:
,ОС2Н,,ОС2П5°
И-С^ОСгЩ-К'МйХ _С1Н1ОМВХ • В—C"R'Н- C-R'
ХОС,Н5''ХОС2Н3
Е. Р. Kohler, Am. Chem. J., 31, 651 (1904).
F. C. Whit m о г e, С. E. Lewis, J. Am. Chem. Soc., 64, 2964 (1942).
W. E. В a c h in a n n, H. P. И e t z n e r, Org. Synth., 23, 98 (1943).
46*
Из этилового эфира ортомуравьиной кислоты получают соответствующий аль- дегид , панример тиофенальдегид:
СН(ОСаН6)з+ГП| ^ниЯЙГ* rjlx—- П
SZ Mgls СН(ОС2Н6)2 SZ CHO
Тиофенальдегид [122). К реактиву Гриньяра, полученному из 6,6 г магния в 65 мл абсолютного эфира и 53 г 2-иодтиофена, прибавляют при охлаждении 38 г этилового эфира ортомуравьиной кислоты и смесь нагревают в течение 6 ч с обратным холодильником. После охлаждении смесь переносят в делительную воронку, содержащую раствор хлористого аммония, хорошо встряхивают; эфирный слой еще раз промывают раствором хлористого аммония, затем водой и сушат над СаС18. При перегонке в вакууме вначале отгоняется непро- реагировавший ортоэфир, затем при остаточном давлении 15 мм рт. ст» и 97—Ю2° С отгоняется диацеталь тиофенальдсгида в виде бесцветного масла. Выход продукта 24 г (51% от теоретического).
Из ацеталя кипячением его с разбавленной НС1 получают тпофеналь- дегид. Его отгоняют с водяным паром, экстрагируют эфиром, промывают водой, сушат и перегоняют. Тиофенальдегид кипит при 192“ С.
Особым случаем являются эфиры угольной кислоты, взаимодействием которых с реактивом Гриньяра можно получить третичные спирты с тремя идентичными остатками:
О=с/ +ЗСгН6МкВг ^ciH^MgHrT-* (^зНй)зС— ОН ХОС2П5-MgOHBr
Триэтилкарбинол удобнее получать из эфира пропионовой кислоты и этилмагний- бромпда, однако чистый, свободный от прпм'есей гомологов эфир пропионовой кислоты отнюдь не дешев. Поэтому триэтилкарбинол обычно получают из диэтилового эфира угольной кислоты и этилмагнийбромида [123].
Триэтилкарбинол. В трехгорлую колбу емкостью 3 л, снабженную капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, вносят 107 г магниевой стружки и 800 мл сухого эфира, затем, ие перемешивая, прибавляют 5 мл этилбромида и после "начала реакции прилИ-- вают смесь 480 г этилбромида и 1 л эфира с такой скоростью, чтобы смесь уме-’ ренно кипела. Для этого необходимо около 2 ч. После окончания прибавления этилбромида реакционную смесь перемешивают еще 15 мин и затем при экер-, гичном перемешивании в течение 3 ч приливают смесь 156 г диэтилового эфира угольной кислоты и 200 мл эфира, по-прежнему поддерживая реакционную массу в состоянии кипения. Для завершения реакции реакционную массу нагревают при перемешивании на водяной бане еще 1 ч и выливают, непрерывно встряхивая, в колбу емкостью 5 л,-содержащую смесь раствора 300 з NH4CI в 600 мл воды и 1500 з.льда. После отделения эфирного слоя продукт из водного . слоя экстрагируют двумя порциями эфира, по 500 мл каждая (можно применять эфир, отогнанный от основного количества). Затем отгоняют растворитель, сырой продукт сушат с 10 г безводного К5СО3 и перегоняют, собирая отдельно фракцию, кипящую при 139—142° С. Из первой фракции после обработки безводным КаСО3 и повторной перегонки получают сначала 25 г, а при повторной обработке еще 20 г фракции, кипящей при 139—142° С. Общий выход триэтилкарбинола составляет 125—135 г (80—82% от теоретического).
Таким же образом с хорошим выходом получают высшие гомологи — три-н-гептилкарбинолов.
Реакция лактонов с реактивом Гриньяра протекает следующим образом:
Подробнее об этой реакции см. обзор [124].
Взаимодействие реактива Гриньяра с альдегидами
При реакции альдегидов с магнийорганическими соединениями образуются, согласно общей схеме присоединения, соответствующие вторичные спирты:
Rx/НRx /Н
RCHO + R'MgX —►>С<—*;С<
R'z xOMgXWZ Х>Н
Так, например, по Коберну [125], пентен-2-ол-4 [126] синтезируют, добавляя при хорошем перемешивании и охлаждении эфирный раствор Кротонового альдегида к раствору метилмагнийхлорида, полученного в сухом эфире из магния и метилхлорида:
CH3MgCI + СНз—СН^СН—СНО —► СНз—СН=СН—СИ—СН3
ОН
При реакции формальдегида с реактивом Гриньяра образуются первичные спирты:
CHaO+RMgX —► RCII2OH
Таким способом был получен гептин-2-ол-1 [126] после предварительного взаимодействия гекснна-1 с этилмагнийбромидом:
CH8(CH2)3C=£H-!-C2H5MgBr —* CH3(CH2)3C=CMgBr + C3H6
Из получающегося при этом гексинилмагнийбромида при реакции с формальдегидом образуется гептин-2-ол-1:
CH3(CH2)3C^CMgBr + CH2O —»- СНз(СН2)зС^ССН2ОН
II. К a g i, К. Miescher, Helv. chim. acta, 32, 2489 (1949).
|125] E. R. Coburn, Org. Synth., 27, 65 (1947).
M. 8. Newman, J. H. W 0 t i z, J. Am. Chem. Soc., 71, 1294 (1949).
Гептин-2-ол-1. К 1,1 молъ этнлмагпийбромпда в 300 мл эфира медленно прибавляют 82 г гиксипа-1 (1 моль) в 300 мл эфира. Смесь нагревают 6 ч с обратным холодильником и после этого охлаждают в атмосфере азота. Затем пропускают газообразный формальдегид н токе азота с такой скоростью, чтобы реакционная смесь умеренно кипела. После пропускания эквивалентного количества формальдегида экзотермическая реакция заканчивается. Реакционную массу обрабатывают обычным образом. Выход гептин-2-ола-1 92 г (82% от теоретического), т. кип. 93,GC С (22 мм риг. ст.).
Формальдегид для этой реакции получают из параформа. Пропускают сухой азот через колбу, нагретую на бане до 180° С и содержащую параформ (выдержанный не менее двух недель над пятиокисью фосфора). Этот метод более удобен, чем старый способ [127|, основанный на взаимодействии три- оксиметилопа с реактивом Гриньяра: реакция продолжается очень долго, чаще всего при нагревании в течение нескольких дней, и выход неудовлетворительный. В отличие от триоксиметилена паральдегид для реакции Гриньяра применять нельзя. Его предварительно, незадолго до употребления, необходимо деполимеризовать, перегоняя с 5% серпой кислоты.
Магнийорганические соединения, как правило, разлагаются соединениями, содержащими активный водород, например гексином-1. Так как при этом каждый реакционноспособный атом водорода дает 1 молъ углеводорода, можно, используя метилмагнийподид и измеряя количество выделившегося метана, количественно определять число активных «томов водорода (Церевитипов):
ROH + CH3MgI —► ROMgl+CIU
Взаимодействие магнийорганических соединенийс окисью этилена и СО 2
Реакции магпийорганпческнх соединений с окисью этилена протекают по схеме:
Н2СCHs + RMgXН2СCHs + RMgXKCH2CH2OMgX —* RC.H2CH2OH
Н2СCHs + RMgX
Н2СCHs + RMgX
О
Так получают первичные спирты с удлинением цепи на два атома углерода. Таким образом можно, на тример, получить с выходом 60% от теоретического н-гекси- ловый спирт из н-бутилмагнийбромида п окиси этилена [128].
При взаимодействии окиси изоамилена с этилмагнийбромидом образуется пропилизопропилкарбинол [129]:
СЛзхСНзх
УНСН— Cll2 + C2n5MgBr —»>СНСН(:Н2('2Нд
Сй/\ /СНз/ |
о ■он
три углеродных атома:три углеродных атома:причем происходитпричем происходитудлинение цепи наудлинение цепи наДля синтеза первичных спиртов можно применять также окись триметилена,
три углеродных атома:
три углеродных атома:
причем происходит
причем происходит
удлинение цепи на
удлинение цепи на
СН2
Н2С CH2 + RMgXН2С CH2 + RMgXПСН8СП2СН2ОНПСН8СП2СН2ОН
Н2С CH2 + RMgX
Н2С CH2 + RMgX
ПСН8СП2СН2ОН
ПСН8СП2СН2ОН
о
1127] V. Grignard, [128] Е. Е. Dreher, [129] М. С. М а л и и о С. А., 43. 3776d.1127] V. Grignard, [128] Е. Е. Dreher, [129] М. С. М а л и и о С. А., 43. 3776d.L. Tissier, С. г , 134, 107 (1902).
1127] V. Grignard, [128] Е. Е. Dreher, [129] М. С. М а л и и о С. А., 43. 3776d.
1127] V. Grignard, [128] Е. Е. Dreher, [129] М. С. М а л и и о С. А., 43. 3776d.
@rg. Synth., 6. 54 (1926).
в с кий. В. И. Ионовиче в, ЖОХ, 18. 1833 (1948);
Общая методика работы с окисью тримстплена [130], К холодному эфирному раствору реактива Гриньяра прибавляют при перемешивании раствор окиси триметилепа в трехкратном количестве сухого эфира. После окончании реакции, протекающей вначале с небольшим выделением тепла и сопровождающейся выделением белого осадка, реакционную смесь нагревают еще 1 ч с обратным холодильником, затем добавляют бензол, эфир отгоняют с колонкой Впгре и смесь нагревают еще 4 ч. После охлаждения реакционную смесь гидролизуют насыщенным раствором NH4C1.
При взаимодействии магнийорсаническпх соединений с двуокисью углерода образуются соответствующие карбоновые кислоты с выходом 50—85% от теоретического:
BMgX + COa —► RCOOH
Важными условиями при проведении этих реакций являются хорошее перемешивание и низкая температура. При этом следует обрабатывать эфирный раствор магний- органического соединения i азообразной двуокисью углерода [1311 ПРИ температуре от 10 до —10° С или приливать реактив Гриньяра к избытку безводного размельченного сухого льда [132]. Реакцию третичных гриньяровскпх реактивов с двуокисью углерода проводят иногда под давлением [133].
Синтезы с литинорганическими соединениями [134]
Литийоргапические соединения реагируют с карбонильными соединениями таким же образом, как и реактив Гриньяра, но они значительно более реакционноспособны и поэтому применяются в тех случаях, когда магнийорганические соедмне- ния нс реагируют нужным образом. Например, кетоны, не взаимодействующие с реактивом Гриньяра из-за стерических затруднений, могут реагировать с литййорга- ническпшг соединениями, как, например, диизопропилкетон сизопропиллитием [136]:
(СНз)2СНССН(СШ)2-(СНз)2СНи •—> [(СНз)2СН]зС-ОЫ
Недостатком литийорганических соединений является их большая чувстви- тельнощь к кислороду, что вынуждает проводить процесс в атмосфере азота. Литий- алкилы или лптийарилы обычно получают взаимодействием органических галогенидов с щелочным металлом в различных растворителях (стр. 637). Эфирные растворы литий- оргапических соединений, как правило, неустойчивы и должны применяться тотчас же после получения. При длительном стоянии они разлагаются с образованием алко- голятов лития. Одиако растворы литийорганических соединений в бензоле или циклогексане можно использовать даже после хранения в течение нескольких месяцев. При хранении их следует исключить доступ кислорода, влаги и углекислого газа. Титр раствора определяют, приливая аликвотную часть в воду и титруя выделившуюся гидроокись лития 0,1 и. НС1 по метиловому оранжевому. Следующая пропись служит примером практического проведения присоединения литийорганических соединений к С=0-связям.
Циклогексенилдифенилкарбинол [135]. К суспензии тонкоизмельченного лития в сухом эфире медленно прибавляют в атмосфере азота при перемешивании свежеперегнанный чистый 1-хлорциклогексен и перемешивают в течение
[130][130]1131]1131][1.32[1.32[133[133[134[134[135[135[136[136К. S е а г 1 е s, J. Аш. Chern. Soc., 73, 124 (1951); L. В е m е j о, V. G. Aranda. С., 1930, I, 2382.Н. Gilman, N. J ohn, F. S с h u 1 г е, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 425.T. L. J а с о b s, S. W i n s t e i n et al., J, Org. Chern., 11, 233 (1946).C. Lester, J. Proffitt, J. Am. Chern. Soc., 71, 1878 (1949).- Обзорная статья G. Wittig, Angew. Chern., 53, 241 (1940).E. A. Brand e, J. A. Cole s, J. Chern. Soc,, 1950, 2014.,G. V a v a n, II. Col in, C. r.. 222, 801 (1946); E. Muller, E. Hertel. Ann., 555, 157 (1944).К. S е а г 1 е s, J. Аш. Chern. Soc., 73, 124 (1951); L. В е m е j о, V. G. Aranda. С., 1930, I, 2382.Н. Gilman, N. J ohn, F. S с h u 1 г е, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 425.T. L. J а с о b s, S. W i n s t e i n et al., J, Org. Chern., 11, 233 (1946).C. Lester, J. Proffitt, J. Am. Chern. Soc., 71, 1878 (1949).- Обзорная статья G. Wittig, Angew. Chern., 53, 241 (1940).E. A. Brand e, J. A. Cole s, J. Chern. Soc,, 1950, 2014.,G. V a v a n, II. Col in, C. r.. 222, 801 (1946); E. Muller, E. Hertel. Ann., 555, 157 (1944).
[130]
[130]
1131]
1131]
[1.32
[1.32
[133
[133
[134
[134
[135
[135
[136
[136
К. S е а г 1 е s, J. Аш. Chern. Soc., 73, 124 (1951); L. В е m е j о, V. G. Aranda. С., 1930, I, 2382.
Н. Gilman, N. J ohn, F. S с h u 1 г е, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 425.
T. L. J а с о b s, S. W i n s t e i n et al., J, Org. Chern., 11, 233 (1946).
C. Lester, J. Proffitt, J. Am. Chern. Soc., 71, 1878 (1949).- Обзорная статья G. Wittig, Angew. Chern., 53, 241 (1940).
E. A. Brand e, J. A. Cole s, J. Chern. Soc,, 1950, 2014.,
G. V a v a n, II. Col in, C. r.. 222, 801 (1946); E. Muller, E. Hertel. Ann., 555, 157 (1944).
К. S е а г 1 е s, J. Аш. Chern. Soc., 73, 124 (1951); L. В е m е j о, V. G. Aranda. С., 1930, I, 2382.
Н. Gilman, N. J ohn, F. S с h u 1 г е, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 425.
T. L. J а с о b s, S. W i n s t e i n et al., J, Org. Chern., 11, 233 (1946).
C. Lester, J. Proffitt, J. Am. Chern. Soc., 71, 1878 (1949).- Обзорная статья G. Wittig, Angew. Chern., 53, 241 (1940).
E. A. Brand e, J. A. Cole s, J. Chern. Soc,, 1950, 2014.,
G. V a v a n, II. Col in, C. r.. 222, 801 (1946); E. Muller, E. Hertel. Ann., 555, 157 (1944).
Затем прибавляют при 0° С эфирный раствор бензофенона, перемешивают 18 ч и гидролизуют насыщенным раствором NH4CI.
2,6-Диметоксибензальдегид [137]. Смесь 13,8 в диметилового эфира резорцина (0,1 моль) с 0,1 моль фениллития в 100 мл абсолютного эфира выдерживают при комнатной температуре в течение 60 ч; диметиловый эфир литий- резорцина выпадает в виде бесцветных кристаллов. После этого добавляют раствор 13,5 г N-мстилформанилида в 100 мл абсолютного эфира. Реакция происходит с выделением тепла и эфир вскипает. После окончания реакции смесь оставляют еще на 0,5 ч при комнатной температуре, затем приливают к избытку разбавленной серной кислоты. Отделяют эфирный слой, сушат его, отгоняют растворитель; остаток перегоняют в вакууме при 13 мм риг. ст.. отгоняя фракцию, кипящую до 130° С. Остаток кристаллизуют из циклогексана или из большого количества воды и получают бесцветные иглы. Выход продукта 55% от теоретического; т. пл. 98—99° С.
При взаимодействии окиси стирола с фениллитием был получен фенилбензил- карбинол [138]:
СвН6СН—CH24-C6H5Li —> С6Н5СНСН2СвН5Vон
Как и в случае реакции Гриньяра, при реакциях с литийорганическими соединениями конец реакции определяют по пробе Джильмена (стр. 721).
Присоединение по кратным С—N-связям [140]
Присоединение магнийорганичееких соединений
Присоединение реактива Гриньяра к нитрилам протекает по схеме:
в\
B-C=N4-B'-MgX—> >G=N-MgX
B'z
При кислотном гидролизе приведенных выше продуктов присоединения обычно образуется соответствующие кетоны:
ВхВх
>C=N-MgX4-2H2O —>>C=O + NH34-MgOHX
B'ZB'Z
В некоторых случаях, если гидролиз проводят в достаточно мягких условиях, например водным раствором хлористого аммония при низкой температуре, в качестве промежуточных продуктов образуются кетимины [141]. Кетимины выделяют в форме гидрохлорида, обрабатывая сухой эфирный*раствор высушенным хлористым водородом. Если кетимины обладают повктгрниой чувствительностью к кислотам, разложение проводят жидким аммиаком [142].
G. W i 11 i g, Angew. Chern., 53, 243 (1940).
S. Crist ol, J. Douglass, J. M e e k, J. Am. Chem. Soc., 73, 816 (1951).
K. Ziegler, H. Golonius, H. Zeiser, Ann., 479, 147 (1930); 485. 185 (1931); Gattermann, Die Praxis des organischen Chemikers, 35 AufL. Veriag de Gruyter u. Go., Berlin, 1953, S. 320.
M. К h a r a s c h, О. В e i n m u t h, Grignard Beactions of nonmetallic Substances, Prentice Hall, Inc., New York, 1954.
G. M о и r e u, G. M i g n о n a с, C. r., 156, 1801 (1913).
E. F. Cornell, J.Mm. Chem. Soc., 50, 3311 (1928); J. С I о k e, L. Baer, J. Ro bbins.G. Smith, J. Am. Chem. Soc., 67, 2155 (1945); 62, 117 (1940).
Этилцшслопронилкетимин. К эфирному раствору этилмагнийбромида, полученному из 42,3 ч этилбромида и 9 а магния в 150 мл безводного эфира, медленно прибавляют по каплям раствор 10,35 г циклопропилцианида в трехкратном объеме эфира. Затем реакционную смесь кипятят с обратным холодильником в течение 12 ч, переливают в делительную воронку, из которой медленно прибавляют к 300 мл жидкого аммиака, защищая от проникновения влаги осушительной колонкой, заполненной эффективным поглотителем основного характера. В течение последующих 20 ч реакционную массу периодически встряхивают, затем прибавляют 200 мл сухого эфира и фильтруют на воронке Бюхнера, защитив всю аппаратуру от проникновения влаги. Аммиак удаляют током сухого воздуха. Остаток немного разбавляют эфиром и обрабатывают сухим хлористым водородом. Гидрохлорид кетимина очищают растворением в смеси 50 мл ледяной уксусной кислоты и 5 мл ангидрида уксусной кислоты с последующим осаждением сухим эфиром. Выход гидрохлорида атилцикло- пропилкетимина 10 г (48% от теоретического).
Описан также синтез довольно устойчивого кетимина 1143],
Реактив Гриньяра, полученный из 66 з 1-бром-8-метилнафталина и соответствующего количества магния, смешивают с 26 з о-хлорбензонитрила в бензоле и нагревают в течение 16 ч с обратным холодильником. После добавления разбавленной соляной кислоты кристаллический гидрохлорид кетимина отфильтровывают, промывают холодной водой, спиртом и эфиром. Выход продукта 60 г. Этот кетимин устойчив к действию горячей соляной кислоты различных концентраций.
Реакция магнийорганических соединений с нитрилами протекает в общем труднее, чем реакции с Кислородсодержащими компонентами, так что часто необходимо длительное нагревание или применение высококипящих растворителей. Было описано получение алкилфенилкетонов из алифатических нитрилов и фенилмагнийбромида [144], причем наилучгаие результаты дает использование четырехкратного избытка реактива Гриньяра.
Алкилфенилкетоны. К фенилмагнийбромиду, полученному из 25 г магния и 160 г бромбензола в 300 мл сухого эфира, в течение 15 мин прибавляют при перемешивании раствор 0,25 моль нитрила в 100 мл сухого эфира. Реакционную массу перемешивают еще 1 ч и оставляют на ночь, а затем выливают на смесь 500 г льда и 300 мл концентрированной НС1. Водный слой отделяют и нагревают при интенсивном кипении с обратным холодильником. После охлаждения встряхивают четыре раза с 200 мл эфира. Эфирные вытяжки сушат над безводным СаС1а и после отгонки эфира перегоняют в вакууме.
Присоединение реактивов Грвньяра к альдиминам (основаниям Шиффа) приводит к образованию вторичных аминов:
R4/R'Их
RCH = NR' + R”MgX —>>CH-N<—► \CH-NIIR'
В”/\MgXВ"/
Этил-1-фенилбутиламин [145]. К 1 моль м-пропнлмагннйбромпда в 250 мл сухого эфира прибавляют в теченке 1,5—2 ч 66,5 г (0,5 моль) бензилидеи- этиламина в 50 мл сухого эфира. Реакционную смесь несколько часов нагревают с обратным холодильником и оставляют на ночь, затем гидролизуют, выливая на смесь льда и соляной кислоты.
L. F i е s е г, A. S е 1 i g m a n, J. Am. Chern. Soc., 61, 141 (1939). ’ J144] R. Shriner, T. Turner, J, Аш. Chern. Soc., 52. 1267 (1930).,
К. С a mpbe 11, G. И e 1 bing, M. Florkowski, B. Campbell, J. Am. Chern. Soc., 70, 3868 (1948); H. Gilman, J. M о г t i n, там же, 70, 2514 (1948); R. M о I f e 11, W. H о e h n, там же, 69, 1792 (1947).
Взаимодействие молярных количеств альдимипа и реактива Гриньяра приводит к образованию целевого продукта с выходом 60—9O?6 <н теоретического только в случае простейшего азомстина (бензилиденметиламип) и очень реакционноспособных соединений Гриньяра (метилмагнийбромпд). Во всех других случаях рекомендуется применять двукратный избыток реактива Гриньяра (см. приведенную выше методику).
К кетиминам реактив Гриньяра присоединяется не так, как это описывалось пыша для альдиминов [146,. Алифатические или жирно-ароматические кетоанилы реагируют с магнийорганичосклми соединениями таким образом, что можно предположить их существование в форме таутомерного енамина:
/СвН5
СНч-С^М-С6Нз + С,НБ—MgBr —> СНг=С^<тСгНд
(I 'MgBr
СНзСНз
При реакции анпла бензофенона с фенил\гагнийбромпдом происходит 1,4- присоединение (выход продукта 42% от теоретического) [147]:
MgBr
C6H5-C=N-CeH5C6H5-C=N-CeH5C.H.MgBrC.H.MgBrIСдНб—C—N—CeHsЛ/п
C6H5-C=N-CeH5
C6H5-C=N-CeH5
C.H.MgBr
C.H.MgBr
CeH5-CH-NH-C6H5CeH5-CH-NH-C6H5
CeH5-CH-NH-C6H5
CeH5-CH-NH-C6H5
Присоединение реактива Гриньяра к изоцианатам [148] и горчичным маслам [149] гладко протекает с выходом 80—90% от теоретического. При этом образуются соответствующие амиды кислот или их тиоаналоги:
В—NCO + B'MgX —> В—N=C—R' —> R—NH—С—К'IИ
OMgXо
К С—N-саязи могут присоединяться и литийорганичесцие соединения. По Циглеру [139], присоединение фениллитин к хинолнну протекает по схеме:
I II I + C„H5L1 —> I III II^ I I
'^гТV\A'H ^/XNHXHG,H,
I
Li
Дегидрирование на последней стадии осуществляется нитробензолом.
W.F. Short, J. S. Watt, J. Chem. Soc., 1930, 2293.
Н. Gilman, J. К i г 1 е у, С. К i n п е у, J. Am. Chem. Soc., 51, 2252 (1929).
R. С а г I i n, L. S mi t h, J. Am. Chem. Soc., 69, 2007 (1947).
G. Alliger, G. Smith, E. Carr, H. Stevens, J. Org. Chem., 14, 962 (1949).
Присоединение нптросоедииеиий
Присоединение нитрометана к бензилидепапилппу протекает по схеме [150]:
CeIIr-CH=N— СсН54-СНзКО2 — > CeH5-CH-NH-CeH5
сн2хо2
1-Фениламино-2-нятро-1-фенилэтан. В тгчепйе 6 ч нагревают с обратным холодильником 100 г (0,55 молЦ бензальавилииа 100 а (1,64 лоль) нитрометана и 50 мл абсолютного этилового спирта. Растворитель и избыток нитрометана удаляют при комнатной температуре сухим воздухом в вакууме, осадок нагревают с 95%-ным этиловым спиртом, отсасывают, несколько раз промывают 95%-ным этиловым спиртом и высушивают на воздухе. Выход продукта 106 г (79% от теоретического); т. пл. 85—87° С. После перекристаллизации из 95%-ного этилового спирта получают желтые призмы; т. пл. 86—86,5° С.
1-Фениламино-2-нитро-1-фенилпропан. Если эту реакцию проводят с нитроэтаном, то нагревают в течение 15 мин с обратным холодильником 5 а бензальапилина (27,6 ллоль), 6,2 г нитроэтана (82,6 ммолъ^, 5 мл 95%-ного этилового спирта и 0.6 г диэтиламина (8.2 .«моль). После обработки, как в приведенном выше примере, продукт реакции получают в виде желтых призм. Выход продукта 2,1 г (30% от теоретического); т. пл. 100—102L С.
1-Фениламино-2-нитро-1-феиилбутан. Аналогично протекает реакция с нитропропаном, нагревание проводят в течение 2 ч. 1-Фениламино-2-нитро- 1-фенилбхгтан получают в виде желтых прпзм с выходом 55% от теоретического: т. пл. 128-130° С.
1-Нитро-2-фениламино-1,2-дифеннлэтан [151]. Смесь 10.3 г фенилнитро- мстана, 9,1 г бензальанилина, 0,5 мл диэтиламина выдерживают в течение 10 дней в холодильнике, в результате чего выкристаллизовывается 1-нитро- 2-фениламино-1,2-дифенилзтан. Выход продукта 91% от теоретического; после двукратной осторожной перекристаллизации из лигроина т. пл. 124° С (разд.).
сренилнитрометан может реагировать с бензнлиден-п-толуидипом, лг-нит- робензилидсп-п-толуидином, а также с м- и п-нитробензнлиденанилином.
Была Исследована реакция присоединения этилового эфира нитроуксусной кислоты к основаниям Шиффа [152]; в присутствии эквимолярных количеств диэтиламина получены аддукты типа:
C6H5CH = NC6H5 + CIl2-NO2+(C2TI6)2NH - *
СООС2И5
CgH^GH—С—NO2 (C2H5)2NH2
—*■I I
CeH6NH COOC2II5
Однако эти аддукты неустойчивы и могут существовать некоторое время только в сухом состоянии. Из двух молекул такого первичного аддукта очень легко образуется этиловый эфир 1,3-динитро-2-арилглутаровой кислоты.
При взаимодействии ряда ароматических изоцианатов с нитрометаном или этиловым эфиром нитроуксусной кислоты получаются соответствующие амиды кислот [153]:
Аг—N=C^O + CH2—СООС2Н5 —> Аг—NH—С—СН—СООС2Н6III I
no2о no2
A. Leonhard, G. ЬепЬиег, Е. Burk, J. Org. Chern., 15, 979 (1950);
G. Hurd, J. Strong, J. Am. Gliem. Soc., 72, 4813 (1950).
A. Dornow, F. В 0 b e r g, Ann., 578, 94 (1952).
A. D о г n о w, A. F r e c e. Ann., 578, 112 (1952).
R. Boyd, R. Leshin, J. Am. Gliem. 80c., 75, 2762 (1953),
Реакция с этиловым эфиром нитроуксусной кислоты протекает в присутствии юлярного количества карбоната калия в сухом бензоле. В случае взаимодействия итрометана с о-хлорфенил- и о-толилизоцианатами реакция протекает только натриевой солью нитрометана, которую получают из нитрометана и метал- шческого натрия.
Циклизация нитрилов
Метод циклизации нитрилов по Циглеру, Эберли и Олингеру [154] особенно ригоден для получения макроциклических систем. Циклизацию динитрилов проводят атмосфере азота в присутствии натрийметиланилина:
.C=NNa.C=NNaCiHiNNaCH,CiHiNNaCH,* (СП2)Я* (СП2)Я
.C=NNa
.C=NNa
CiHiNNaCH,
CiHiNNaCH,
* (СП2)Я
* (СП2)Я
CH—ON
-СО*; -NHa-СО*; -NHa
-СО*; -NHa
-СО*; -NHa
Реакцию проводят в эфирном растворе (диэтил-, диизопропил-, ди-н-пропиловый £ир) при температуре не выше 100’ С. Для предотвращения полимеризации внутри- олекулярную циклизацию ведут, медленно и непрерывно добавляя динитрил в реак- ионную среду при перемешивании (принцип разбавления Ругли — Циглера). Реша- щим фактором при этом является поддержание постоянной концентрации, обеспечи- зющее постоянство скорости взаимодействия реагирующих веществ. Большое раз- авление благоприятствует внутримолекулярной циклизации и препятствует межмоле- улярной конденсации; оно достигается постепенным введением в реакционную среду гносительно небольших количеств циклизующегося материала.
Катализаторы этой реакции лучше всего получать по способу, описанному .иглером и сотр. [155]:
2С3НБКнСНз + СвН5СН=СН2 + 2№ —► 2С«Нв^аСНз + СвН6СН2СНз
Образующийся этилбензол не мешает дальнейшей реакции. Вследствие чувстви- шьности катализаторов к воздуху реакцию проводят в атмосфере чистого азота.
Циклизация нитрилов [156). Смесь 0,1 моль дииитрила и 1,5 л 0,6— .
0,67 М раствора натрийметиланилина, содержащего избыток (25%) метнл- анилииа, кипятят с обратным холодильником в аФмосфере азота, перемешивая и непрерывно в течение 72 ч вводя динитрил в стекающий из обратного холодильника растворитель. После гидролиза получают соответствующие циклические кетоны, согласно приведенному выше уравнению.
Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 4/2, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1955, S. 758.
.55] K. Z i e g 1 e r, L. J a k о b, H. W о 1 1 t h a n, A. W e n z, Ann., 511, 69 (1934).*
.56] k. Ziegler, R. Aurnhammer, Ann., 513, 55 (1934).
Более простым способом (157] можно осуществить циклизацию ди-(Р-циан- этил)-амина в З-циан-4-иминопиперидин с 70%-ным вы.ходом:
NNH '
111С
Н2С СН2—C=N —> II2C CII-C=N
NHNH
З-Циан-4-иминопиперидин. В трехгорлой колбе, снабженной барботером, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и хорошо действующей мешалкой, смешивают 400 жл перегнанного над натрием диоксана с 25 а нафталина, 2 г натрия и , 50 г дн-(р-цианэтил)-амина. Воздух в колбе вытесняют азотом. Реакционную смесь нагревают на паровой бане при перемешивании в течение нескольких часов. Горячую реакционную массу выливают в 1 д'бензола; циклическое соединение в бензоле нерастворимо. После перекристаллн- зации из этилового спирта т. пл. З-циан-4-иминопипсридина 187—188g С (разл.).
Присоединение сниильиой кислоты
Миллер и Плёхль [158] осуществили присоединение синильной кислоты к анилу: HCN4-C6H6N=CHR —> CeH6NHCHR,
I
CN
Анилин растворяют в избытке эфира и при охлаждении прибавляют альдегид, например пропионовый. Реакция протекает очень энергично с выделением воды, которую затем отделяют. При прибавлении к раствору чистой . синильной кислоты начинается бурная реакция. Через некоторое время из реакционной массы испаряют эфир и избыток синильной кислоты. Остается густое масло, которое кристаллизуется через несколько дней. Кристаллизация ускоряется при охлаждении. Синильную кислоту можно также прибавить к раствору анилина в эфире, а затем по каплям добавлять альдегид (при этом происходит бурная реакция с выделением воды) или же проводить взаимодействие анилина с синильной кислотой в эфире. При омылении образующихся нитрилов получают соответствующие сс-феннламиноалкановые кислоты.
Таким же образом можно осуществить присоединение синильной кислоты к гидразонам и оксимам [158]. Установлено [159], что при взаимодействии пропионового и масляного альдегидов в водных растворах с гидрохлоридом гидроксиламина, цианидом натрия и NaH2PO4 с хорошим выходом получаются а-цнаипропилгидрокснл- амин или соответственно а-цианбутилгидроксиламин:■
CH3CH2CH=NOH + HCN —► GH3CH2CHNIIOH
ON•
Однако эта реакция применима не во всех случаях.
Взаимодействие ацетальдоксима или гептанальоксима с синильной кислотой лучше всего осуществляется с избытком синильной кислоты и эквимолярным количеством пиридина.
G. В а с h ш a n, R. В а г к е г, J. Аш. Chern. Soc., 69, 1535 (1947).
W. v. М i I I е г, J. P I б c h I, Ber., 25, 2020 (1892); 26, 154o (1893); 27, 1281 (1894); H. Y a 1 e, K. L о s e e et al, J. Org. Chern., 16, 761 (1951).
C. Hurd, J. Longfellow, J. Org. Chern., 16, 761 (1951).
В присутствии следов основных катализаторов, из которых наиболее пригоден пиридин, можно также присоединить синильную кислоту к изоцианатам:
CeIl5N-C=O + HCN —> С6НЛП—C-CN
Образующийся при этом циапформанилид со второй молекулой фснплизо- цианата легко дает 1,3-дифенил-4-иминопарабановую кислоту [160]:
QH5
C^Hs-N0 = 00=С C=NHC^Hs-N0 = 00=С C=NHI
C^Hs-N0 = 0
0=С C=NH
C^Hs-N0 = 0
0=С C=NH
HNС=О
О = С ^cUn
N
С6НзС6Н5
Петерсен [1611 осуществил присоединение синильной кислоты к диизоцианатам и обнаружил, что цианформамиды легко разлагаются на исходные компоненты ужо при 120—130° С. Реакция гексаметилендиизоцианата с сннильпой кислотой протекает по уравнению:
OCN(CH2)6NCO + 2HCN ^ NC-C-NI1(CH2)6NI1-C-CN
В 660 мл толуола растворяют 252 г гексаметилендиизоциапата п смешивают с 120 мл безводной синильной кислоты. Смесь хорошо охлаждают и добавляют 10 мл пиридина. Сначала температура смеси повышается медленно, а когда начинается выделение продукта, происходит ее быстрый подъем до 45° С. На следующий день полученную плотную кашицеобразную массу вымывают из колбы толуолом, отсасывают и промывают толуолом от синильной кислоты. Для очистки продукт растворяют в 750 мл горячего этилацетата и добавляют примерно двойное количество толуола. Образуются белые игольчатые кристаллы; т. пл. 102° С. Выход продукта 290 г.
Присоединение нетоиов к бензилиденанилину
Присоединение кетонов к бензилиденанилину протекает под действием трехфтористого бора по схеме [162]:
CeH6-CH=N-C#H6 — * CeH5-CH-N-C6IIB СН-СОСИ1.^
ВЕз
СНгСОСНзСвНг-СН-КН-СбЩ ^F3СНгСОСНзСвНг-СН-КН-СбЩ ^F3СН2СОСН3* С9П5—CII-MI-CeIJ5СН2СОСН3* С9П5—CII-MI-CeIJ5
СНгСОСНз
СвНг-СН-КН-СбЩ ^F3
СНгСОСНз
СвНг-СН-КН-СбЩ ^F3
СН2СОСН3
* С9П5—CII-MI-CeIJ5
СН2СОСН3
* С9П5—CII-MI-CeIJ5
1-Фепяламино-1-фенилбутанон-3. К 2 86 г бензпллденанплина в 155 мл сухого эфира прибавляют 2 мл эфирата трифторида бора. Образующийся осадок отделяют. После многочасового стояния в закрытой колбе выпадают
W. Dieckmann, И. К a m m е г е г, Вег., 40, 3737 (1907).
1161 ] S. Р о I е г s е п, Апц., 562, 211, 220 (1919).
Н. Snyder, 11. Kornberg, J. Romig, J. Am. Chern. Soc.. 61/3556 (1939).
желтые игольчатые кристаллы; т. пл. 135 —145° С (разл.). Затем 1,5 г этого продукта растворяют в 25 мл ацетона, причем раствор слабо разогревается. Через несколько минут добавляют воду и охлаждают. Кристаллизующийся п виде бесцветных игл 1-фенилампно-1-фенилбутанон-3 после трехкратной перекристаллизации из разбавленного спирта имеет т. пл. 87—88® С. Выход мродукта 0,5 г.
Выделение борфторидного комплекса не является обязательным. Реакцию можно проводить также следующим образом: 3,6 г бензилиденанилина растворяют в четырехкратном избытке кетона и при охлаждении льдом перемешивают. К раствору добавляют 2,8 а эфирата трифторида бора, выдерживают еще 5 мин ири охлаждении льдом и затем выливают на смесь 100 мл льда и воды; выделившееся масло быстро кристаллизуется.
Кроме ацетона в этой реакции могут участвовать этилметилкетон, изобутилме- тилкеюн, н-амилметилкетон, 2-метилгексапон-4, ацетофенон и циклопентапон.
ОБРАЗОВАНИЕ ПРОСТЫХ С-С-СВЯЗЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕРЕАКЦИЙ ОБМЕНА
Образование С—0-связей в результате отщепления водорода
Пирохимические реакции
В промышленности пирохимические реакции (коксование, крекинг и т. д.) имеют большое значение, однако в препаративной органической химии такие реакпип в настоящее время применяются лишь в редких случаях [163].
Одной из самых старых пирохимических реакций является образование дифенила из бензола. По старым прописям пары бензола пропускают через раскаленную стальную трубку; при этом наряду с дифенилом в качестве побочных продуктов обоазуются водород, углерод и дифопилбензолы. Оптимальная температура [161] реакции 750е С, при ее повышении образуется много побочных продуктов. Наряду с температурой варьировали скорость подачи бензола, длину и диаметр стальной трубки, а также исследовали влияние добавок двуокиси бария, окиси алюминия, окисн цинка и окиси свипца [165); применяли раскаленную металлическую проволоку [166]. На том же принпице основана лабораторная аппаратура для получения дифенила [167|. Описана аппаратура для проведения реакции непосредственно в нагретой свинцовой бане [168, 163].
Проведение цирохииического синтеза дифенила мод давлением в присутствии катализаторов (Ni, I) позволяет снизить температуру реакции [169]. Правда, при этом на передний план выступают побочные реакции, например образование метана при использовании в качестве катализатора никеля. Сообщалось о получении дифенила, антрацена и нафталина из бензола, толуола и н-бутилбензола в присутствии хром- алюминиевых дегидрирующих катализаторов [170].
Полностью аналогично образованию дифенила протекают пирохимические превращения дифенилметана в флуорен и дибензила в фенантрен, которые впервые были
Н. Koch. Allgemeine Methoden zur Ausfiihrung pyrochemischer Reaktionen, в книге H о и h е и - W е у 1, Methoden dor organischen Chemie, Bd. 4/2, 4 AufL, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1955, S. 435.
J. E, Z a n e, t t i, G. E g 1 о f f, Ind. Eng. Chem, 9, 350 (1917); C., 1918, II, 1026.
C. Smith, W. Lowcock, J. Chem. Soc., 101, 1453 (1912).
(166 j A. J. Grant, C. James,/. Am. Chem. Soc., 39, 934 (1917).
С. H. Lowe, C. James, J. Am. Chem. Soc., 45, 2666 (1923).
A. W. Hixson, L. T. W о r k et al., Ind. Eng. СЬеш., Analyt. Edit., 3, 289 (1931); см. также H ou ben -Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 4/2, 4 AufL, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1955, S. 453.
J. P. W i b a u t, H. M. R о m i j n, H. D, T j e en k W i 11 i nk, Rec. trav. chim., 53-, 584 (1934).
]170] W. 3. Mattox, A. V. Grosse, J. Am. Chem. Soc., 67, 84 (1945).
троведены Гребе [171]. Зелинский и сотр. [172] получили карбазол из дифениламина при 300° С в присутствии платинированного угля. Сообщалось [173] также о получении флуорена и 4-метилфлуорона при многократном пропускании 2-метилдифенила а 2,2'-диметилдифенила над палладированным углем при 450° С.
Каталитическое отщепление водорода
Каталитическое отщепление водорода с образованием новых углеродных свя- 1ей протекает прежде всего под действием А1С13. Основное значение эта реакция имеет ^ля синтеза конденсированных циклических систем ароматического ряда. При этом •ледует различать межмолекулярную реакцию, как, например, получение перилена из гафталина, и внутримолекулярную — образование перилена из 1,Г-динафтила [174]:
Эту реакцию исследовал Шолль, и поэтому она называется также реакцией Долля [175].
Если исходное соединение является углеводородом, то при внутримолекулярные реакциях, например при уже упоминавшемся выше образовании перилена из 1,Г- (инафтила, выходы продуктов незначительны. Лучшие результаты получаются в тех угучаях, когда отщепляющийся водород, по крайней мере временно, имеет возможность присоединиться к какому-либо другому месту молекулы, например к карбонильной ’руппе кетона или хинона. Водород в этих случаях удаляется окислением кисло- )одом воздуха при выделении продукта. Так, из а-бензоилнафталниа получают >ензантроп [176]:
Реакция носит общий характер. Она может проводиться с ароматическими «оно- и поликетонами, имеющими по нрайней мере одно свободное пери-положение го отношению к карбонильной группе кетона.
Бензантрон [176]. Тщательно измельченную смесь 1 ч. а-бензоилнаф*а- лина и 5 ч. безводного А1С13 защищают от влаги хлоркальциевой трубкой и нагревают в течение 0,5 ч от 60 до 115° С, 1 ч — от 115 до 130° Сив течение еще 1ч — от 130 до 150° С. Затем образовавшийся плав разлагают разбавленной HCI, фильтруют, промывают спиртом н эфиром. Остаток состоит иа относительно чистого бензантрона. Выход бензантрона 76% от теоретического. Перекристаллизацией из ледяной уксусной кислоты с добавкой активированного угля получают чистый бензантрон в виде светло-коричневых игл; т. пл. 167—168° С (неисправл.).
С. G гае be, Ann., 174, 194, 177 (1874); Вег., 7, 48 (1874).
N. D. Zelinsky I Т itz, M. Gaverdowskaja, Bor., 59, 2591 (1926).
M. О г c h i n. J. Am. Chem. Soc., 67, 499 (1945); M. О r c, h i n, E. O. W о о 1- - folk, J. Am. Chem. Soc.. 67, 122 (1945).
R. Scholl, Ch. Seer, R. W e i t z e n b б c k, Ber., 43, 2202 (1910).
Ч. Томас, Безводный хлористый алюминий в органической химии, пер.
с англ., Издатинлит, 4949.
R. Scholl, Ch. Seer, Ann., 394, 111 (1912).
Более высокие выходы получают, если через реакционную смесь пропускают воздух или кислород. Дальнейшее улучшение этого процесса состоит в том, что в расплав AlCIy и хлорида щелочного металла пропускают ток сухого воздуха или кислоррда. Примером может служить получение пирантрона из 3,8-дпбензоилпирена [177]:
ОООО
ОО
ОО
Пирантрон [177]. В расплав 500 г смеси А1С1з и NaCI (266 ч. AIGI3 -|— + 56 ч. NaCI) добавляют при перемешивании и температуре около 120° С 50 ? 3,8-дибензоилпирена. Постепенно повышая температуру до 140—160° С и хорошо перемешивая, в смесь пропускают ток сухого кислорода со скоростью 60 л/ч, Расплав, имеющий вначале фуксниово-красную окраску, постепенно (в течение 30—45 мин") становится голубым, а затем фиолетовым (длительность перехода зависит от эффективности перемешивания). При выливании в воду получают светлые коричневато-оранжевые хлопья почти чистого пирантрона, который перекристаллизовывают из а-хлорнафталина. Выход продукта 40 г (80% от теоретического).
Так как полициклические кетоны, применяемые для реакции Шолля, синтезируют большей частью по реакции Фриделя — Крафтса, оба процесса можно проводить в одну операцию. Так, 3-метилпирантрон [178] получают сплавлением 3-бензоилпи- рена и n-толуилхлорида со смесью А1С13 и NaCI при одновременном пропускании кислорода:
О
кААА
СНзСНз
СНз
СНз
] Н. Vollmann, Н. Becker, М. G о ге 11, Н. Streeck, Ann., 53> 118 (1937).
] R. Scholl, К. Meyer, J. Donat, Вег., 70, 2180 (1937).
47 Заказ 1835.
Обычно при реакции Шолля образуется шестичлсппое кольцо. Но в отдельных лучаях, особенно у ароматических кетонов, карбонильная группа которых находится пара-иоложенпц к гидроксильной или алкоксильной группам, образуется пягичлеп- ое кольцо. Так, из 4-окси- или 4-метокси-1-бензоилнафгилпна получается 6-окси- ,8-бензфлуореяон, а не 3-оксибензантрон [179, 180]:
ОН
Если пернчюложение замещено, то также возникает пятичленное кольцо, апример, из 1-бензоил-8-бензиляафталина образуется бепзилфлуоренон |181]:
Межмолекулярная конденсация двух ароматических ядер при помощи А1С13 оответствует рассмотренным выше пирохимическим реакциям с той лишь разницей, то в этом случае реакция протекает при более низкой температуре.
В то время как для ароматических углеводородов под действием А1С]3 наряду аутокопдеясациой протекают побочные реакции (сужение кольца, частичное гидриро- апие и др.), эфиры фенолов и нафтолов реагируют однозначно. Так, при обработке -зтоксинафталина А1С)3 в нитробензоле с хорошим выходом был получен 4.4'-диэтокси- ,Г-дппафтил [182].
До сих пор речь пос1оянно шла о примерах конденсации молекул одного вида ли внутримолекулярных реакциях. Удалось провести конденсацию и двух различных оединений |183]. Наиримор, из хинопа и бензола был получен га-дифенилхинон; нободный водород при этом нс выделялся, так как хинон частично гидрировался. Следующей реакцией такого вида является образование л-амиподифенила из азобензола бензола [184] (выход 70—80% от теоретического):
"N—^^> + 2С,Н, -2^^>-№3
Окиелйтельное отщепление водорода
Под действием окислителей может проходить связывание ароматических ядер,, также алифатических метил-, метилен- или метиновых групп с отщеплением водорода, 'акую реакцию можно рассматривать как окислительную димеризацию.
Н. К. F i е г г - D a v i d, G. Jaccard, Helv. chim. acta, 11, 1046 (1928).
J. W. Cook, R. W. G. Presto n, J. Chern. Hoc., 1944, 553.
K. D z i c w о n s k i, J. M о s z e w, Roczniki Chern., If, 169 (1931); C., 1931, I, 2875.
R. S c h о I I. Ch. Seer, Ber., 55, 330 (1922).
R. P u m m e г e r, Bef, 56, 3105 (1922); 60, 1439, 1442 (1927).
R. P n in in с r e r, J. Bi napfl, Ber., 54, 2768 (1921).
Уже давно известно, что при окислении нафталина двуокисью марганца и серной кислотой образуется 1,Г-динафтил [185, 186].
1,1'-Динафтил. Кипятят нафталин с М1Ю2 и 50%-ноп II3SO1, смесь разбавляют кипящей водой, фильтруют, исчерпывающе экстрагируют остаток на. фильтре спиртом и продукт перегоняют. Собирают отдельно фракцию с т. кип. выше 360° С; продукт несколько раз перекристаллизовывают из спирта и лигроина; т. пл. 1,Г-динафтила 160,5° С.
Эта методика была успешно применена для синтеза полиарилкетона [187)г. 2-метилбензантрон превращается под действием двуокиси марганца в 80%-ной серной кислоте при 0—5° С с 78%-ным выходом в 2.2'-диметил-3,З'-дибензантронил^ который под действием КОП и небольшого количества спирта при 120—130° С дает 16,17-диметилдибензантрон:
Н3С СНз
Окислительная димеризация 1-амино-2-метилнафталина в А ,4'-диамино-3,3'- диметилдинафтил-1,1' может протекать [188] под действием Fe2O3 или HgSO4.
При использовании в качестве окислителя перманганата калия реакции препятствует щелочная среда, образующаяся при раскислении окислителя. Этот эффект устраняется при проведении реакции в присутствии буферных солей или в среде уксусного ангидрида. .
Чаще всего окислительное огщепление водорода с успехом применяют к феполам и их эфирам. Например, 6-метил-2-нафтол |189| в присутствии солей трехвалентного железа, а метиловый эфир а-иафтола [ 190] под действием надмуравышой кислоты дают соответсп пующие а,а'-динафтилпроизводные.
4,4'-Днметоксидинафтил-1,1'. К раствору 2,37 г (0,015 .ноль) метилового- эфира а-нафтола в 75 мл 98- 100%-ной муравьиной кислоты прибавляют по каплям в течение 90 мни при 40° С и перемешивании смесь 1,65 мл пергидроля (0,0165 моль И2О2) и 25 мл муравьиной кислоты. Реакционная масса через несколько минут окрашивается в красный цвет и в течение 30 мин начинает обраэоиыисиься кристаллический осадок. После окончания прибавления смеси пергидроля н муравьиной кислоты реакционную массу перемешивают еще 15 мин. Надмуравьиная кислота после этого л реакционной массе не обнаруживается. Смесь выдерживают 12 ч при комнатной темнорагуре, затем продукт отсасывают и промывают небольшим количеством спирта. Выход 4.4'- дпметоксидинафтила-1,1' 1,35 г; т. пл. 256—257° С. Упариванием маточных растворов выделяют еще 0,3 г того же продукта. Общий выход 70% от теоретического.
] F. Lessen, Ann., 144, 78 (1867).
] W. Smith, J. Chern. 8oc. 35, 225 (1879).
] I). H. Hey R, J. N i c h о I I s, C. W. Pritchett, J. Chem. J_Soc.„ 1944. 97.
] H. F. Ficrz-David, L. Bia ngey, IL Dubendorfer, Helv. chim.. acta. 29, 1661 (1946).
] R. Royer, Ann. chim. [12], 1, 429 (19 46).
] II. F e r n h о 1 z, G-" P i a z о I o, Chem. Пег., 87, 578 (1954).
Окисление метилового эфира ^-нафтола, напротив, дает хинон — 4-(2'-меток- синафтил-1')-нафтохипон-1,2.
Окислительную димеризацию антрона и его производных можно проводить под действием кислорода [191), ароматических нитросоединений [192], диазометана [193] или кислородом в присутствии палладия [194]. 13 качестве примера приведено окисление антрона нитробензолом [192].
Диантрон. Раствор 5 а антрона и 3 ди нитробензола в 30 .ил сухого ксплола, содержащий небольшое количество хлористого водорода нагревают в течение 5 ч с обратным холодильником. В холодильнике образуются кристаллы гидрохлорида анилина и капельки воды. Из раствора, который окрашивается в оранжевый цвет, получают при охлаждении 4,8 г (86% от теоретического) почти чистого диантрона.
Окислительная димеризация имеет значение не только для получения диарил- производных. но и для образования новых С—С-связей в алифатическом ряду. При помощи перекисей, особенно перекиси ацетила, можно провести такие реакции димеризации. как, например, синтез дихлорянтарпой кислоты из хлоруксусной и 2,3-диметил- 2,3-дифенилбутаяа из изопропилбензола|195]. Для подобных реакций рекомендуется также применение перекиси водорода [196] и смеси персульфата аммония и ацетата натрия [197].
В некоторых случаях окислительное образование С—С-связи может применяться также для получения производных дифенилатапа, например для синтеза п,п'-динитро- дибепзила из п-нитротолуола [198].
■ п^'-Динитродибеизил [198]. В трехгорлую колбу емкостью Зле мешалкой и трубкой для ввода газа, доходящей до дна колбы, помещают 2 л 30%-ного раствора КОН в метиловом спирте. Колбу ставят в баню со льдом и после охлаждения раствора до 10° С прибавляют 100 в (0,729 лоль) и-нитротолуола. Содержимое колбы энергично перемешивают и пропускают сильный ток воздуха. Через 3 ч ледяную баню удаляют и еще в течение 5 ч пропускают сильный ток воздуха при энергичном перемешивании. Затем реакционную смесь быстро фильтруют и остаток на фильтре промывают 2 л кипящей воды и потом 300 -мл 95%-ного этилового спирта. Продукт сушат на воздухе и перекристаллизовывают из бензола. Выход продукта 73—75 г (74—76% от теоретического); т. пл. 179—180° С.
Окисление кислородом воздухом в присутствии солей меди часто применяется для синтеза диацетпленовых соединений из производных ацетилена. Тан, например, из метилэтинилкарбинола в присутствии СиСЛ, NH4C1 и водно-спиртового раствора HCI с очень хорошим выходом получают смесь стереоизомеров октадиин-3,5- диолов-2,7 [199]:
2СН3—CH—С=СН 5S5L* СНз—сн—с=с—с=с-сн-сн3
он он он
Аналогичный метод использован в случае различных производных ацетилена, в том числе и высших [200|.
Окислительной димеризации могут подвергаться также гетероциклические соединения, Например, из пиридина можно получить а,а-дипиридил [201].
а,а-Диниридил. В автоклаве со стеклянным вкладышем емкостью 750 .ил нагревают 165 г пиридина и 135 г сублимированного FeCI3 в течение 4 ч при 320—340° С. Темно-красный реакционный продукт, который не должен выглядеть как обугленная масса, грубо размельчают, смешивают с водой, доводят концентрированным раствором щелочи до сильпощелочной реакции и перегоняют с перегретым водяным паром. Перегонку продолжают до тех пор, пока дистиллят не будет давать с FeCls только очень слабое красное окрашивание, что длится довольно долго. Дистиллят подкисляют концентрированной H2SOt и концентрируют до объема 500 мл. После охлаждения и подщелачивания выделяется в виде масла основное количество дипиридила вместе с, непроре- агировавшим пиридином. Это масло сушат над КОН, а продук! из водного слоя экстрагируют эфиром. Экстракт также сушат над КОН, объединяют с основным количеством и фракционируют. Фракция, перегоняющаяся при 265—280° С, быстро затвердевает. Ее отжимают на пористой пластинке. Для очистки продукт перекристаллизовывают из ниэкокипящего петролейного эфира с животным углем. При сильном охлаждении осаждается дипиридил в виде бесцветных кристаллов; т. пл. 71—72° С. Из маточного раствора выделяют дополнительное количество практически чистого продукта.
Описана также димеризация пиридина, хинолина и их производных при помощи особо приготовленного контактного катализатора на основе никеля Ренея [202].
Фотохимическая дегидродимеризация [203]
Образование С—С-связи с отщеплением водорода может также осуществляться фотохимическим методом. Такие реакции проводят большей частью в присутствии акцепторов водорода, например, кислорода, карбонильных соединений (кетоны или хиноны) или в присутствии красителей, которые превращаются при этом в лейко- соединенпя.
Из дигидроантрацена этим методом получают диантрацен [204]; тиоксантен и антрон превращаются на воздухе под действием солнечного света в соответственно дитиодиксантил и диантрон [205]. Сообщалось [206] о фотохимической дегидродимери- аации 2-окси-1,4-нафтохинона в ди-Р-оксинафтохинон. Ряд дмарилметанов без доступа воздуха в присутствии хинона или кетона удалось перевести в соответствующие тетра- арилэтаны [207].
Дитиодиксантил [207]. Раствор 1 г тиоксантена с эквивалентным количеством ксантона в 15 мл бензола выдерживали в течение 6 ч на свету (в июле, в Каире). Бензол но содержал тиофена и был высушен над натрием. Реакцию проводили в запаянной трубке (стекло Монаке), которую перед запаиванием
Ю. С. 3 а л к и н д, Н. Иремадзе, ЖОХ, 18, 1554 (1948); Ju. 8. S al- kin d, Fr. В. Fundyler, Вег., 69, 128 (1936); J. D. R о з е, В. С. L. W е- е d о п, J. Chern. Soc., 1949, 782; Н. К. В 1 а с к, В. С. L. Weedon, там же, 1953, 1785; R. A h m a d, В. С. L. Weedon, там же, 1953, 3286; A. W. N i- neham, там же, 1953, 2601; В, L. Shaw, М. С. Whiting, там же, 1954, 3217; А. И. II о г а й д е л и, Р. Швангирадзе, ЖОХ, 24, 1025 (1954).
F. И е i n, Н. S с h w е d 1 е г, Вег., 68, 682 (1935); F. Н е i n, W. R е 11 е г, там же, 61, 1790 (1928).
G. М. В a d g е г, W. Н. F. 8 a s s е, J. Chern. Soc,, 1956, 616.
А. Шенберг, Препаративная органическая фотохимия, пер. с нем., Издат- инлит, 1963.
Н. М е у е г, A. Eckert, Mh. Chern., 39, 243 (1916).
A. Schonberg, A. Mustafa, J, Chern. Soc., 1945, 657.
S. C. 11 о о k e r, J. Am. Chern. Soc., 58, 1212 (1936).-
A. Schonberg, A. Mustafa, J. Chem. 8oc., 1944, 67; 1945, 657.
заполняли двуокисью углерода. Образовавшийся дитподиксантил отфильтровывали. промывали бензолом и перекристаллизовывали из ксилола, Выход продукта 80% от теоретического; т. пл. 325n С.
Была исследована возможность дегидродимеризации алифатических спиртов, юнокарболовых кислот, альдегидов и простых эфиров при ультрафиолетовом облуче- [ии [208], и и большинстве случаев удалось, хотя и с незначительным выходом, выде- чпь соответствующие продукты димеризации.
Образование С—С-связей в результате отцепления-1
галогена в виде галогенида
Отщеплекие галогена щелочными металлами
Реакция Вюрца и Фиттига
Синтез по Вгорцу основан на отщеплении галогена от алкилгалогенида действием .. '; (елочного металла, причем два алкильных остатка соединяются с образованием угле- ^ одорода:-
RX-r2Na—> RNa-pNaX
RNa-pR'X —> R—H' + NaX
Фиттиг перенес эту реакцию на ароматические соединения и проводил копцон- • ацпю алкилгалогенидов с арилгалогенидами.
В алифатическом рядуудовлетворигельные результаты получают большей частью элько при связывании одинаковых радикалов. Гладкое же протекание реакции Фит- •;
ига основано на том. что ароматический галогенид значительно быстрее реагирует■
металлом, чем алифатический, а арилнатрий, в свою очередь, быстрее реагирует алкипгалогенидом, чем с арилгалогенидом (подробнее этот вопрос рассматривается <S^ элементарных курсах органической химии)."SW
Синтезы по Вюрцу практически применяются только в очень редких случаях.?^-
днако, они все ясе служат одной из немногих возможностей для получения очень длин-'^Р
ых углеродных цепей определенного молекулярного веса.
Гексаконтан [209] из мирицилиодида . Мирицплиодид не реагирует -<:-^| с металлическим натрием более или менее энергично ни в петролейном эфире, '?-^К
ни в бензоле. Быстрее протекает реакция в расплаве, но при такой высокой ;^ж температуре, что при этом легко происходит выдолеппе йодистого водорода и иода. Однако наилучшие результаты получаются при проведении этой реакции с тонко нарезанным калием. При нагревании 1 ч. калия и 10 ч. мирицилиодида при 130—140’ С реакция заканчивается за 2 ч. Выделение продукта реакции "^Ж представляет значительные трудности. Реакционную массу последовательно 'УЙщ кипятят с водой, спиртом, петролейным эфиром и ледяной уксусной кислотой, -хаИ потом перекристаллизовывают из бензола и снова кипятят с петролейным эфн- j£eg& ром. Гексаконтан (см. прим, ред.) остается в виде неотчетливо кристаллине- л ского, бесцветного порошка; т. цл. .101 —102° С.
Мортон и сотр. [210], а также Циглер и сыр. [211] подробно исследовали реак- 1ю Вюрца и дали важные общие рекомендации для ее проведения.j^№
По Мортону, выход продукта реакции повышается при использовании избытка топкопзмельченного металла и перемешивании мешалкой с возможно большим числом оборотов. Протеканию реакции мешает образование твердой и непроницаемой пленки на поверхности металла, которая возникает в том случае, когда реакция со слишком реакционноспособным галогенидом протекает очень быстро, особенно в случае вторичных и третичных алкилхлоридов. Третичные алкильные остатки вообще можно вводить по Вюрцу только с трудом, но для их введения можно с успехом использовать метод Фриделя — Крафтса.
Циглер показал, что для синтеза Вюрца иодиды более пригодны, чем бромиды, а натрий лучше калия. В качестве растворителя следует применять абсолютный диэтиловый эфир или, если соединение трудно растворимо, дибутиловый эфир. Температура реакции должна быть как можно ниже, а концентрация галогенида — как можно выше, хотя даже и в таких случаях, когда растворимость в кипящем эфире составляет около 0,1 молъ/л, можно получить выход продукта до 80%.
1,32-Бис-(«-метоксифенокси)-дотриаконтян. В течение 10 ч кипятят 11,9 а метилового эфира иодгексадецилгидрохинона с 1,8 г натрия в смеси 40 ял диэтилового и 20 мл дыбутилового эфира. После окончания реакции эфир испаряют, к остатку добавляют метиловый спирт для разложения непро- реагировавшего натрия и фильтруют. Остаток па фильтре затем растирают с метиловым спиртом, водой, опять с метиловым спиртом и, наконец, с эфиром и отсасывают. Промывкой эфиром удаляют легко растворимые побочные продукты. Выход практически чистого 1,32-бис-(л-мстоксифенокси)-дотриакон- тана 6.3 я; т. пл. 124° С.
О более часто применяемом синтезе Фиттига даются некоторые общие сведения. Галогениды, так же как и разбавитель, должны быть тщательно высушены. Натрий следует применять в виде проволоки или нарезать тонкими листочками. Если реакция протекает слишком медленно, то лучше всего использовать порошкообразный натрий или калий.
Порошкообразный натрий. Лабораторный метод получения [212]. В колбу для сульфирования емкостью 1,5 л помещают 100 г натрия и заливают 400 мл абсолютного ксилола. Воздух из колбы вытесняют азотом. Содержимое колбы нагревают до 120° С и расплавленный натрий возможно быстрее перемешивают при помощи быстроходной мешалки КПГ. В отверстие на нижнем конце мешалки протянута тонкая проволока так, что образуются петли диаметром 3—5 см. Образовавшийся пучок проволоки закрепляют и равномерно распределяют вокруг оси вращения. Перемешивать нужно непродолжительное время. Если перемешивать до тех пор, пока температура содержимого колбы не понизится до температуры плавления натрия, то натрий снова собирается в большой слиток. Операцию в этом случае следует повторить. В конце операции декайтируют ксилол и заливают натрий эфиром или другим растворителем.
О получении тонко распыленного натрия см. [210].
В качестве разбавителя наряду с бензолом или петролейным эфиром пригоден сухой эфир. Реакционная способность галогенидов увеличивается от хлоридов к бромидам н иодидам. Для проведения реакции натрий и разбавитель помещают в кругло- донную колбу, снабженную капельной воронкой и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, и медленно прибавляют по каплям смесь галогенидов (если необходимо, в растворе). В некоторых случаях начале реакции сильно задерживается, даже на несколько часов, но лотом она начинается очень интенсивно. Реакцию можно инициировать добавлением в реакционную смесь небольшого количества этилацетата, который активирует поверхность натрия. Образующийся при этом натрийацетоуксусный эфир легко удаляется. Часто в качество катализатора применяют также ацетонитрил.
Обычно уже через некоторое время начинается кипение разбавителя. Смесь галогенидов прибавляют таким образом, чтобы поддерживать гладкое течение реакции, а после прекращения самопроизвольного кипения нагревают еще некоторое время на масляной бане (но нс на водяной) или на плитке с закрытой спиралью. По внешнему
Н. G г о р, Dissertation, S. 62, Jena 1957.
виду натрия можно определить степень протекания реакции: в начале реакции металл покрывается серо-голубыми пятнами, позже куски вспучиваются, образуется галогенид натрия, который еще содержит в кристаллической решетке металлический натрий и поэтому окрашен. Можно также исследовать отдельный кусочек на содержание в нем металла. Иногда синтез длится в течение 2—3 дней.
О соотношении количеств реагирующих веществ нельзя дать общих указаний. В большинстве-случаев можно применять незначительный избыток металла (1/20 моль). Если начало реакции между арилнатрием и алкилгалогенидом задерживается, как, например, с вторичными бромидами, то в качестве побочного продукта образуется диарил. Превращение иногда протекает более быстро, если арилгалогенид и соответственно натрий применяют в избытке. С другой стороны применение избытка алкилгало- генида имеет то преимущество, что при последующей обработке он легко удаляется.
Продукт выделяют отгонкой непосредственно из реакционной колбы, при необходимости в вакууме, продолжая перегонку до тех пор, пока она идет без разложения; остаток в колбе экстрагируют. Осадок NaCl на дне колбы может значительно затруднить перегонку, поэтому рекомендуется, особенно при применении высококипящих углеводородов, после окончания реакции осторожно прибавлять спирт и потом воду до тех пор, пока весь непрореагировавший натрий не растворится. Органический слой промывают водой, высушивают н перегоняют.
Для удаления последних остатков галогенида перед последующим более тщательным фракционированием всегда прибавляют небольшое количество натрия.
н-Процилбензол [213] (по Фиттигу, модификация Вейганда). В круглодонную колбу с обратным холодильником и капельной воронкой помещают 44 г натрия, нарезанного тонкими листочками, и 300 мл сухого эфира, затем , смесь охлаждают до 0° С и приливают к ней в течение 5 мин охлажденную до 0° С смесь 100 г свежеперегнанного бромбензола (т. кип. 156—157° С) и 98 г м-пропилбромида (промытого раствором карбоната натрия, высушенного и свежеперегнанного; т. кип. 70—71° С) и после этого охлаждение прекращают. Реакция начинается через 45 мин и заканчивается через 3 ч, причем в случае необходимости колбу периодически охлаждают. Через сутки на водяной бане отгоняют эфир и затем продолжают перегонку на масляной бане. Сухой остаток несколько раз промывают декантацией отогнанным эфиром. Основное. количество продукта и эфирный экстракт перегоняют с колонкой Видмера. Выход к-пропилбензола 60 г (79% от теоретического, считая на н-пропилбромид); т. кип. 157—158° С. Дистиллят совершенно не содержит брома и поэтому перегонка его над натрием не нужна. Выход продукта не меняется, если после окончания реакции добавлять спирт и обрабатывать, как указано выше.
Таким же образом можно получить н-бутилбензол с выходом 65—70% изн-бутилбромида и бромбензола [214].Цетилбензол [215] был получен кипячением бромбензола и цетилбромида с натрием в течение 6 ч в отсутствие растворителя. Выход продукта 40% от теоретического.
Алкилгалогениды можно также заменять алкилсульфатами. Так, например, при взаимодействии 2-метнл-1-бромнафталина с литием в эфире с последующей обработкой полученного продукта диметилсульфатом получают 1,2-диметилнафталин с выходом 76% от теоретического [216].
В некоторых случаях при реакции Вюрца — Фиттига вместо образования С—С- связи происходит обмен галогена на металл [217, 218]. Например, Виттиг получил из фениллития и бензилбромида вместо дифеннлметана бромбенэол и дибеняил [219],
R. Fittig, Ann., 149, 324 (1869).
R. R. Read et al., Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 157.
J. P. W i b a u t, J. Overhoff, E. W. J о n к e r, Rec. trav. chim.,
62, 31 (1943).
P. A. P 1 a 11 n e r, A. Ronco, Helv. chim. acta, 27 , 400 (1944).
G. Wittig, U. Pockels, Ber., 72, 89 (1939).
R. G. J on es, Й. Gilman, Org. Reactions, 6, 339 (1951).
G. Wittig, H. Witt, Ber., 74, 1474 (1941).
а из фениллития и диметилового эфира 4-бромрезорцина — диметиловый эфир 4-литий- розорцина:
СНзОСНзООСНз+ LiC6H6 ВгОСНз+ LiC6H6 ВгСНзО^^^ОСНз
СНзО
СНзО
ОСНз
+ LiC6H6 Вг
ОСНз
+ LiC6H6 Вг
|Z II +СвН5Вг
^/\Li
Это обстоятельство, с другой стороны, может быть использовано для некоторых синтезов. Например, из о,o'-бис-бромметилдифенила и фениллития был получен 9,10-дигидрофенантрен с выходом 86% от теоретического [220].
Натрийорганические соединения, полученные из конденсированных ароматических соединений, таких, как нафталин или антрацен, взаимодействием с натрием в жидком аммиаке иди других средах, также реагируют с алифатическими галогенидами ]22i], особенно с изоамил- или изобутилхлоридом. При этом образуются двузамещенные углеводороды.
1,4-Диизобутилтцтралин. В 1 л жидкого аммиака растворяют 45 8 натрия, 30 г нафталина и 160 г изобутилхлорида. После испарения аммиака остаток исчерпывающе экстрагируют бензолом и при его фракционировании получают некоторое количество тетралниа, 10 г непрореагировавшего нафталина и 1,4-диизобутилтетралин (т. кип.. 170—175° С при 12 мм рт. ст.).
9,10-Динзоамил-9,10-дигидроантрацен. Встряхивают 60 г натрия с 200 г антрацена в 2 4 эфира в атмосфере азота в течение 48 ч. К полученному фиолетово-красному раствору осторожно прибавляют при охлаждении льдом и пропускании азота 239 г изоамилхлорида и после обесцвечивания раствора приливают по каплям воду для удаления избытка натрия. Затем отгоняют эфир, . а маслянистый остаток растворяют в небольшом количестве петролейного эфира. Через несколько дней отфильтровывают непрореагировавший антрацен, отгоняют петролейный эфир и остаток фракционируют в высоком вакууме. Вначале отгоняется антрацен, затем при 134— 138й С — диизоамилдигидро- антрацен в виде вязкой жидкости, из последних порций которой он частично выкристаллизовывается. Выход продукта 75% от теоретического.
Реакции ацетиленидов щелочных металловс галогенидами
При реакции ацетилена или алкилацетилена с щелочным металлом или его амидом в жидком аммиаке легко происходит непосредственное металлирование [222—225]. Взаимодействие полученных ацетиленидов с алкилгалогенидами или алкнл- сульфатами приводит к соответствующим алкил- или диалкилацетиленам:
HC=CNa + R'X —> HteC-R'
R-G=CNa + R'X —► R—С=С—R'
При использовании алкилбромидов моноалкилацетилены [226, 230] получают с 70—90%-ным выходом, а диалкилацетнлены [225] — с выходом 30—70%. прячем выход снижается с ростом цепи алкилбромида. Алкилсульфаты [227] и алкилсульфонаты [228] дают моно- или диалкилацетилепы с 60—85%-ным выходом.
D. м. Hall, М. S. Lesslie, Е. Е. Turner, J. Chern. Soc., 1950, 711. [221 G. Hugel, M. Lerer, C. r., 195, 249 (1932).
] O. Neunhoeffer, V. Georgi, Bor., 92, 649 (1957).
] O. Neunhoeffer, V. Georgi, Ber., 92, 791 (1959).
] T. L. Jacobs, Synthese von Acetylenen, Org. Reactions, 5, 1, 25 (1949).
K.N.C a m p b e I I,M.J.O’C onnor, J. Am. Chem. Soc.,61, 2897(1939).
K.N.Campbell,В.K.Campbell, Org. Synth., 30,15 (1950).
T. F, Rutledge, J. Org. Chem., 24, 840 (1959).
A.L.К г a n z f e I de r,F.J. Sowa, J. Am. Chem. Soc.,59. 1490(1937).
M.S.Newman, J.H.Wо t i z, J. Am. Chem. Soc., 71,1292 (1949).
A. L. Henne, K. W. Greenlee, J. Am. Chem. Soc., 67, 484 (1945).
Ацетиленид натрия [223] (см. также [222]). В трохгорлый сосуд с мешалкой КПГ и барботером, помещенный в сосуд Дьюара с охлаждающей смесью из метилового спирта и сухого льда, конденсируют 200 .мл аммиака и насыщают его при —70° С чистым ацетиленом. Затем при дальнейшем пропускании ацетилена прибавляют большими порциями 6 г натрия. Получают суспензию ацетиленида натрия, которую, как правило, можно применяв для дальнейших превращений без выделения ацетиленида.
6-Хлоргексин-1 [229]. К смеси 5 модъ ацетиленида натрия и 3 л жидкого аммиака прибавляют в течение 4 ч 858 г (5 мол^ тетраметиленхлорбромида и прп перемешивании «кипятят» в течение 7 ч с обратным холодильником. После испарения основного количества аммиака (8 ч) медленно прибавляют 2 л воды. Органический слой разбавляют эфиром, промывают разбавленной кислотой и водой, сушат и перегоняют. Выход продукта 430 г (74% от теоретического); т. кип. 143—144° С.
При реакции ацетиленидов с эфиром хлормуравьиной кислоты образуются эфиры |етоленкарбоновых кислот [231]:
R—C=CNa-LC]COOR' —► R—CsC—COOR'
Отщепление галогена другими металлами
Открепление галогена магнием
Получение углеводородов при помощи синтеза Гриньяра (стр. 643)
RMgX + R'X —*- R — R'- MgX2 лесообразно проводить только в некоторых случаях, прежде всего для введения не- сыщенных боковых цепей в ароматические углеводороды, например при реакции илмагнийгялогеиида с аллилгалогенидом. Эта реакция экзотермична и протекает гстро уже при комнатной температуре. Однако аллилхлорид рекомендуется медленно, каплям, прибавлять к раствору реактива Гриньяра при температуре около 0° С [ЛЯ доведения реакции до конца смесь нагревать непродолжительное время. Следует еть в виду, что аллплбензол под действием щелочей переходиi в проценилбензол.
Аллилбепзол получают по мроппси Хершберга [232]. переработанной едерском.
Аллилбензол. Из 50,3 г магния, 324 г бромбензола и 800 мл эфира получают раствор фецилмагнийбромида. К этому раствору при охлаждении ледяной водой прибавляют по каплям в течение 1,5 ч смесь 250 г аллилбромида с 300 мл эфира. Затем смесь кипятят 2 ч на водяпом бане, охлаждают колбу, содержащую два слоя, ледяной водой и прибавляют по каплям 500 мд воды. Фазы разделяют, водный слой два раза экстрагируют эфиром, объединенные эфирные вытяжки сушат пад Na,S04 и после отгонки эфира перегоняют над натрием. Выход углеводорода 213 г (87% от теоретического); т. кип. 150—170° С. Выход чистого аллилбенэола после фракционирования с колонкой Видмера над натрием 15,3 г [62Л% от теоретического)'; т. кип. 158—160° С.
Аллилбензол можно получать также с выходом 85% от теоретического, используя вместо аллилбромида в реакции с фенилмагнпйбромидом диаллиловый эфир [233].
Этот метод пригоден не только для введения олефиновых боковых цепей в аро- гические соединения. Алифатические соединения Гриньяра реагируют с р,у-ненасы- нными алкилгалогенидами с образованием олефинов. В качестве растворителя для (ктина Гриньяра в этом случае рекомендуется дибутиловый эфир [234]. Так, напри-
51JCh. М о и г еи, R.D е I an g е, С. г.. 136, 552 (196.3).
Е. В. П е г sh Ь е гg,Helv. cliim. acta, 17. Зз2 (1934).
J. Am. Chern,J. Am. Chern,A. L ti 11 г in g h аи s♦otal., Ann., 557, 46 (1947).
J. Am. Chern,
J. Am. Chern,
Cb. D. II u гd, G.II.G оо d у e a r, A. R. G olds by,
Soc., 58, 235 (19.36).
мер, получают 1-пентен из этплмагнийбромида и аллилбромида (выход 54% от теоретического). Из аллилбромида и магния можно получить с 55—65%-ным выходом диаллил (гексадпон-),5) [235].
В ату реакцию вступают также «^-ненасыщенные алкилгалогспиды. Например, фенилмш ннйбромид с 1-бромпропсном-1 в присутствии хлорида кобальта дает пропе- нилбенэол с 51%-ным выходом [236], а с дихлорацетиленом — 1-фенил-2-хлорацетилен с 70%-ным выходом [237].
Ацетиленовые углеводороды образуются также с хорошими выходами из реактива Гриньяра п замещенного пропаргилгалогенида R—С^С—СН2Х [238].
Возможность получения насыщенных углеводородов реакцией магнийоргаипче- ских соединений с алкилгалогенидами используют лишь в отдельных случаях, так как реакция редко протекает с хорошим выходом.
м-Амилбензол [239]. Раствор бепзилмагнийхлорида, приготовленный из 24,3 г магния, 126,5 г бепзилхлорида и 500 мл эфира, нагревают в течение 15 мин до кипения и потом охлаждают. К нему в течение 2 ч приливают раствор 456 г бутилового эфира n-толуолсульфокислоты в двойном объеме эфира с такой скоростью, чтобы эфир все время умеренно кипел. Нс охлаждая, смесь перемешивают еще 2 ч, выливают полученную густую массу на лсд, прибавляют около 125 мл концентрированной НС1 и растворяют n-толуолсульфонат магния в 2 л воды. Затем эфирный слой отделяют, из водного слоя углеводород экстрагируют 200 мл эфира. Объединенные эфирные растворы промывают 100 мл воды и сушат, встряхивая с 10 г К2СО3. После фильтрования отгоняют эфир на водяной бане и остаток кипятят около 2 ч с 5 г свежопарезанного натрия (при этом связывается бензиловый спирт, образовавшийся в результате частичного окисления кислородом воздуха бензилмагнийхлорида). Жидкость, декантированную с натрия, перегоняют на эффективной колонке. Выход «-амилбен- зола 74—88 г (50—60% от теоретического); т. кип. 198—202° С (основное количество перегоняется при 199—201° С). z
Удлинение углеродной цепи галогенида (RX) па три СН2-группы рекомендуется осуществлять взаимодействием полученного из него магнийоргапическбго соединения (RMgX) с З-хлорпропил-л-толуолсульфонатом (выход 50—60% от теоретического) [240]:
RMgX-]-TsO(CII2)8Cl —> В(СН2)зС1 + XMgOTs
Аналогичная реакция протекает, например, с Р-хлорэтил-л-толуолсульфонатом (выход 71% от теоретического) [241].
Подобно эфирам сульфоновых кислот реагируют с арил-или бензилмагнийгало- гспидами диалкилсульфаты. При этом получаются соответствующие алкилароматиче- ские соединения [242, 243].
Точно так же как синтез Вюрца дает обычно отрицательные результаты с третичными алкилгалогенидами, так и метод Гриньяра при получении высокоразвствлен- ных парафиновых углеводородов не дает удовлетворительных выходов. Описан синтез }ексаметплэтана из mpem-бутилхлорида и магния [244, 245]. Однако конденсация
A. Turk, Т]. С h a n a n, Org. Synth., 27, 7 (1947).
М.S. Kharasch, С.F. Fuchs,J. Am. Chem. Soc.,65, 504 (1943).
E.О t t, W. В о s s a ] Ic r, Ber., 76.88 (1943).
K,N. Campbell, L.T. E b y, J.Am. Chem.Soc.. 62,1798 (1940).
II.Gilman, L. L.H e c k, J.Am. Chem.Soc., 50, 2223 (19^8); Org.
Synth.. Coll. v. 1, p. 47.
S. S. Rossau de г, C. S. Marvel, J. Am. Chem. Soc., 50, 1491 (1928);
J. ГГ a r m о n, C. S. Marvel, J. Am. Chem. Soc., 54, 2515 (1932).
F. F. BJicke, F. Leonard, J. Am. Chem. Soc.. 68, 1934 ([946). '
H. Gilman, R. E. Hoyle, J. Am. Chem. Soc., 44, 2621 (1922).
С. E. Boord et al.. Ind. Eng. Chem., 41, 609, 613 (1919).
F. C. Whitmore et al., J. Am. Chem. Soc., 55, 3807, 1561 (1933).
[245[ G. С a I i к g a e r t et aL, J. Am. Chem. Soc., 66, 1389 (1944).
соединений Гриньяра, полученных на основе третичных алкилгалогелидов или гало- генароматических соединений, может осуществляться [246] под действием CuBr2 или AgBr:
2RMgBr + 2AgBr —► R—R+2MgBr2 + 2Ag
1,1'-Динафтил [247]. Смесь 2,4 г (0,1 молъ^ магниевой стружки, 18 мл сухого эфира, 20,7 в (0,1 моль) а-бромнафталина и один кристалл иода умеренно нагревают на водяной бане до начала реакции (около 30 мим) и затем баню отставляют. Выпадающий вскоре осадок растворяют прибавлением 25 мл сухого бензола, высушенного над натрием. Нагревание продолжают до тех пор, пока не израсходуется основное количество магния. Раствор а-нафтил- магнийбромида при охлаждении и отсутствии влаги приливают в суспензию 13,5 г (0,1 моль) безводного СиС12 в 50 мл эфира. Реакционную смесь нагревают 1 ч с обратным холодильником и потом встряхивают с водой и разбавленной НС1 до растворения хлорида меди. Органический слой отделяют и промывают разбавленной НС1, разбавленным NH3 и водой. После сушки, над СаС12 эфир отгоняют. Выход 1,1'-динафтила 10 г (80% от теоретического); т. пл. 154° С. Соединения Гриньяра гладко взаимодействуют с а-алкоксиалкилгалогенидами (а-галогенэфирами). При этом в большинстве случаев с хорошими выходами получаются разветвленные эфиры [248, 249]:
RO-CHCl-R'f R"MgX —*- RO-CH< \r-•
В случае а,|3-дигалогенэфиров в реакцию вступает только ct-атом галогена. Образующиеся Р-галогензамещенные эфиры служат промежуточными продуктами для протекающего с хорошими выходами синтеза а-олефинов [249]:
RMgX-i Вт—CH—СН2Вг —> R-CH-CH2Br -5н^^ R-CH=CH2
OR'OR'
Циклические галогенэфиры также реагируют с магнийорганическими соединениями. Из смеси 2,3-дихлортетрагидропирана и пропилмагнилбромида получают З-хлор-2-пропилтетрагидропиран с выходом 73% от теоретического [250]. Соединения такой структуры при взаимодействии с натрием расщепляются с образованием соответствующих ненасыщенных спиртов [250, 251]:-
/\/С1/\
! JI I иосн2снгсн2сн-снн
ОNab
В качестве примера ниже приведена реакция дихлортетрагидропирана с пропил- магннйбромидом [250].
J.В.Conant,А.Н.Blatt, J.Am. Chern. Soc., 50, 551 (1928);
J. H.Gardner,P.Bergstrom,J. Am. Chem. Soc., 51, 3377 (1929).
E. Sakellarios, Th. Kyrimis, Ber., 57, 322 (1924); J. L. H am оn e t, Bull. Soc.chim.France [4], 3, 254 (1908); C. r., 138, 813 (1904).
H.1.Watermanetal., Rec. trav.chim., 58, 437 (1937); C. D. Hurd,
M. A. Pollack, J. Am. Chem. Soc., 60, 1905 (1938); L. Malm, L. Sum- m e г s, J. Am. Chem. Soc., 73, 362 (1951).
L. C. S w a 1 1 e n, С. E. В о о r d, J. Am. Chem. Soc., 52. 651 (1930); H. B. Dykstra, J. F. Lewis, С. E. В о о r d, J. Am. Chem. Soc., 52, 3396 (1930); В. H. Shoemaker, С. E. В о о г d, J. Am. Chem. Soc., 53, 1505 (1931).
M. Jacobson, J. Am. Chem. Soc., 72, 1489 (1950).
L. С г о m b i 6, S. H. 11 a r p e r, J. Chem. Soc., 1950, 1707. 1714; R. С. В r a nd о n, J. M. D e r f e г, С. E. В о о r d, J. Am. Chem. Soc., 72, '2120 (1950).
3-Хлор-2-н-пропилтетрагидро1шрав. К эфирному раствору и-проц ма!нийбромида, полученного из 600 г (4,96 жаль) сухого свежеперегнана н-цропилбромида и 127 а (5,22 моль) магниевой стружки, в трехгорлой ко емкостью 5 л, снабженной обратным холодильником с хлоркальциевой' тр кой, мешалкой и капельной воронкой, прибавляют по каплям при перемета нип 482 г (3,11 моль) 2,3-дпхлортетрагидроиирана в 1 л безводного эф» с такой скоростью, цтобы раствор умеренно кипел (при необходимости реакци ную массу охлаждают в бане со льдом). Смесь постепенно густеет и приобрет серую окраску, так что для облегчения перемешивания периодически необ димо добавлять эфир. После окончания прибавления 2.3-дихлортетрагид пирана (4,5 ч) смесь охлаждают льдом и осторожно гидролизуют смесью Л] и соляной кислоты (1 : 1). Эфирный слой отделяют, промывают водой и суп иад Na2SOj. После отгонки эфира и фракционирования остатка в ваку; получают 367,6 г (73% от теоретического) бесцветной жидкости с мятным за. хом; т. кип. 72—80° С (13 мм рт. ст.), п^ 1,4550.
Гриньяровские соединения ацетиленового ряда мощно получить взаимодействв этилмагнийбромида с ацетиленом, алкил- или арилацетиленами. Эти соединения мож гладко алкилировать алкилгалогенидами, алкилсульфатами или алкилсульфоната [224, 252; 253, 254]:
R-CaCH сД?щ6Х* R-CsC-MgX B,SO1» R_C=C-B'
1-Фенил-2-бснзилацетилен [252, 253]. Эфирный раствор фенилэтинп магнийбромида получают кипячением с обратным холодильником 63 г (0,6 мо* фенилацетилена с незначительным избытком этилмагнийбромида (в приблиа тельно молярном растворе). Этот раствор в течение 2,5 ч прибавляют по капл^ при перемешивании к умеренно кипящему раствору 330 г (1,25 лоль) бенза n-толуолсульфоната в 900 мл абсолютного эфира. Затем смесь кипятят 6 с обратным холодильником и гидролизуют разбавленной охлажденной НС Эфирный слой промывают водой, карбонатом натрия и опять водой. Пос. удаления эфира маслянистый остаток обрабатывают 15%-ным раствором КО и потом перегоняют с водяным паром, дистиллят, содержащий бензилброиз и бензиловый спирт, отбрасывают. Маслянистый остаток извлекают эфире» тщательно промывают водой, сушат над безводным карбонатом калия и пер гоняют в токе азота. Выход продукта 84 г (72% от теоретического); т. ка: 150—160° С (4 мм рт. ст,). После второй перегонки получают светло-желту! сильно преломляющую свет жидкость с т. кип. 128—129° С (1 — 2 мм рт. ст. d^ = 1,0273, п^ 1,5946.
Отщепление галогена серебром и медью
Синтезы Вюрца и Вюрца — Фиттига основаны, как известно, па конденсацП алкил- или арилгалогедидов в углеводороды под действием металлического натри (стр. 742). Однако применение натрия невозможно, если галогенид содержит еще ода функциональную группу, способную реагировать с натрием. В этом случае вместо Hq трия используют другие металлы, которые индифферентны по отношению к соответствj ющим функциональным группам.
В алифатическом ряду для отщепления галогенов пригодно так называемс молекулярное серебро [258]. Таким образом получены, например, адипиновая кИслох
J. В. J ohnson, А. М. S с h w а г t z, Т. L. J а с о b s, J. Am. Chen: Soc., 60, 1882 (1938).
J, R. J ohnson, T. L. J а с о b s, A. M. Schwartz, J." Am. Chen: Soc.. 60, 1885 (1938).
Ю. Нью лэнд, P. Фогт, Химия ацетилена, пер. с англ., Издатиилих 1947; Т. L. J а с о b s, S. Singer,}. Org. Chern., 17, 475 (1952).
Г258] М. Gomberg, L. II. Cone, Вег., 39, 3274 (1906).
и.> р-иоцпропиоисвий кислоты [255], эфир 1.2-димст11ляптарпол кислоты из эфира т.-бромпрошюновой кислоты [256], производные янтарной кислоты, содержащие внешне алкилы [257]. Цо синтезы с помощью молекулярного серебра н настоящее время представляют лишь исторический интерес, так как эти вещества лучше получать при помощи малонового эфира или сложпоэфирной конденсацией.
В ароматическом ряду в качестве отщепляющего галоген сродства применяется медь. Таким способом получили фенидуксусный эфир взаимодействием бромбензола и эфира хлоруксусной кислоты [259].
Позднее [260] разработан метод синтеза диарилов из 2 -ноль арплгалогенида л меди в качестве отщепляющего галоген средства [281]. Лучше всего с медью реагируют иодиды. Хлориды вступают в реакцию только тогда, когда заместители, такие, как бензоил- [262] или нптрогруппа. ослабляют связь галогена с ядром. Например, •о,о'-динитродифенил легко получается из о-хлорнитробензола [263]. С другой стороны, реакция соединений, содержащих особо активные атомы галогена, может протекать со взрывом; в этих случаях взаимодействие необходимо проводить в инертной среде (разбавитель) [263]. В качестве примера приведено получение о,о'-динитроднфепила [263, 264].
о.о'-Динитродифенил. Смесь 30 г о-хлорнитробензола с 50 г сухого песка нагревают до 200—210"' С и медленно прибавляют при перемешивании термометром 30 г порошка меди. Температура при этом не должна превышать 250s С. После прибавления каждой порции меди необходимо выждать, пока температура не снизится до 220° С. Когда вся медь прибавлена, смесь нагревают еще 30 .чип при 240—245° С. охлаждают, исчерпывающе экстрагируют бензолом п упаривают экстракт. Выход 2,2'-динитродпфенила 60% от теоретического: т- пл. 124° С.
Отщепление галогена цинком
В некоторых особых случаях в качестве га-чогенотщепляющего сродсыш при •реакции Вюрца может применяться цинк [265]. Он особенно пригоден для синтеза алициклических соединений с малыми циклами, например циклопропанов из 1,3-дигяло- геппроизводных [266].
1,1-Диметилциклопропан [266]. В трехгорлую колбу емкостью 2 л, снабженную капельной воронкой, мешалкой с обратным холодильником (соединенным с приемником, охлаждаемым смесью ацетона и сухого льда), помещают 900 .4.1 95%-ного спирта, 90 мл дистиллированной воды и 628 г (9.6 .чоль) цинковой пыли (смесь сильно перемешивают, чтобы препятствовать спеканию цинка). Затем смесь нагревают до умеренного кипения и прибавляют ио каплям 562 г (2,4 моль) 1,3-дибром-2,2-димотилпропана, после чего продолжают нагревание и перемешивание в течение 24 ч. Основное количество углеводорода собирается в приемнике. Остатки 1,1-диметилциклопропана отгоняют (с небольшим количеством спирта) и приемник. Технический продукт (162 г) промывают ледяной водой и сушат. Для дальнейшей очистки его перегоняют с охлаждаемой колонкой; т. кип. продукта 19,9—20,6J С (подробнее см. [266]).
W. Wislicenus, Лии.. 149, 220 (1869).
С. Hell, М. Hothberg, Вег., 22, 60 (1889).
[25 7] D. В. Jones, J. Am. Chem. Soc., 37, 586 (1915).
[259 Th. Zinke, Вег., 2. 738 (1869).
F. U 1 1 m a nn, G. M. M eyer, O. Loewenthal, E. G i 1 1 i, Ann., .332, 38 (1904).
[2GIJ Литературный обзор по реакции Ульмана, Р. Е. Fanta. Chem. Rev., 38, 139 (1946).
Е. М it 11 о г. Е. Hertel, Ann., 555, 157 (1944).
F. Ullmann, J. Bielecki, Ber., 34. 2174 (1901).
R. C. Fuson, E. A. Cleveland, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955. p. 339.
M. Gomberg, Ber., 33. 3150 (1900).
F. C. Whit in о rt> et al., J. Am. Chem. Soc., 63, 124 (1941): R. W. S h о r- l r i cl g e et al., J. Am. Chem. Soc., 70, 946 (1948).
Препаративный интерес представляет применение цинка в реакции Реформатского [267] — взаимодействие а-галогенэфпроп с карбонильными соединениями [268]. Эта реакция родственна синтезам Гриньяра.
QZnBrОН
к—со—СПз l-Zn+BrCH2OOOC2H5 — R — с—св2соог2ть —► в—с—сн2соос.2н6
СН3СНз
Образующиеся вначале пз цинка и а-бромэфпра металлоорганические соединения нестабильны, поэтому реакцию проводят сра sy в присутствии карбонильного- соединения. Па первой стадии образуется эфир Р-оксикислоты, который часто уже- самопроизвольно переходит с отщеплением водорода в а,р-ненасьпценный эфир.
При взаимодействии а-бромэфира с кетоном получаются соединения типа I, с альдегидами — типа П, а эфиры замещенных а-бромкнелот с кетонами дают соединения типа III {269]:
R' R' R"
В—С —СН—СООСгЩ П-СН=СН—СООС31Т6 В-С-С-СООС2Н5
Реакцию Реформатского лучше всего проводить при 90—105е С. Цинк можно- применять а виде фольги, поверхность которой обработана наждачной бумагой. Некоторые авторы предлатают использовать гранулированный цинк, активи руя его соляной кислотой [270] или нагреванием в круглодонной колбе с 0,1% пода до тех пор, пока поверхность цинка не потеряет металлический блеск [271]: рекомендуют также цинк амальгамировать * [272] или погружать в раствор сульфата меди для омеднения поверхности. Если вместо эфира бромуксуспой кислоты применяют более дешевый эфир хлоруксусной кислоты, то рекомендуется промотировать реакцию добавлением небольшого количества порошкообразной меди [273].
В качестве примера приведены синтезы этиловою эфира р-окси-р-фенил- пропионовой кислоты [274] и этилового эфира 1-оксицпклогег;сплуксУсной кислоты 1268, 275].
Этиловый эфир р-окси-Р-феннлпропионовой кислоты. В трехгорлую- колбу емкостью 500 мл, снабженную мешалкоп, капельной воронкой и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, помещают 40 г (0,82 лоль) очищенной цинковой пыли или гранулированного цинка. К цинку прибавляют 15 мл раствора, приготовленного пз 83,5 г (0,5 .чоль) этилбромацетата, 85 г (0,61 лоль) бепзалг.дегида в 80 мл сухого бензола н 20 мл абсолютного эфира, и нагревают колбу до начала реакции. Смесь начинают перемешивать и постепенно прибавляют оставшийся раствор так. чтобы смесь умеренно кипела (около- 1 «), затем кипятят еще 0,5 ч. охлаждают колбу в ледяной бане и ее содержимое выливают при энергичном перемешивании в 300 мл охлажденной льдом 10%-ной
H2SO4. Бензольный раствор промывают дважды 50 мл охлажденной 5%-ной HoSOd, один раз 25 мл охлажденного 10%-ного раствора NagCOg, потом 25 мл охлажденной 5%-ной H2SO4 и, наконец, дважды промывают водой (по 25 мл). Объединенные кислотные экстракты встряхивают два раза с 50 мл эфира, объединяют эфирные вытяжки с бензольным раствором и сушат смесь над 5 г безводного сульфата магния или над перхлоратом магния. После отгонки растворителя остаток фракционируют в вакууме. Выход этилового эфира р-окси- 6-фенялпропионовой кислоты 59—62 г (61—64% от теоретического); т. кип. 151—154® С (11—12 мм pm. cm.) или 128—132° С (5—7 ям pm. cm.).
Этиловый эфир 1-оксициклогексилуксусной кислоты. Смешивают 800 мл бензола и 700 мл толуола с 334 а (2 моль) этилбромацетата и 196 г (2 моль) циклогексанона. В трехгорлую колбу емкостью 5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и капельной воронкой, помещают 300 мл полученного раствора и прибавляют 130 г (2 моль) цинковой tольги, зачищенной наждачной бумагой и нарезанной полосками. Затем при- авляют несколько кристалликов иода и нагревают при перемешивании на кипящей водяной бане. При этом начинается бурная реакция. Оставшуюся часть раствора прибавляют по каплям с такой скоростью, чтобы кипение продолжалось, после чего перемешивают в течение 2 ч. Цинк растворяется почти полностью. Смесь охлаждают и обрабатывают разбавленной H2SO4. Бензол-толуольный слой сушат над Na3SO4 и перегоняют в вакууме. Выход этилового эфира 1-оксициклогексилуксусной кислоты 219—278 г (56—71% от теоретического); т. кип. 86—89° С (2 мм pm. cm.).
Таким же образом можно получать этиловый эфир р-окси-р-фенил-р-ме- тилпропионовой кислоты из ацетофенона, бромуксусиого эфира и цинка [276].
В большинстве случаев при помощи реакции Реформатского получают эфиры акриловой, а не p-оксипропионовой кислоты. Если ненасыщенные соединения в процессе синтеза сами не образуются, проводят дегидратацию эфиров оксикпслот методом, описанным на стр. 675- Для этой цели часто бывает не обязательно выделять эфиры оксикислот в чистом виде. Продукт реакции непосредственно нагревают с хлор- •окисью фосфора или перегоняют над пятиокисью фосфора.
Эфир р-метнлкоричной кислоты [277]. К продукту реакции, полученному из 72 г ацетофенона, 100 г эфира бромуксусной кислоты, 250 г бензола и 41 г цинковой стружки, после отгонки бензола прибавляют 20 капель хлорокиси фосфора. Эфир p-метилкоричной кислоты отгоняют в интервале 155—165°С (28 мм pm. cm.); выход 80 г.
Низкие выходы продуктов, часто наблюдаемые- при реакции Реформатского, -объясняются протеканием побочных реакций. Например, основная соль цинка может вызвать альдольную конденсацию альдегидов. Возможно также взаимодействие 2 моль -эфира а-бромклслоты под действием цинка с образованием эфиров янтарной кислоты. Рекомендации для уменьшения доли побочных реакций см. [278].
Вместо а-бромэфйров можно применять также другие галогениды. Например, при взаимодействии пропаргилгалогенида с различными карбонильными соединениями с хорошими выходами образуются ^.у-ацетиленкарбинолы [279]:
ОН
R—С—СН2—С=СН
I
R'
8.Lindenbaum, Вег., 50. 1270 (1917).
^277]R.Stoermer, F. Grimm, Е. La age,Вег.,50,959(1917).
D.L i р k i n, T. D. Stewart, J. Am. Chem.Soc.,61,3295(1939).
[279H.В. H e n b*e s t, E. R. H. J 0 n e s, I. M. S. W a11 s, J.Chem. Soc.,
1949, 2696.
При использовании в качестве карбонильной компоненты эфиров ортомуравьд ной кислоты можно получать ацетали альдегидных производных малонового эфир, с выходом 44—58% {280]:
СООС2Н5
R—С—СП(ОСзН6Ц
<!оосгн6
Реакцию Реформатского применяют при синтезах различных важных природ вых соединений, папример фитола (281], полиепов [282], витамина А (из Р-ионняиден ацетальдегида) [283].
Отщепление галогена алкоголятами, амидамии гидридами щелочных металлов и другими основаниями
Эфиры rx-глициднои кислоты.
Получение эфиров глицидной кислоты * по Дарзану—Клайзену [284, 285] протекает по схеме [286]:
ArCnO4-ClCH2COOC2H5 + C2H5ONa'—> АгСН-СНСООС2П5 + ХаС1-г-С2Н6ОН
Реакцию можно проводить с сухим этилатом без растворителя, а также с амидом натрия в эфире или других растворителях.
Реакцию следует проводить при полном отсутствии воды и в определенных случаях в атмосфере инертного газа. Целесообразно применять на 1 лоль карбонильного соединения 1,6 моль эфира хлоркислоты и 1,6 моль алкоголята [286]. Начальная температура реакции должна быть низкой (до —80° С) [287], а для завершения процесса реакционную массу короткое время нагревают на водяной бане. Реакционную смесь обрабатывают разбавленной соляной кислотой и, фракционируют в вакууме.
Вместо ароматических альдегидов можно с успехом применять алифатические альдегиды или ароматические ксюны, однако алифатические альдегиды дают очень низкие выходы продуктов реакции. Вместо эфиров а-хлоруксусной кислоты могут найти применение эфиры других а-хлоркислот.
Изучена также реакция ароматических галогепкетонов с ароматическими аль- дсгидами. Например, при взаимодействии со-бромацстофенопа с «-нитробензальдегидом; с 88%-ным выходом получается а-(п-нитрофенил)-р-бензоилэтиленоксид [288]:
O3N -^^-СН-СН-СО-^^.
О
В качестве примера следует привести две прописи [289, 290].
* Обзор, см. «Органические реакции», сб. 5, Издатинлит, 1951, стр. 319.—• Прим. ред.
N. С. D сп о, J. Аш. Chern. Soc., 69, 2233 (1947).
F. G. Fischer, Ann., 475, 183 (1929).
R. Kuhn, M. Hoffer, Ber., 65, 651 (1932).
P. Karr er et al., Helv. chim. acta, 15, 883 (1932).
|284] G. Darzens, C. r., 139, 1214 (1904).
L. Claisen, Ber., 38, 693, 699 (1905).
Обзорная статья M. S. Newman, В. J. Magerlein, Org. Reactions, 5, 413 (1949).
W.A.Y a т n a 1 1,E. S. W a 1 1 i s, J. Org. Chern., 4,270 (1939).
H,H.Wasserman N. E. A u b rey, J. Am. Chern.Soc., 77, 590(1955).
C.F. H. A 1 1 e n,J. v a n Allan, Org. Synth., Coll.v. 3, .1955,p. 727.
R.H.Hun t, L.J. Chinn, W. S. Johnson, Org. Synth., 34, 54(1954).
48 заказ 1835.
Эфир феннлметилглициднон кислоты. К смеси 120 г (118,5 лм, 1 моль) ацетофенона, 123 г (109 мл, 1 моль) этилхлорацетата и 200 мл сухого бензола, находящейся в трехгорлой колбе емкостью 1 л с мешалкой и термометром для низких температур, прибавляют в течение 2 ч 47,2 г (1,2 .моль) тонко растертого амида натрия. Температуру посредством внешнего охлаждения поддерживают в интервале 15—20° С. После добавления амида патрия смесь перемешивают в течение 2 ч при комнатной температуре п затем, встряхивая, выливают на 700 а раздробленного льда. Органический слой отделяют, а водный встряхивают один раз с 200 мл бензола. Объединенные бензольные растворы сушат над 25 г NanSO4, после отгонки растворителя фракционируют остаток в вакууме. Продукт при первой перегонке имеет т. кип. 107 —113° С (3 л.м рт. ст.), а после второй перегонки 111 — 114° С (3 мм рт. ст.). Выход продукта 128—132 г (62—64% от теоретического).
Этиловым эфир р,р-пентаметиленглмцидной кислоты. Реакцию проводят в трехгорлой колбе емкостью 500 мл, снабженной мешалкой, термометром и капельной воронкой с противодавлением. Верхняя часть капельной воронки соединена с системой для создания вакуума ** и введения азота. Аппаратуру- сугпат в вакууме, обогревая пламенем. В колбу помещают 14,5 е (0,148 моль) свежепсрегпанпого циклогексанона и 18,15 г (0,148 моль) свсжеперегнанного- этилхлорацстата. В капельную воронку помещают раствор трет-бутилата калия, полученный из 6 а (0,153 .моль) калия и 125 мл сухого mpem-бутилового спирта, систему вакуумируют и заполняют азотом. Колбу охлаждают льдом и при перемешивании прибавляют по каплям в течение 1,5 ч раствор третбутилата калия, поддерживая температуру смеси 10—15° С. Затем смесь перемешивают еще 1 —1,5 ч при 10° С. Основное количество mpem-бутилового спирта удаляют в вакууме водоструйного пасоса при температуре бани около 100° С. Маслянистый остаток переносят в эфир, промывают водой и насыщенным раствором NaCl и сушат над Na2SO4. Остаток, образующийся после отгонки эфира, перегоняют с колонкой Вигре. Выход бесцветного продукта 22,5—26 г (83— 95% от теоретического); т. кип. 134—137° С (21 мм рт. ст.), п^ 1,4568—1,4577. ‘
C-Алкилирование и С-ацилирование соединений с подвижным атомом водорода
Алкилирование или ацилирование малонового эфира, ацетоуксусного эфира ■ или других соединений, метиленовые группы которых активированы сильными электро- аоакцепторными групиами, часто используется в препаративных целях для синтеза • Золыпого числа промежуточных соединений, применяемых для различных дальней- них превращений:
,RHal+CHsX2 -§§шГ* НСНХ,
RHal + BCHX, -5.5™“ R2CX3
■ле X-CN, COR'. COOR'. NOa и т. д.
Алкилирование обычно проводят следующим образом. К раствору или суспензии 1атрисвого производного алкилируемого соединения при соответствующей температура (сбавляют алкилирующее средство, обычно алкилгалогецид, причем выделение^на- риевого производного в чистом виде по обязательно. Натриевое производное получают юаимодействием активных метиленовых соединений с натрием, гидридом или амидом сатрия в инертных растворителях, например в эфире; спиртовые растворы натриевого ‘ гроизводного получают взаимодействием метиленовых компонент с рассчитанным коли- есгвом раствора алкоголята натрия.'
Моноалкилировапие натриймалоповых эфиров первичными или некоторыми вто- >ичными алкилгалогенидами обычно протекает с выходом от 75 до 90% . Как правило,.
* Более простой и удачный метод разработан В.М. Родионовым и Т. С. Киселевой (Синтезы органических препаратов, сб. 2, Изд. АН СССР, 1952, стр. 58). — Прим, ред*
иа выход очень благоприятно влияет применение избытка малонового эфира [291]. При замещении второго водородного атома выходы в большинстве случаев снижаются. При моноалкилировании низшими алкилгалогенидами следует учитывать, что реакция обычно протекает с образованием диалкилированных продуктов 1292], отделение котц- рых представляет значительные трудности. Точно так же при одностадийном синтезе диалкилированных продуктов получаемые соединения всегда содержат в виде примесей моноалкильные производные [293]. Моноалкилированные продукты можно отделить кипячением в течение 2ч с 50%-ным раствором гидроокиси калия [294|, при этом омы- ляются только моноалкилпроизводные. Для алкилирования малонового эфира применяют также диэтилсульфат [295], этиловый эфир [296] и другие эфиры п-толуол- сульфокислоты [297].
В качестве примера алкилирования алкилгалогенидами приведено получение эфира н-бутилмалоновой кислоты [601].
м-Бутилмалоновый эфир. Охлажденный раствор алкоголята натрия, полученный из 2,5 л абсолютного спирта и 115 з натрия, постепенно смешивают с 825 г малонового эфира (фракция, кипящая в интервале 5J С). Затем прибавляют - по каплям в течение 1 ч 685 г к-бутилбромида, охлаждая реакционную смесь, если необходимо. После этого смесь нагревают на водяной бане до нейтральной реакции на лакмус, обычно в течение 2—3 ч. Наконец, отгоняют на водяной бане 2 л спирта, остаток встряхивают с равным объемом воды, органический слой отделяют и перегоняют в вакууме, выделяя головную фракцию, которая содержит помимо других примесей пспророагировавший малоновый эфир. Выход н-бутилмалопового эфира 960—990 г (89—92% от теоретического); т. кип. 144—145° С (40 мм рт. ст.у
Для алкилирования эфиров р-кетокислот, а-цианокислот и малоновой кислоты рекомендуется добавлять алкилкарбонаты [298]. При таком методе работы раствор метиленового соединения в алкилкарбопате смешивают с соответствующим количеством •алкоголята натрия и отгоняют освобождающийся сиирт. Вследствие этого равновесие сдвигается в сторону образования натриевого производного соединения е активной метиленовой группой. При последующем алкилировании этого производного получают с хорошими выходами продукты алкилирования даже в тех случаях, когда другие методы дают неудовлетворительные результаты например при алкилировании моно- emop-алкилзамещенных малоновых эфиров. Дополнительным преимуществом этого способа является уменьшение возможности алкоголиза или отщепления карбоксильной группы, что наблюдается иногда при проведении реакции в среде чистого спирта. В качестве примера приводится алкилирование етар-бутилмалонового эфира [298].
Этил-етор-бутилмалоновый эфир. Получают алкоголят натрия растворением натрия в избытке спирта и упариванием в вакууме досуха. К образовавшейся твердой-массе прибавляют при охлаждении эквимолекулярное количество етор-бутилмалонового эфира и избыток диатилкарбопата (4—6 .моль) и перемешивают при комнатной температуре до растворения алкоголята. Затем полностью отгоняют спирт, используя колонку с электрическим обогревом (с головкой полной конденсации и контролируемым отбором дистиллята: внутренний диаметр колонки 13 мм, длина 44 см; колонка заполнена насадкой из стеклянных спиралей): отгонку заканчивают в вакууме. Затем колбу снабжают обратным холодильником, мешалкой и капельной воронкой и в течение 15—20 мин добавляют этилбромпд (избыток 10—15%). Потом температуру хорошо перемешиваемой смеси поднимают до 95—105° С и поддерживают на этом уровне до
J. В. Cohen et 'al., J. Chern. Soc., 1915, 887.
L. T. C. S с b c y. Rec. trav. chim., 16, 332 (1897).
E. Fischer, A. D i 1 t h e у, Ber., 35, 844 (1902).
J. F. Norris, H. F. Tucker, J. Am. Chern., Soc., 55, 4697 (1933).
D. H u г d, R. N. Jones, E. H. В 1 u n c k, J. Am. Chern. Soc., 57, 2033 (1935).
H. Peacock, P. T h a, J. Chern. Soc., 1928, 2303.'
W. В г a k e г, E. J. P r i b у 1. W. A. L о 11, J. Am. Chem. Soc., 69, 866 (1947). ,
H. W a 1 1 i n g f о г d, M. A. T h о г p с, A. H. H о m e у e r, J. Am. Chem. Soc., 64, 580 (1942).
полного превращения натриевого производного (около 54 ч). т. е. до отсутствия щелочной реакции среды по фенолфталеину. После охлаждения реакционную массу выливают в равный объем холодной воды, нейтрализуют уксусной кислотой и продукт экстрагируют изопропиловым эфиром. Эфирный раствор cvihat и перегоняют. Выход продукта 95% от теоретического; п. кип. 69—72° С (1 .и.« рт. ст.), п^ 1.4331.
Синтез а,<о-дикарбоновых кислот осуществляют взаимодействием а.со-полп- метилендибромида с избытком малонового эфира:,
Вг(СН2)„Вг —СЦ^ОО^Ь > (C2H5OOC)2CH(CIl2)„CH(COOC2HB)2 — ,
—> НООС(СН2)„+2СООН
Так, например, 1,12-додскандикарбоновая кислота получена из 1,10-дибромде- кана с 64%-пым выходом [299].
При реакции этилендибромида пли триметилендибромида с патриймалоновым эфиром прп избытке дибромида может происходить замыкание кольца с образованием производных циклопропана [300] или циклобутана [301]:
Br(CH,)„Br(^н,^ С(СООС,Н=)2
При помощи ацетиламиномалонового эфира можно синтезировать аминокислоты [302]. Так, из хлорметилтиофена и ацетиламиномалонового эфира в присутствии алко- голята натрия был получен тиенилметилацетиламипомалоновый эфир (выход 87%), который при кипячении с бромпстоводородпой кислотой переходит в р-тиепилаланив (выход 78%):
m +ИС^Ш1СОСЙ3/СООС2Н6
\Асн2С1 ХСООС2Н5 X-^CHt-C^-NUCOCHs —►
°Ь\СООС2Н5
^у/^СПз-СН-СООН
NH3
В аналогичных условиях протекает алкилирование алифатических [303] или жирно-ароматических [304] кетонов. При определенных обстоятельствах в этом случае могут замещаться все а-водородные атомы. Например, при взаимодействии ацетофенона с 3 лсолъ аллилбромида и mpem-амидатом нагрия образуется [305] триаллилацето- фепоп с выходом 70% . Метилирование ацетофепопа в присутствии гидроокиси калия проводилось Нефом [306]. Состав продуктов реакции при алкилировании кетонов иногда сильно зависит от температуры реакции [307]. В качестве конденсирующего средства особенно рекомендуется амид натрия [308]. Бензольный раствор кетона кипятят с обратным холодильником с рассчитанным количеством тонко измельченного
[299][300]1301][302](303[304[305[306[307[308[299][300]1301][302](303[304[305[306[307[308R. G. Jones, J. Am. Chern. Soc., 69, 2350 (1947).
[299]
[300]
1301]
[302]
(303
[304
[305
[306
[307
[308
[299]
[300]
1301]
[302]
(303
[304
[305
[306
[307
[308
A. W. D о x, L. Y о d e r, J. Am. Chern Soc., 43, 2097 (1921).
G. B. Heisig, F. H. S t о d о 1 a, Org. Synth.. 23, 16 (1943); A. W. D о x, L. Yoder, J. Am. Chern. Soc., 43, 680 (1921).
K. D i 11 m e r, W. Hert, J. S. C h a m b e r s, J. Biol. Chem., 166, 541 (1946).
I. N. N a s а г о w, Ber., 70, 594 (1937).
A. Haller, Bull. Soc. chim. France |4], 31, 1073 (1922).
G. V a v о n, J. С о n i a, C. r., 223, 157, 245 (1946).
J. U. Net, Ann., 310, 316 (1900).
G. Wash, B. Shi ve, H. L. Loch te, J. Am. Chem. Soc., 63, 2975 (1941), A. H a 1 1 er, E. В a u e r, C. r., 148, 70 (1909).
амида натрия до прекращения выделения аммиака. Дли моноалкилировапия испол uyioi |лк;ке изоиропплат натрия. Применение треш-амила!а натрия рекомендуете в тех случаях, когда с амидом натрия получаются плохие выходы [309J; иногда пр] меняют также гидрид натрия.
Дикетоны в эфирном растворе MOiyi непосредственно реагировать с натрие < [310, 3HJ; последующее алкилирование проводят и ацетоне пли диоксапе. В некоторь случаях, когда применение натрия дает отрицательные результаты, с успехом испол зуют калий [312].
Метилбензоплацетон |ЗЮ] (см. также [ЗИ]). Растворяют беиаоплацетс в шестикратном количестве сухого эфира и прибавляют рассчитанное колич ство натриевой проволоки. Таким образом получают рыхлый желтоваты порошок натриевого производного бензоилацетона. Для дальнейшего превр, щения [313] растворяют при нагревании 3 з высушенного над РгО& натри! бензоилацетона в 50 мл сухого ацетона, прибавляют 1,9 г метилиодида и вате нагревают смесь с обратным холодильником в течение 4 ч. После отгони ацетона остаток растворяют в эфире, встряхивают с водой, сушат и фракц] онируют. Выход метилбеизопдацетона 88% от теоретического; т. кип. 130' 134е С (11 .илт pm. cm.).
ООЦпклогексаидпон-1,3 можно легко проалкилнровать в положение 2. Гидролт получаемых алкилироизводных щелочью дает д-кетокарбоповые кислоты (см. обзе [314]).
О
О
ZR
-^Н-> НСН2СО(СН2)зСООН
^0
Алкилирование эфиров р-кетокислот проводят аналогично алкилированию кет< нм Конденсирующие средства, олисаппые для алкилирования котопов, дрнгодгг и в этом случае. Была исследована [315] возможность применения различных кондее спрующих средств; для введения вторичных алкильных групп в а-замещенный ацетс уксусный эфир особенно рекомендуется трет-бутилат калия, причем выходы достиге ют 80%.
О внутримолекулярном алкилировании ^-кето-ю-галотенэфиров до циклически Р-кетоэфиров см. [316].
ti\R/Х)С-СООС3Н6 —>с-соос.нR/ |R/ |NaК'ti\R/Х)С-СООС3Н6 —>с-соос.нR/ |R/ |NaК'В случае эфиров а.а-диалкилзамещоппых уксусных кислот третий алкильиы остаток можно ввести при помощи трифенилмотилпатрия или трифенилметилкали: с последующим взаимодействием полученного металлированного производного салки, галогенидом [317]:
ti\R/Х
)С-СООС3Н6 —>с-соос.н
R/ |R/ |
NaК'
ti\R/Х
)С-СООС3Н6 —>с-соос.н
R/ |R/ |
NaК'
(C6IJ6)3CNa Н >СН- СООС2Н5 R'
С выходами свыше 90% протекает алкилирование производных барбитурово кислоты [318], а эфиры циапуксусной кислоты алкилируются с выходами 60—78% Q теоретического [298].
М. J. С о n i a, Bull. Soc. chim. France [5], 17, 537 (1950).
E. Fischer, C. Bulow, Ber., 18, 2131 (1885).
,311] C.Weygand, J.prakt. Chern'. 12], 116, 293,297, 306(1927).
C.Weygand, С.В is c h о Г f, Ber.,61, 688(1928).
C. Weygand, H. F 0 r k e 1, Ber., 61, 687 (1928).
H.S t e t t e r, Angew.Chern. 67, 769(1955).
W.B. Renfrow,A.Rentrow, J.Am. Chern. Soc.,68,1801 (1946).
H. Hunsdiecker, Ber., 76, 142 (1943).
R. Levine, E. Baumgarten, C. R. Hauser, J. Am. Chem. Soc. 66, 1230 (1941) и более ранние работы.
О. Rosen, F. Sandberg, Acta Chem. Scand., 4, 675 (1950).
По описанному способу можно также алкилировать нитрилы [319, 320], содержащие в а-иоложевип атом водорода. Конденсирующим средством при атом обычно является амид натрия. Реакцию проводят в инертных растворителях (эфир, бензол) или я жидком аммиаке.
Циклогексилфснилацстопитрил [321 ]. Трехгорлую колбу емкостью 1 л с мешалкой, барботером и обратным холодильником, который соединен через колонку, заполненную патронной известью, с сосудом для абсорбции газа, тщательно высушивают и защищают от влаги воздуха. Колбу охлаждают смесью сухого льда и трихлорэтилена и конденсируют в ней 200 .ил безводного аммиака. Охлаждающую баню удаляют, газоподводящую трубку заменяют пробкой и добавляют около 0,2 г кристаллического гидрата нитрата железа. Затем быстро вносят маленький кусочек (около 5 ли) из предварительно взвешенной порции натрия (8,1 г, 0,35 лоль). Раствор перемешивают до исчезновения голубого окрашивания, затем небольшими порциями прибавляют остаток натрия, энергично перемешивая раствор. После того как голубая окраска раствора изменится па серую, реакционную массу взбалтывают, смывая частич- кп натрия, приставшие к стенкам колбы. Колбу вновь охлаждают в бане с сухим льдом и в течение 10 мин прибавляют из капельной воронки 41 г (0,35 лоль) бензилциапида. Затем охлаждающую байю удаляют, раствор перемешивают в течение 15 .чин, после чего прибавляют по каплям 200 ли высушенного над натрием и не содержащего серы толуола и 25 лд сухого эфира; аммиак при этом испаряется. Остаток аммиака удаляют нагреванием на водяной бане, причем большая часть эфира также выделяется через неохлаждаемып обратный холодильник. Па холодильник надевают новую осушительную трубку, опя,ть подставляют охлаждающую баню и к теплому раствору прибавляют 65,2 г (0,4 доль) сухого бромциклогексана в течение 20 лин. Так как реакция проходит с выделением тепла, необходимо охлаждение. Затем реакционную смесь в течение 2 ч кипятят с обратным холодильником па масляной бане, охлаждают и промывают 300 мл воды. Продукт из водного слоя дважды экстрагируют 50 мл бензола. Объединенный бензол-толуольный раствор промывают дважды 50 мд воды и перегоняют в вакууме. Выход а-циклогексилфонилацетопитрида 45—53 г (05—77% ог теоретического), т. кип. 174—176° С (13 мм рт. ст.), т. пл. 50—53.5° С. Нитрил можно перекристаллизовывать из пентана (потери 15%). После перекристаллизации т. пл. продукта 56—58° С.
Алициклические нитрилы можно получать внутримолекулярным алкилированием галогеннитрилов. Например, циклопропилцианид образуется из у-х.горбутиропи- трила с выходом 74—79% [322].
Алкилирование циклоиентадиена протекает аналогично алкилированию ацетоуксусного эфира, а эфир глутаконовоп кислоты (С2Н5ООССН —СНСНоСООС3Н8). который можно считать винилогом малонового эфира, реагирует подобно малоновому эфиру [323|.
Извесшо также алкилирование пиколинов в боковую цепь [324]. Для С-алкилироканпя в качестве конденсирующих средств подобно трифснилмстилнатрию (см. стр. 757) могут найти применение и литий органические соединения (чаще фенил- или бутяллитий), так как они в определенных случаях реагируют с активированной С—Н-связыо по типу металлирования. Например, при реакции диметилового эфира резорцина с фепиллитием легко образуется с 70%-ным выходом димстпловый эфир 2-литийрезорцида. Такие литицоргапичсские соединения легко реагируют с алкил-
Обзорная статья F. W. В е г g s t г о m, W. С. F е г n е 1 i u s, Chern. Rev., 12, 135 (1933); 20, 451 (1937).
Обзорная статья А. С. С о p e П. L. Holmes, H. О. House, Org. Reactions, 9, 107 (1957).
E. M. Hancock, A. C. Cope, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 219.
С. M. McCloskey, G. H. Coleman, Org. Synth., 24, 36 (1944).
F. Henrich, Ber., 31, 2103 (1898).
G. A. Knight, B. D. Shaw, J. Chern. Soc., 1938, 682; F. Brody, M. T. В о g e r t, J. Am. Chern. Soc., 65, 1075 (1943).
шлогснндамц пли алкилсульфатами с образованием С— С-связи [325]. Например при действии диметилсульфата названное выше литийрезорциннропзводное превре щастся в 2,6-диметокситолуол [326]:
ОСНЯОСН3ОСНз
О получении фениллитпя и металлировании диметилового эфира резорцина ц Виттиту [327] см. стр. 638, 640.
Через стадию непосредственного металлирования углеводорода протекает, вс роятно, также синтез н-гексилбензола из толуола и н-амилхлорида под действие, металлического натрия в присутствии ивоиропплата калия (выход 76%) [329]:
С«НЕСПз+С1(СН2)4СН, -^^^^^^^^ С,Н5(СН,)5СНз
Кроме простых алкилгалогенидов с реакционноспособными метиленовыми соедв нениями может реагировать ряд других галогенсодержащих соединении. Обычно гладк реагируют галогенкстопы, эфиры галогонкарбоновых кислот и другие галогенсодержа щие соединения с функциональными группами, например Р-диметиламиноэтилхлс рид [330].
Введение ацильной группы в активные метиленовые соединения затрудняе операцию, так как ацилированные продукты являются более Кислыми, чем исходны: материал, и поэтому дальше реагируют легче, чем непрореагировавшие исходные пре дукты (см. [331 [).
В качестве примера приведено получение бензоилацетоуксусного эфира.
Бснзоилацбтоуксуспый эфир [331]. Растворяют 35,4 г натрия в спирт (общий объем 600 лм), смешивают'ЗОО мд полученного раствора этилата натри, на холоду со 100 г ацетоуксусного эфира. Смесь охлаждают до 5е С инрипостояч ном перемешивании прибавляют по каплям в течение 15 мин. 45 лл бензоилхлори да, причем температура не должна подниматься выше 10° С. Смесь оставляет не 30 мин и затем добавляют постепенно, но достаточно быстро половину остав шегося количества раствора этилата (150 мл) и 22,5 мд бензоилхлорлда. Черв некоторое время эти операции повторяют, прибавляя каждый раз половин) от использованного ранее количества этилата и бензоилхлорида. Между Tei из спиртового раствора выделяется смесь NaQ и натрнибевзоилацетоуксустог*. эфира. Смесь оставляют стоять еще около 12 ч па холоду, отсасывают и пре мывают эфпром. Из фильтрата промывным эфиром высаживают дополнительно количество енолята натрия и объединяют с основным количеством. После непра должительной сушки этот продукт растворяют в тройном количестве воды я npi охлаждении льдом добавляют уксусную кислоту до тех пор, пока не закончите^ выделение масла. Масло растворяют в эфире, сушат над СаС12 и перегоняют Продукт кипит при 175—176° С (12 мм рт. ст.).
Таким же образом можно провести бензоилирование бензоилацетона:
СвН5СОС6Н5СО
\Сп2 c,h,coci^ >сн-СОСвП3
СНзСО ~ СНзСО
G. Wittig, Synthesen mit Li-organischen Verbindungcn, в книге W. Fo erst Neuere Methoden der praparativen organisation Chemie, Bd. I, 3 AufL, Vertaj Chemie, 1949, S. 469.
J. P. L a in b о о y, J. Am. Chcm. Soc., 78, 771 (1956).
Cm. [325], стр. 47.3, 476.
II. G i 1 in a n, J. W. Morton jr., Org. Reactions, 8, 258 (1934).
A. A. M о r t о n, A. E. В г a c h in a n, J. Am. Chom. Soc., 73, 4363 (1951)
J. А. В а г I t г о b, J. Chern. Soc., 1946, 958: О, E i s 1 e b, Ber., 74, 1435 (1941).
L. Claisen, Ann,, 277, 196 (1893); 291, 53, 67 (1896).
Однако образующийся при этом лцетилдпбеилоплметан значительно удобнее, равда, с менее хорошими выходами можно получать ио способу Клайзена [3311, редложенному им ранее для бензоилирования ацетоуксусного и малонового эфиров. Тетод заключается в обработке смеси бензоплхлорида и бензоилацетона в кипящем фирс сухим 1Ха2СО3.
Лцетилдибснзоилметан. В 100 .ил сухого эфира растворяют 16,2 г бензопл- ацетопа и 14 я бензоилхлорида; к раствору прибавляют 32 г топко измельченного сухого N<i.2COg и оставляют смесь в колбе, сиабжепцой обратным холодильником и изолированной от доступа влаги. Через некоторое время начинается кипение эфира. Реакционную массу выдерживают 16 ч при комнатной температуре, затем отсасывают смесь NaCl, Ха2С.О3 и енолята натрия п промывают ее небольшим количеством эфира. Содержащий эфир остаток растворяют н поде, удаляют эфир током воздуха и осаждают продукт уксусной кислотой. При этом получают 10 г чистого ацетилбензоплметапа. Из эфирного маточного раствора и промывной жидкости можно 10%-ным раствором Na2CO3 извлечь еще некоторое количество енолята, так что выход продукта увеличивается до 1-4 г (87% от’ теоретического). Чистый продукт имеет т. пл. 110° С [332].
При взаимодействии натриевой соли дибензоилметана в ацетоне с бепзоилхлорп- тм был получен трнбензоилмеган (выход 45% от теоретического) [313].
Для введения различных ацильных остатков в малоновый эфир пригодны это- :имагнийпроизводные[333], и то время как кетоэфиры могут быть ацилированы кипя- ■нием их с ацилхлоридом и магнием в бензоле (выход 46—52%) |334].
а,а-Диалкилзамещенныо р-кетоэфиры без примесей моноалкилпрованных родуктов получают ацилированием натриевых производных эфиров а.а-циалкил- ксусной кислоты, которые образуются (стр. 757) при взаимодействии эфиров диалки.т- чсусном кислоты с трифенилметилнатрием |335].
Описан метод удлинения углеродной цепи па пять атомов углерода [33б[.
Реакция протекает с высокими выходами по схеме:
i |+ C,H5MgBr ——| |j ।__^
Х/^О5 ’ x-^x OMgDr/\^°
COOC2H5COOC2H5ROC COOCgHs
—► RCO(CH2)4COOH 79%
Синтезы кетоновпри помощи металлоорганических соединений
Реакция галогенидов карбоновых кислот с соединениями Гриньяра обычно дает енишыо спирты. Однако она останавливается на стадии кетона, если образование ети’шого спирта затруднено стерическими факторами:
nCOCl-i-R'Mgd —>• fiCOR'-i-MgOz
W. D i е с k in а в n, Ber., 49. 2203 (191G); C. Weygan d, Z. anorg. allg. Chern., 205, 414 (1932).
G, W. A n d 0 r s 0 n et al., J. Am. Chern. Soc.. 67, 2197 (1945); B. Riegel, IV. M. L i 1 г e в f e 1 d, I. Am. Chem. Soc., 67. 1273 (1945); IL Lund, A. Voigt, Org. Synth., Coll. v. 2, p. 594-
A. Spassow, Org. Synth., 21, 46 (1941); J. If. Hunte r, J. A. Hog g, J. Am. Chem. Soc., 71, 1922 (1949).
C. R. Hauser, W. B. Renfrew jr., Org. Synth., Coll. v. 2, 194.3, p. 268.
J. Pies ok, Coll, czeoh. chem. Comm., 21, 1312 (1956); 22, 49, 1661 (1957).
Например, диларгт-бутплкотон получен [.337] с 71.6%-иым выхидом из трепг- бутилмагпиихлорпда и хлорангидрпда триметилуксусной кислоты и присутствии CuCL.
Взаимодействие хлорангидрпда кислоты с реактивом Гриньяра может быть остановлено на стадии кетона при соблюдении особых условий реакции. Для этого изменяют порядок смешения реагентов: реактив Гриньяра добавляют к х.юрангидриду, тогда как обычно применяют обрагный порядок [338]. В атом случае отсутствует избыток реактива Гриньяра, который, очевидно, легче реагирует с хлорангидридом, чем с уже образовавшимся кето пом, поэтому реакция останавливается и а стадии кетона. Скорость прибавления мягиилорганнческого соединения или температура реакции не оказывают влияния на выходы продуктов, которые, как правило, невысоки. Этот метод обычно использую! для синтеза смешанных кетонов.
Выходы продуктов значительно увеличиваются, если соединение Гриньяра перевести в цинкщианическоо соединение. для чего к пому прибавляют по каплям ZnClg в эфире с такой скоростью, чтобы раствор постоянно кипел.
RMgCl-|-ZnCl2 —> BZnCJ-r-MgCh
Полученный хлорид ципкорганического соединения может рещпровать с хлор- ангидрпдами кислот, причем выходы кетонов достигают 93% [339]. Известен, например, синтез кетонов при помощи этилципкиодпда [340].
При реакции хлорангидридов кислот с кадмпйалкнлами, получаемыми из соединений Гриньяра и CdCL [341|, образуются кетоны с выходом около 50—84% . однако использование дп-лтор-алкилкадмиевых соединений дает плохие результаты [342].
2RMgX + Cdd2 — > CdR3 -2MgXCl
Арил- или алкплбромиды для этой реакции более пригодны, чем иодцды [343]. Вообще, кадмийалкнлы следует предпочесть ципкалкилам. так как они обладают незначительной реакционной способнос!Ыо по отношению к карбонильной группе.
В качестве примера описано получение 1-фепилэйкозанопа-З из хлорангидрпда стеариновой кислоты и бис-р-фенилэтилкадмия [344]:
2CHs(CH4)]6COCI + Сб(СП;СП2Сб115)2 —> 2СН3(С112)16СОСП2СП2СвНй - Cd С12
1-Фекплэнкозанон-З. Раствор р-фонилэтплмагнпйбромида получают из
1,78 .цель (4 2,7 г) магния и 1,755 моль (325 г) Р-фенилэтилбромида в безводном эфире. К хорошо перемешиваемому и охлаждаемому льдом раствору Гриньяра прибавляют в течение 10 .чин 0,936 модь (171,5 г) CdCl2. Зачем смесь нагревают до комнатной температуры. Растворитель отгоняют при норомешипании на подя- пой бане до затвердевания остатка, после чего к нему прибавляют 1,5 л сухого бензола и повторяют процесс упаривания. Затем снова прибавляют сухой бензол, смесь быстро перемешивают и кипятят с обратным холодильником до полного размельчения твердого остатка. К хорошо перемешиваемой суспензии добавляют в течение 2 ч раствор 1,405 лоль (400 с) хлорангпдрида стеариновой кислоты в 1 л сухого бензола и кипятят в течение 5ч с обратным холодильником. Затем смесь обрабатывают льдом и соляной кислоюй. Органический слой отделяют, встряхивают с раствором Na2CO9 и отюияют бензол. Остаток омыляют избытком спиртовой щелочи обычным образом. Продукт выделяют в виде пеомыляемой фракции экстракцией бензолом, тщательно промывают водой
М. С. С о о k, W. С. Р е г с i v а 1, J. Am. Chem. Soc., 21, 1315 (1956); 22, 49, 1661 (1937).
Н. Gilman, М. L. М а у h u е, Rec. trav. chim., 51, 47 (1932).
|33fi] G.A, S с h т i d t, D. A. S h iг I р у,J. Am. Chem. Soc.,71, 3804(1949).
[340J J.Colonge, D. Joly, Ann.Chimie[11], 18, 306 (1943).
P.L. de В e n n e v i I I e, J.Org. Chom., 6, 462 (1941);G. W.Stacy,
R.M. M с С и r d y, J. Am. Chem. Soc.,76, 1914 (1954).
J. Cason, J. Am. Chem. Soc., 68, 2078 (1946); W. G. D a и b e n, J. Org. Chem., 13, 313 (1948).
W. G. Daub e n, I< T i 1 I о s, J. Org. Chem., 15, 785 (1950); R. P. J а с о b- sen, J. Am. Chem. Soc., 73, 3463 (1951).
K. W. S h e г к, M. V. A и g и г. M. D. Soifer, J. Am. Chem.- Soc., 67, 2239 (1945).
и насыщенным раствором МаС1 и сушат над MgSO4. Затем отгоняют растворитель, а остаток перегоняют в вакууме. Выход продукта 65,5% от теоретического: т. кип. 219° С (1 мм рш. ст.); т. пл. 56° С.
О получении кетонов этим методом см. обзоры [345, 346J.
При взаимодействии ангидридов карбоновых кислот с кадмийалкилами образуются кетоны с выходом 50—70% [341 ]. Так же, гладко ангидриды карбоновых кислот реагируют с реактивом Гриньяра, особенно при более низких (—70° С) температурах [347]. Реакция кадмий- или цинкалкилов с циклическими ангидридами приводит к кетокарбоповым кислотам [341, 348, 349]. Кетокарбоновые кислоты образуются также при взаимодействии хлорапгидридов моноэфиров дикарбоповых кислот с изо- алкнлмагнийбромидом [350]. Эфир о-толилглиоксалевой кислоты можно получить с 50%-ным выходом по реакции хлорангидрида моноэфира щавелевой кислоты с ди- о-толилкадмисм [341].
Эфир о-толилглиоксалевой кислоты. Раствор Гриньяра получают обычным образом из 45 г (0,26 моль) o-бромтолуола, 5,75 г (0.24 моль) порошка магния и около 150 мл эфира, декантируют от магния и прибавляют по каплям к перемешиваемой суспензии 22 г (0,12 моль) безводного CdClg в 150 мл эфира с такой скоростью, чтобы эфир умеренно кипел. Затем перемешивание продолжают до отрицательной пробы Джильмена. Для удаления солей магния реакционную смесь, исключив доступ влаги, фильтруют через стеклянный пористый фильтр. Фильтрат при сильном перемешивании и охлаждении смесью сухого льда и ацетона прибавляют к раствору 54,4 г (0,40 моль) этоксалилхлорпда в 70 мл эфира, поддерживая температуру от —30 до —403 С. Затем температуру реакционной массы поднимают до комнатной и выливают реакционную массу на смесь 70 г льда и 70 мл воды. Смесь энергично встряхивают до исчезновения запаха этоксалилхлорпда. Эфирный слой отделяют и промывают два раза 70 мл 10% - пого раствора Na2CO3 и один раз 35 мл воды. Эфирный слой сушат пад безводным NaoSO» и после отгонки растворителя фракционируют на колонке длиной 15 см. Выход эфира о-толилглиоксалевой кислоты 23,4 г (50% от теоретического); т. кип. 136—137° С (8 мм рт. ст.); п^ 1,5178; <^° = 1,1016.
Мстилкетопы образуются с превосходным выходом при реакции хлорангидридов карбоновых кислот с дихлоридом метилэлюминия [351]. Ацетиленкетоны типа ПС=ССОСН3 легко возникают при взаимодействии уксусною ангидрида с ацетилен- магнийгалогенидом.
Октин-З-он-2 [352]. Получают этилмагнийхлорид взаимодействием этил- хлорида в двойном количестве эфира с магнием. К нему прибавляют при перемешивании в атмосфере азота рассчитанное количество алкилаиетилена в эфире и кипятят с обратным холодильником до прекращения выделения этана. Продолжительность реакции при загрузке 0,25 моль около 2 ч. Потом аппаратуру вновь заполняют азотом.
Получепный таким образом гексинилмагнийхлорид (0.25 м.оль) охлаждают до —30° С. К нему при энергичном перемешивании в течение 2,5 ч прибавляют 0,5 моль уксусного ангидрида в эфире с такой скоростью, чтобы температура нс поднималась выше —25° С. Затем реакционную массу перемешивают 2 ч при —30° С и затем 2 ч при —5° С в бапе со смесью льда и соли, разлагают
D. A. Shirley, Org. Reactions, 8, 28 (1954).
J. Cason, Chern. Rev., 40, 15 (19 47); J. Cason, F. S. P г о u t, Org. Synth., 28, 75 (1948).
M. S. Is e w m а и, A. S. Smit h, J. Org. Chern., 13, 592 (1948).
L. F. Fjeser, F. C. Novello, J. Am. Chern. Soc., 64, 802 (1942).
G- К о m p p a, W. R о h г m а и n. Ann., 509, 259 (1934).
3501 C. R. Fordyce, J. R. J о h n s о n, J. Аш. Chem. Soc., 55, 3368 (1933).
П. A d k i n s, C. S с а и 1 e y, J. Am. Chem. Soc., 73, 2854 (1951).
] J. W. Kroeger, J. A. N i e u w I a n d, J. Am. Chem. Soc., 58, 1861 (1936).
ледяной водой и фракционируют. Получают 8 г гек<ина-1 и 18 г октмн-3-она с г. кип. 76—77° С (15 лл рт. ст.). Выход, считан на гексин-1, составля 98% ОТ теоретического.
Для синтезов ацетпленкетоноп ароматического ряда применяют обычно ацетил ниды натрия, которые могут реагировал. как. с хлорапглдридамн кислот [353], те и с их ангидридами [354|.
Бензоилфенилацетилен [355]. Фенилацстилен растворяют в пяти-или десj тикратном количестве сухого эфира и прибавляют к рассчитанному количесте натриевой проволоки, находящейся под слоем эфира. При этом тотчас выдел; стоя водород, а на поверхности натрия образуется зернистая пленка натри! фенилацетилена. Реакционную смесь время от времени встряхивают и осторожв отгоняют эфир без доступа влаги, однако в большинстве случаев это ‘не об; зательно.
К эфирной суспензии патрийфснилацетилена добавляют рясслитлинг количество бензоилхлорида и смесь оставляют на несколько часов. Потом npi бавляют ледяную воду, отделяют эфирный слой, сушат его над СаС12 и фракци< нируют в вакууме при возможно низком давлении, так как бензоилфенна ацетилен довольно неустойчив. Выход продукта 74% от теоретического; т. кит 200—202v С (15 мм рт. ст.).
Ацетилфепилацетилен [354]. Из 76 г (0,75 моль) фенплацетплепа в 50 м эфира и 16,8 г натрия в 100мл эфира получают натрийфянилацетилеи [354а]. Поел добавки 100 мл эфира натрипфенилацетилен медленно прибавляют при пере мешииапии и охлаждении льдом к 76 г (0,75 моль) ацстапгидрида в 200 ле эфира. Смесь перемешивают несколько часов, потом добавляют холодную ра< баллонную НС1 и оставляют стоять до полного растворения ангидрида. Эфирнк слой тщательно промывают раствором NaeCO3, сушаг над MgSO4 и перегоняю в вакууме. Выход продукта 58 г (55% от теоретического); т. кип. 120—125° । (14 мм рт. ст.).
Синтезы нитрилов [356]
При реакции алкилгалогенидов с цианидами щелочпы.х металлов легко обра зуются нитрилы:
RX + NaCN —> RCN--NaX
Высокие выходы нитрилов получают в случае первичных алкилгалогенидон 'Реакция с вторичными алкилгалогенидами протекает хорошо лишь в тех случаях, когщ п качестве растворителя применяют диметилсульфоксид |357]. Третичные алкилгало гениды в эту реакцию не вступают.
Нитрил ундекановой кислоты [358]. В колбе с обратным холодильникоа. нагревают па водяной банв в течение 10 ч смесь 475 г децдлбромида, 150 г KCN 1500 мл 96%-ного спирта и 250 мл воды. После охлаждения отсасывают КВг спирт отгоняют на водяпой бане и оставшееся масло перегоняют при понижен ном давлении. Для очистки нитрила его омыляют концентрированной НС(
С. D. II п г d F. L. С о h е n, J. Am. Chem. Soc., 53, 1068 (1931).
D. Nightingale, F. Wadsworth, J. Am. Chem. Soc., 67, 416 (1945). [354a] H. Gilman. R.V. Young, J. Org. Chem., 1, 315 (1936).
J. U. Net. Ann., 308, 275 (1899).
IL Brintzinger, A. Scholz, Ber., 83, 141 (1950); см. также D. T. M о w- r y, Chem. Rev., 42, 189 (1948); V. M i grd ichian, The Chemistry of organic Cyanogen Compounds, Reinhold Publishing Corp., New York, 1947.
R. A. S m i I e у, С. A r n о I d, J. Org. Chem., 25, 257 (i960).
R. M e rck x, J. V e r li u 1 s t, P. В r u у 1 an t s, Bulk Soc. chim. Belgique, 42, 180 (1943); P. К u r t z, в книге douben • Weyl, Methoden det organischen Cnemio, Bd. 8, 1932, S. 293.
па холоду до амида, перекристаллизовывают амид из спирта и затем отщепляют от амида иоду действием P0U5 с образованием нитрила (II о и h о n-W е у 1, Methoden dor organischen Chemie, Bd. 8. 1952, S. 330).
Цианид натрия менее реакционноспособен, чем цианид калия, ио может с успехом применяться во многих случаях. Например, динитрил глутаровой кислоты NC(Cir2)3CN получают из ЦЗ-дибромиропаиа и NaCN с 80%-пым выходом [359]. Реакционная способность повышается в ряду хлорид <; бромид <_ иодид. Поэтому реакцию можно проводить селективно. Так, из триметиленхлорбромида и КСМ в количестве, немного меш,шем рассчитанного, получают исключительно нитрил у-хлормасляпой кислты с выходом 70% от теоретического [360].
Пснзмлгалогениды очень гладко превращаются в нитрилы. Например, из хлор- метплмезшилена образуется мезитплацетонитрил с 89—93%-ным выходом [361].
Применение и качестве растворителя днметилсульфоксида [357] дает исключительно хорошие результаты; даже и случае вторичных галогенидов выходы достигали 70%.
2-Цианбутан. Смесь 30 г NaCN и 150 мл диметилсульфоксида нагревают до 90° Сив течение 30 .имя добавляют 0,5 моль 2-хлорбутана. При этом температура смеси повышается. З.пем смесь кипятят в течение 3 ч с обратным холодильником (температура поднимается до 150" С). Затем колбу охлаждают, реакционную смесь выливают в воду и экстрагируют нитрил хлороформом пли эфиром. Экстракт несколько раз промывают раствором NaC], сушат над СаСЬ п перегоняют. Выход продукта 79% от теоретического; т. кип. 125— 126° С.
Вместо алкилгалогспидов можно использовать кислые и средние эфиры серной кислоты [358, 364].
Для получения ароматических нитрилов из арилгалогенидов применяют, по Роземуиду — Брауну, вместо цианида щелочного металла цианид меди. Для этого нагревают галогенид с цианидом меди, если необходимо — л присутствии небольшого количества пиридина, при 150—250° С. Реакцию можно ускорить добавкой небольшого количества нитрила или сульфата меди |362].
а-Нафтонитрил [363] получают из о-бромпафталипа и CuCN. В сухую колбу емкостью 200 лм, снабженную обратным холодильником с хлоркалъциевоц трубкой, помещают 66 г (0,32 моль) а-промиафталпна. 35 г (0,39 .ведь) сухого порошкообразного CuCN и 30 .чл пиридина (высушенного над ВаО), причем температура смеси повышается. Затем смесь нагревают в течение 15 ч при 215— 2205 С. Темный коричневый раствор еще горячим (около 100е С) выливают в колбу, содержащую 150 мл водного аммиак^ ^d = 0,90) и 1500 мл воды. Затем прибавляют 140 мл бензола, колбу закрывают и встряхивают до полного растворения смеси, после чего смесь охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 100 мл эфира и фильтруют через стеклянный пористый фильтр (смесь разъедает бумагу). Эфирно-бензольиыи слой четыре раза промывают разбавлеппым водным NHS, порциями по 100 мл. Если при последней промывке промывная жидкость окрашена, то промывают еще 100 мл NIl4OH. Затем дважды промывают 6 н. IIC1. Если образуется осадок, то его можно удалить фильтрованием. Иод конец экстракт дважды промывают водой (по 100 мл} и два раза насыщенным раствором НС]. Эфир и бензол отгоняют, а остаток перегоняют в вакууме. Выход продукта 40—44 г (82—90% от теоретического); т. кип. 173—174е С (27 мм pm,, ст.}, 166—169° С (18 мм рт. ст.}.
С. 8. Marvel, Е. М. McColm, Org. Synth.. 5, ЮЗ (1925).
С. F. И. Allen, Org. Synth., 8, 52 (1928).
R. C. Fuson, N. R a bjohn, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 557.
C. F. К о e 1 s c h, A. G. W b i I n e y, J. Org. Chem., 6, 795 (1941); C. F. К c- elsch, J. Am. Chem. Soc., 58, 1328 (1936).
M. S. Newman, Org. Synth., 21, 89 (1941).
M. Z i о I,IT. G. F-1 e r c h e г Jr..H. R. К i r shen,J. Arn. Chem.
Soc., 68, 2743 (1946)y V. C. S e k e r a, C. S. Marvel,J. Am. Chem.
Soc., 55, 345 (19.33).
Такой жо выход получают при использовании а-хлорнафталпна (нагревание в течение 24 ч при 245—250° С).
При сплавлении цианидов щелочных металлов с арилсульфонатами щелочных металлов в результате обмена сульфогруппы образуются ароматические нитрилы. Эта реакция применяется в основном в ряду нафталина [365].
Для получения ненасыщенных нитрилов, например аллилцианида из аллил- хлорида, вместо цианида щелочного металла также лучше применять CuCN. Например, при кипячении указанных веществ с обратным холодильником в течение 7 ч в присутствии KI (защита от попадания влаги) образуется аллилцианпд (выход 79—84%) 1366]. Для реакций винплгалогенидов можно рекомендовать такие же условпя, как и для реакций ароматических галогенидов. Например, фумаронитрил образуется с выходом 74% из дииодэтилена [367]. Пропиолонитрил получают из ацетилениодида действием цианида щелочного металла в ацетоне или цианида меди в ксилоле [368].
Реакции такого типа применимы также для синтеза оксииитрилов из хлоргидринов (выход около 80% от теоретического) [369] или а-алкоксииитрилов из ■а-галогенэфиров и CuCN (выход 55—80% от теоретического) [370].
Ацилцианиды обычно получают нагреванием ацилгалогенидов с CtiCN без растворителя (выход 60—87%) [371, 372], причем бромиды реагируют лучше, чем хлериды.
Ацетилцианид [371J. Цианид меди получают из CuSO^ добавлением к нему порциями KCN при охлаждении и энергичном перемешивании. Образовавшийся CuCN отфильтровывают, тщательно промывают п сушат при 60—70° С. В круглодонной колбе с обратным холодильником на водяной бане нагревают без растворителя в течение 1,5 — 2 ч 1 лоль ацетилбромида и 1 .моль CuCN. При добавке ацетилбромида к CuCN реакционная масса вскипает. Ацетилцианид отделяют от образовавшегося при реакции CuBr перегонкой на масляной бане. Выход продукта 85—87% от теоретического; т. кип. 93° С.
Образование С—С-связей в результате отщепления галогена в виде галогеноводорода
Синтез Фриделя — Крафтса [373]
Реакция Фриделя — Крафтса [373] протекает по следующей схеме:
Ar-Н + ПХ дг-Н + НХ где R — алкил или ацил.
Этот метод имеет большое препаративное значение для введения различных углеродсодержащих остатков в ароматические соединения.
Растворители. При проведении синтезов Фриделя—Крафтса значительную роль играет среда. Наиболее подходящим растворителем является сероуглерод, иногда применяют петролейный эфир. Используя особые растворители, например нитробензол,
Е. С. Whitmore, A. L. Fo х, J. Ain. Chern. Soc., 51, 3363 (1929).
Е. R i е I г, Org. Synth., 24, 96 (1944).
С. А. И о с h w а 1 t, пат. США 2399349 (1946); С. А., 40, 4744 (1946).
|368] М. S. Newman, J. Н. W о t i z, J. Am. Chem. Soc., 71, 1292 (1949).
E. C. Kendall, В. McKenzie,Org. Synth., 3, 57 (1923);
С. H. G. Hands, B. Y. Walker, J. Soc. Chem. Ind., 67, 458 (1948).
H. R. Henze, G. W. Benz, G. L. Sutherland, J. Am. Chem. Soc., 71, 2122 (1949).
W. T s c li e И n z e f f, W. Schmidt, Ber., 62, 2210 (1929).
T. S. Oakwood, C. A. Weisgerber, Org. Synth., 24, 14 (1944).
Обзор: Groggins, Unit Processes in Organic Synthesis, McGraw-ШИ Book Co., New York, 1947, p. 759; Ч. T о м а с, Безводный хлористый алюминий в орга- нпческой химии пер. с апгл., Издатиплит, 1949. G. К г a n z I е i.n, Alumi- niumchlorid in der organischen Chemie, 3 AufL, Verlag Chemie, Berlin, 1939; С. C. Price, Org. Reactions, 3, 1 (1946); E. Berliner, Org. Reactions, 5, 1229 (1949); A. Schaarschmidt, Angew. Chem., 37, 286 (1924);
W. В о г s c h e el al., Arm., 553, 260 (1942); 549, 238 (1941).
можно изменять соотношение изомеров, если их образование возможно при конденса ции. Выбор растворителей не очень велик, так как многие из них неустойчивы в условиях данной реакции. Поэтому при проведении реакции с дешевыми ароматическими углеводородами, налрииер с бензолом или толуолом, в качестве разбавителя применяют избыток углеводорода. ,
Катализаторы конденсации. А1С1з- Вопросам наиболее целесообразного состава А1С13 для реакции Фриделя — Крафтса посвящено большое число исследований 1374—378]. Химически чистый А1С13 часто вызывает совсем другие реакции, чем катализатор, содержащий некоторое количество основного хлорида, в то время как применение значительно гидратированного А1С1д не дает удовлетворительных результатов. Так, например, по обычно применяемым для синтеза Фриделя — Крафтса прописям 1379] из стильбендибромида и бензола под действием А1С13, который находился 1 — 2 ч на воздухе, образуется тетрафенилэтан с лучшим выходом [377], чем в случае чистого А1С13. В то же время из трнхлорацстилхлорида и бензола в присутствии чистого- AlClg с хорошим выходом образуется трифепилвиниловый спирт или (о,й)-дифенилаце- тофенон, тогда как с влажным, уже почти расплывшимся А1С13 возникает только ш-трихлорацетофснон [380].
Раньше большое внимание уделялось описанию удобной аппаратуры для лабораторного получения А1С13 [381]. В настоящее время применяют исключительно продажные препараты. При открывании ампул с А1С13 следует соблюдать осторожность, так как опи большей частью находятся под давлением, создаваемым хлористым водородом. Ампулу следует обернуть полотенцем, поставить в стеклянный стакан, сделать надрез напильником и вскрыть при помощи дагретой стеклянной палочки. Взяв необходимое количестйо А1С1Я, ампулу нужно вновь запаять. Крупные куски продажного препарата используют обычно без размельчения, так как реакция протекает настолько бурно, что ее необходимо сдерживать, а крупные куски реагируют более" спокойно. Топкоизмельченный А1С13 рекомендуется в тех случаях, если проводится раздельное получение комплексных соединений, применяемых в реакции, или если реакция проводится при перемешивании из-за пассивности некоторых взаимодействующих соединений. Качество препарата проверяют по его способ- ности^сублимироваться боз заметного остатка.
TiCI4, SnCI4. Важным преимуществом этих более мягко действующих катализаторов является их растворимость в органических растворителях, например в сероуглероде, что позволяет проводить реакцию в гомогенной среде. Для алнилирования лучше всего использовать ТЮ14 [382], так как при этом не наблюдается полиалкилирования. В случае ароматических углеводородов с заместителями первого рода алкильный радикал под влиянием T1CL вступает главным образом в пара-положение. Для получения циклических кетонов [383] часто применяют SnCl4. Реакцию с производными фурана- также проводят в присутствии SnCI4.
F. Stockhausen, L. Gattermann, Вег., 25, 3521 (1892).М. Gomberg, Вег., 33, 3144 (1900).F. Stockhausen, L. Gattermann, Вег., 25, 3521 (1892).М. Gomberg, Вег., 33, 3144 (1900).[374 [375 376 377 378 379[374 [375 376 377 378 379Вопросам применимости других катализаторов для реакции Фриделя — Крафтса посвящены многие исследования. Однако до сих пор пе найден катализатор, который мог бы серьезно конкурировать с А1С13. Хотя реакция с хлоридом бериллия, протекающая при более высоких температурах, дает хорошие выходы чистых продуктов, этот катализатор слишком дорог [384].
F. Stockhausen, L. Gattermann, Вег., 25, 3521 (1892).
М. Gomberg, Вег., 33, 3144 (1900).
F. Stockhausen, L. Gattermann, Вег., 25, 3521 (1892).
М. Gomberg, Вег., 33, 3144 (1900).
[374 [375 376 377 378 379
[374 [375 376 377 378 379
V. М е у е г. Вег., 29, 847 (1896).
Н. В i i t 2, Вег., 26. 1960 (1893).
R. Scholl, Вег., 32, 3492 (1899).
R. AnsC'hiitz, Ann., 235, 207 (1886).
II. Blitz, J. prakt. Chern., 142, 196 (1935).
G. A. Dawson, J. Am. Chern. Soc., 50, 133 (1928)-
N. M. C u 11 i n a n e, D. M. L e у s h о n, J. Chem. Soc., 1954, 2942.
t [383] W. E. Bachmann et al., J. Am. Chem. Soc., 64 94 (1942)- 62 824 (1940);
J. Org. Chem., 6, 36 (1941).k
H. BredereCk ct ah, Angew. Chem., 52, 445 (1939); Ber., 72, 1414 (1939)». -
По Меервейну [385, 386], можно применять BFg, который образует с простым ■алифатическими карбоновыми кислотами молекулярные соединения. Наприме] уксусным ангидридом и ВГЭ можно гладко и с хорошими выходами ацетилировач ароматические и гетероциклические углеводороды и простые эфиры фенолов. О П' лучении BFg см. [386а].
Сублимированный FeClg вызывает различные побочные реакции, наприме окисление, хлорирование или отщепление НС1. Его с успехом используют для дв^ кратного введения ацильных остатков в многоатомные фенолы [387], а также дл введения mpem-бутильного остатка в о-ксилол (выход 73%) [388,. Хлористый циц пригоден в качестве катализатора для введения ацетильной группы в многоатомны фонолы [389]. Проведено сравнительное исследование эффективности различны металлгалогевидов в качестве катализаторов ]39о].
Вместо хлоридов металлов в определенных случаях можно применять так» другие катализаторы. Например, с 90%-ным выходом протекает реакция нафталин с бензоилхлоридом при 180—200° С в присутствии каталитических количеств пятт окиси фосфора [391f. В ряду тиофена хорошие результаты дает этот метод [392 а также применение фосфорной кислоты (выходы свыше 90%) [393, 394]. Хлорокис фосфора катализирует реакцию' многоатомных фенолов с ацетилхлоридом [395 В некоторых случаях для алкилирования используют фтористый водород [396 применяется также амальгамированный алюминий [397].
Ароматические или гетероциклические компоненты. Реакция Фриделя - Крафтса легко протекает при взаимодействии хлорангидридов и ангидридов карбоновы кислот со всеми ароматическими и многими гетероциклическими соединениями, особенн ■с производными тиофена, фурана и пиррола. Пиридин в эту реакцию по вступав [398, 399]. Углеводороды, содержащие заместители второго рода, реагируют с тр\ дом, а некоторые из них, например иитропроизводные углеводородов, вообще а вступают в эту реакцию. При попытках осуществить реакцию в более жестких услс виях происходит восстановление нитрогруппы или хлорировапне ядра [400]. Не оборот, ароматические углеводороды с заместителями первого рода (алкилпроизвод ные, талогениды, эфиры фенолов, замещенные амины и фенолы) реагируют легкс Эфиры фенолов и карбоновых кислот, получаемые из фенолов без применения кое денсярующего средства (стр. 349, 351), могут перегруппировываться по Фрису (стр. 86< в ацилфенолы. Пассивирующее действие одного заместителя второго рода снимаете другими заместителя™; так, 4-нитроанизол [373] или эфир анисовой кислот]
Н. М е е г w е i п, Вег., 66, 411 (1933); Н. М е е в w е 1 n, D. V о s з е п J. prakt. Chern. [2], 141, 149, 156 (1934); Н. D. Н а г t о u g h, А. I. К osak J. Am. Chem. Soc., 70, 867 (1948); H. G. Walker Jr., J. J. Sanderson C. R. Hauser, J. Am. Chern. Soc., 75, 4109 (1953).
Обзор: D. Kastner, Neuere Methoden der prSparativen organischen Chemie Veriag Chemie. 1949, S. 413.
[386a] E. Krause, R. Nits che, Ber., 54, 2784 (1921); H. S. Booth K. S. Willson, J. Am. Chem. Soc., 57, 2273 (1935).
1387] M. Nencki, Ber., 30, 1766 (1897); 32, 2418 (1899).
B. W. L a r n e r, A. T. P e t c r s, J. Chem. Soc., 1952, 680; E. Tiling worth, A. T. Peters, J. Chem. Soc., 1952, 2730.
S. R. Cooper, Org. Synth., 21, 103 (1941).
|390] O.C. Dormer, J. Am. Chem. Soc., 63, 2881 (1941).
S. G ги с a p e v i с, V. Merz, Ber., 6, 1240 (1873).
W. Steinko pi, Ann., 413, 343 (1917); 424, 1 (1921).
П. D. Hartough, A. I. К о s a k; L. G. Conley, J. Am. Chem. Soc., 6^ 3093, 3096, 3098 (1947).
A. I. К о s a k, H. D. Hartough, Org. Synth., 28, 1 (1948).
H. v. Euler, И. H a s s e I q и i s t, B. Ho gberg, Ark. Kemi, 20 A. № 20 (1945).
.T. H. S i m о n s, S. Archer, J. Am. Chem. Soc., 60, 2952, 2953 (1938).
L. I. D i и g и i d, J. Anf. Chem.. Soc., 63, 3527 (1941); W. W. Hartman. R. Phillipa, Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 232.
С. M. Jephcott, J. Am. Chem. Soc., 50, 1189 (1928).
K. Thomas, D. Jerchel, Angew. Chem., 1958, 719.
TI. Gilman et al., J. Am. Chem. Soc., 57, 907 (1935).
в отличие от их аналогов, не содержащих алкокст рупп, способны к ацилированию пли алкилированию.
Редким исключением из итого правила являются некоторые очень реакционноспособные ароматические соединения, которые несмотря на наличие в их молекулах заместителей второго рода легко вступают в реакцию Фриделя — Крафтса, например, эфиры пирослизевой [401} или а-нафтойной кислот.
Образование изомеров. При ацетилировании ароматических соединений с заместителями первого рода получаются почти исключительно о- и и-производные, а при алкилировании — также ж-производные. Уже рассматривавшееся выше влияние растворителя на образование изомеров отчетливо проявляется при ацетилировании нафталина: используя в качестве растворителя нитробензол, получают 0-производные, в сероуглероде, особенно при низких температурах,—ос-производные, в лигроине — смесь а- и 0-производпых [402].
Естественно, что у замещенных нафталинов и более высококонденспровапных соединений число изомеров возрастает. Более подробные сведения об ориентации заместителей при реакции Фриделя — Крафтса приведены в обзоре [373].
При введении достаточно длинных боковых цепей получают изоалкилпроиз- водные даже тогда, когда в качестве исходного соединения используют нормальные галогениды. Например, из /с-пропилхлорида и бензола образуется изопропилбензол. Заведомо чистые соединения получают из максимально разветвленных галогенидов, например mpcm-амилбепзол из бензола и wpem-амилхлорида.
Проведение реакции. Порядок добавления реагентов. Три основных реагента — катализатор, галогенид (или ангидрид кислоты) и ароматическое соединение могут вводиться в реакцию различным образом. Например, растворяют или смешивают оба органических соединения и прибавляют порциями А1С13. Этот старый способ, неудобный из-за чувствительности к влаге А1С13, почти не имеет преимуществ перед другими. Лучше смешивать А1С1Я с одним из органических реагентов и растворителем и приливать в эту смесь второй органический реагент или его раствор. При этом следует установить, что целесообразнее смешивать с катализатором: углеводород или галогенид.
Если катализатор смешивают с галогенсодержащим соединением, то следует учитывать возможность образования комплексов, главным образом с хлоранги- дридами кислот. Иногда такой способ проведения реакции даст преимущества, так как образующиеся комплексные соединения менее энергично реагируют с углеводородом (модификация Перрье [403]). И наоборот, лучше смешивать катализатор с углеводородом, если углеводород одновременно является растворителем, как это часто бывает в случае бензола.
Обычно, если необходимо использовать инертный растворитель, рекомендуете» следующий способ проведения реакции: суспендируют или растворяют копденси- рующее средство в разбавителе и прибавляют постепенно смесь или раствор обоих реагентов. Этот способ целесообразно применять главным образом тогда, когда одно- из реагирующих соединений неустойчиво. Так, по Вейганду ацетилфуран получают из фурана, ацетилхлорида и SnCl4 в потролейном эфире со значительно лучшим выходом, чем по методу Рейхштейна [404], т. е. приливанием ацетилхлорида к смеси фурана, петролейного эфира и А1С13. Это объясняется тем, что в последнем случае- в присутствии AICI3 фуран, находящийся вначале в избытке, частично осмоляется. Если же эквимолекулярные количества фурана и ацетилхлорида прибавлять к катализатору, осмолсния нс происходит. Образовавшийся ацетилфуран или его молекулярное соединение с А1С1Я устойчивы.
Оптимальное количество катализатора указано не всегда. Для синтеза кетонов, например, применяют не менее эквимолекулярного количества А1С13, чаще 30%-ный избыток.
Протекание реакции. Хорошие результаты получаются, если скорости реакции и прибавления реагентов согласованы так, что в реакционной среде
Н. G i 1 m a n, N. О. С а 11 о w а у, J, Am. Chern. Soc., 55, 4197 (1933).
G.Вa d dе 1 е у,J. СЬеш. Soc., 1949 Suppl.,99; N.Р.Buu-Hoi,
Р.Сa g ni a n t,Bull.Soc. chim, France [5],12,307(1945);M. Chopin,
Hull.Soc.chim. Franco[4], 35, 613 (1924).
D.T.Mowry,M. Re n 0 1 1, W. E. H u be r,J.Am.Chern. Soc., 68^
1105 (1946).,
T. R 0 i c h s t e i n, Ilelv. chim. acla, 13, 357 (1930).
пет большого избытка исходных соединений. Протекание реакции контроли по выделению хлористого водорода. Если проводит неизвестную реакцию, то е( чинают при охлаждении льдом или даже охлаждающей смесью. (Но при этом слс убедиться в том, что реакция идет и при низких температурах, для чего на i торос время прекращают охлаждение и следят за выделением газа или повыше температуры.) В противном случае реакция может начаться внезапно и возм< выброс реакционной массы. Иногда реакцию приходится начинать при повыше температуре и проводить затем при охлаждении. Хорошие результаты могут получены также, если реакционную массу к концу реакции нагревать. Это возм< при использовании в качестве растворителя низкокипящего сероуглерода. Во других случаях нагревания следует избегать.
Часто бывает достаточно периодически встряхивать содержимое колбы, од механическое перемешивание практически иолес удобно. Если в конце реакции по нужно нагревать, то встает вопрос, как долго после окончания прибавления агентов следует выдерживать пли перемешивать смесь. Этот период не следует слип растягивать, во всяком случае не оставлять па ночь. Часто рекомендуют выждач прекращения выделения хлористого водорода. Однако полное прекращение выдел, хлористого водорода, особенно при повышенных температурах, почти никогда н< стигается. При исследовании условий синтеза кетонов [405] установлена возможн протекания нежелательных побочных реакций. Так, для ацетофенона длительное гревавие реакционной смеси с обратным холодильником приводит к образова высококипящих продуктов, в основном б дипнону, [СвН5—С(СНЭ)=СН—СО—Сч Образование дипнона из двух молекул ацетофенона, вероятно, аналогично сив бензальацетофенона из смеси ацетофенона, бензальдегида и А1С13 в сероугле (выход 90% от теоретического). Имеются данные о том, что при пспользове недостаточных количеств А1€13 доля побочных реакции повышается, напрх упомянутое выше образованно дипнона.
Разложение реакционной массы. После окончания реаь Фриделя — Крафтса продукты реакции находятся большей частью в форме ад, тов с AlClg. При встряхивании аддуктов с водой происходит разложение их на j понепты. Смесь сильно разогревается, поэтому вместо воды обычно применяют Если продукты реакции выделяют перегонкой с водяным паром, то в перегоа: колбу вносят медкораздробленныи лед, прибавляют еще веразложенную резки,) ную массу и подкисляют НС1 до полного растворения гидроокиси алюминия. Мо также сразу внести в колбу смесь льда и дымящей НС1, причем возникает сила охлаждение. Если после разложения смеси продукт экстрагируют эфиром или д гими растворителями, то лучше всего добавлять лед в широкогорлую делитель: воронку. Бо всяком случае, перед добавлением льда и ПС1 к реакционной св» следует убедиться в том, что этот процесс, связанный со значительными местно перегревами, не вызывает разложения продукта реакции. Если же высокая j кость реакционной массы исключает возможность выделения продукта реакции х гим способом, то, чтобы избежать бурного разложения, лсд прибавляют в один пр к заранее охлажденной смеси.
Ацилирование
Ацилирование ароматических соединений. Ацилирование по Фриделю—Кра^ подробно описано в элементарных руководствах, здесь приведено только примера.
н-Амилацетофенон (по Вейганду). В колбу, снабженную мешалкой и пелыюй воронкой, помещают 20 г А1С13, 100 мл CS^ и прибавляют по кап^ при охлаждении льдом и перемешивании смесь 15 г я-амилбензола и 10. ацотилхлорида. Образовавшийся светло-желтый раствор тотчас, веем» на возможно продолжающееся выделение хлористого водорода, вылив« на смесь льда и концентрированной НС1 и добавляют эфир до отделения мает нистого слоя; маслянистый слой промывают водой до нейтральной peaKj и сушат над СаС^. Затем отгоняют смесь растворителей и фракциониру- Выход м-амилацетофенона 16 г (83?4 от теоретического); т. кип. 132—135
N. О. С а 11 о w а у, L. D. G г е е n, J. Am. Chern. Sue., 59, 809 (1937).
49 Заказ 1835
(4 мм рт. ст.). Если реакционную массу после добавки смеси реагентов оставить на длительное время, то выходы сильно уменьшаются.
mpanc-Дибензоилэтилеп (из хлорангидрида фумаровой кислоты и бензола) [406]. К смеси 31 г тонко размолотого A1C1S и 250 мл бензола медленно при перемешивании (с обратным холодильником) прибавляют 18 г хлорангидрида фумаровой кислоты. После перемешивания в течение 1 ч при комнатной температуре смесь выливают на лед, бензольный слой промывают раствором NasCO3, сушат и концентрируют. Дибензоилэтилен выделяется из нонцентри- рованного бензольного раствора в виде светло-желтых игл. При дальнейшем испарении бензола получается продукт, окрашенный имеющимися примесями в красноватый цвет. Кристаллы перекристаллизовывают из спирта (кипячение с животным углем). Выход продукта 20,5 г (74% от теоретического); т. пл. Ill0 С.
Из пирокатехина и хлорацетилхлорнда кипячением в течение 6ч с хлорокисью фора в бензоле можно получить с выходом 85% 3,4-диокси-(о-хлорацетофенон 5]. Описано также ацилирование ацетанилида в пара-положение (выход 79—83%) рацетилхлоридом и А1С13 в сероуглероде [407].
Дикетоны легко образуются из дихлорангидридов двухосновных карбоно- : кислот. Так, например, из дихлорангидрида адипиновой кислоты получают ензоилбутан (выход 31% от теоретического) [408]. Образование дикстонов из еров кетенов протекает по следующей схеме [409]:
сн2—с—оо о
1 IA1G1,К
СН2-С=О + С6НвСаН6-С-СН3-С-СНэ
Для введения ацильных радикалов в фенолы и иу эфиры используют гез Губена — Геша [410]. В присутствии НСГ нитрилы реагируют с фенолами по
RCN4-CeH4(OH)2 —-> R—С—СдНз(ОН)2> В-СО-С6Н3(ОН)2
1NH • НС1
В качестве промежуточных продуктов образуются гидрохлориды кетиминов, >олиз которых дает соответствующие кетоны. Растворителем обычно служит ). В некоторых случаях рекомендуется применять в качестве катализатора ZnCl2.
Синтез циклических кетонов [411], Замыкание кольца в орто-положение про- >дит легко и часто с очень хорошими выходами, если может образовываться |- или шестичленный цикл. Получающийся при этом цикл может содержать также
] J. В. Conant, R. Е. L u t z, J. Am. Chern. Soc., 45, 1303 (1923); N. Campbell, N. M. Khanna, J. Chern. Soc., 1949, Suppl. 33.
] J. L. Leiserson, A. Weissberger, Org. Synth., 28, 26 (1948); N.J.L e о n а г d, A.M.Hyson, J.Am.Chern. Soc.,71, 1961(1949).
]R.C.Fuson,J. T.Wa 1 k e r, Org.Synth., Coll. v.2, 1955,p. 169.
]A.B.Boesejr., Ind.Eng. Chern.,32,16 (1940).
jК.IIо e s c h,Ber.,48,1122 (1915);К.H о e s c h,Th. v. Zarzecki,
Ber., 50, 462 (1917); J. Houben, Ber., 59, 2878 (1926); обзорная статья P. E. 8 p о e г r i, A. S. Du В о j s, Org. Reactions, 5, 387 11949).
J Обзорная статья: W. S. Johnson, Org. Reactions, 2, 114 (1944).
гетероатомы. Из имеющихся в литературе многочисленных примеров здесь проводятся только некоторые.
Продукт реакцииАцетонафтепоп (412]Тиоиндоксил [412]р-(4-Тетралон-1)-пропионоваякислота [413]Тетрагидрохинолон-2 [414]2-Метплантрон-9 [415]4-Бром-7-метоксииндапон-1 [416Антрон [417]Продукт реакцииАцетонафтепоп (412]Тиоиндоксил [412]р-(4-Тетралон-1)-пропионоваякислота [413]Тетрагидрохинолон-2 [414]2-Метплантрон-9 [415]4-Бром-7-метоксииндапон-1 [416Антрон [417]Исходное вещество
Продукт реакции
Ацетонафтепоп (412]
Тиоиндоксил [412]
р-(4-Тетралон-1)-пропионовая
кислота [413]
Тетрагидрохинолон-2 [414]
2-Метплантрон-9 [415]
4-Бром-7-метоксииндапон-1 [416
Антрон [417]
Продукт реакции
Ацетонафтепоп (412]
Тиоиндоксил [412]
р-(4-Тетралон-1)-пропионовая
кислота [413]
Тетрагидрохинолон-2 [414]
2-Метплантрон-9 [415]
4-Бром-7-метоксииндапон-1 [416
Антрон [417]
а-Нафтилацетилхлорид
Хлорангидрид фенилтиогликолевой кислоты
Хлорангндрид 3-фенилпимелиновой кислоты
Анилид р-хлорпропиоповой кислоты 2-(4'-Метилбенэил)-бензойная кислота 2-Б ром-5-метоксигидрокОричная кислота Бромангидрид о-бромметилбензойной кислоты +бензол
В иачестве примера приведен синтез бензоциклооктапона [418], что одновременно является примером синтеза по методу разбавления.
Бензоциклооктанон. В колбу емкостью 4 л, снабженную мешалкой и обратным холодильником, помещают 100 г (0,75 лоль) тонко растертого А1С13 и 1750 мл CSg, перегнанного над А1С13. Затем при перемешивании и энергичном кипячении с обратным холодильником прибавляют по каплям в течение 40 ч 45,6 г (0.216 моль) хлорангидрида е-фенилкапроновой кислоты в 1250 мл C6g через обратный холодильник таким образом, чтобы стекающий растворитель разбавлял рас-" твор хлорангидрида. Через некоторое время реакционная смесь окрашивается, а на стенках колбы образуется темио-коричневая корка. После окончания прибавления хлорангидрида смесь кипятят еще 2 ч, затем отгоняют растворитель и гидролизуют остаток в колбе, добавляя 1 кг ледяной кашицы. Продукт исчерпывающе отгоняют с водяным паром, дистиллят (около 5 л) насыщают NaCl и экстрагируют продукт эфиром. После отгонки эфира кетоп перегоняют в вакууме при 146—148® С. Выход продукта 25,9 г (68% от теоретического). При более тонкой разгонке получают бензоциклооктанон в виде бесцветной жидкости с т. кип. 148—148,5° С (12 мм рт. ст.).
В качестве катализатора при синтезе подобных циклических соединений применяют также фтористый водород [415], полифосфорную кислоту [416], хлоронись. фосфора [419] илн хлорид цинка [420].
Ацилирование алициклических соединений или олефином. Подробно исследована реакция Фриделя — Крафтса циклопарафинов с ацетилхлоридом [421]. Установлено, что в зависимости от условий реакции образуются насыщенные или ненасыщенные кетоны, а При использовании в качестве исходного соединения циклогексана протекают перегруппировки с образованием производных метилциклопен- тапа (см. также [422—424]). •
[412][413]414415416417418419420421 [422 [423 [424[412][413]414415416417418419420421 [422 [423 [424Friedlaender, Fortschritte der Teerfarbenfabrikation, 10, 199 (1910—1912); 9, 562 (1908-1910).
[412]
[413]
414
415
416
417
418
419
420
421 [422 [423 [424
[412]
[413]
414
415
416
417
418
419
420
421 [422 [423 [424
R. H. Manske, J. Am. Chern. Soc., 53, 1104 (1931)..
F. Mayer et a[, Ber., 60, 858 (1927).
L. F. F i e 3 e г, H. Heymann, J. Am. Chcm. Soc., 64, 376 (1942).
H. R. Snyder, F. X. Werber, J. Am. Chern. Soc., 72, 2965 (1950).
F. Mayer, W. Fischbach, Ber., 58, 1251 (1925).
49*49*R. Huisgon, W. Rapp, Ber., 85, 826 (1952).
49*
49*
реакция Фриделя — Крафтса возможна также для циклических олефинов, при этом в качестве катализатора применяют SnCl4 [425, 426]:
свн5сн.2со
<№с11гсоа + №>
Реакция хлораигидрида фенплуксусноц кислоты с циклогексеном проходит с выходом ниже 30%. Более высокие выходы достигаются при использовании ацетил- хлорида и хлористого цинка в качестве катализатора (например, 1-ацетилцикло- гексен-1 образуется с выходом 60% от теоретического [427, 428]) пли уксусного ангидрида и хлористого цинка [429].
1-Ацетилцнклогексен-1. В колбу с мешалкой Хершберга, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, капельной воронкой и термометром, погруженным в реакционную смесь, вносят 123 а (1,5 -ноль) циклогексена и 260,5 г (1 моль) SnCl4. Колбу охлаждают льдом и прибавляют по каплям в течение 30 мин 102 е (1 моль) 99—100%-ного уксусного ангидрида таким образом, чтобы температура реакционной смеси колебалась в интервале 25—35° С. Затем реакционную смесь в течение 15 .чин перемешивают на ледяной бане, выливают на 300—400 г раздробленного льда и экстрагируют продукт эфиром. Эфирный раствор промывают раствором NaHCO3 и водой и сушат над CaClo. Эфир отгоняют, а остаток фракционируют (с колонкой) в вакууме. Выход продукта 6.7 г (54% от теоретического, считая на ацетангидрид); т. кип. 65—69D С при 5 о рт. ст. (202,5° С при атмосферном давлении); т. пл. семикарбазона 220° С; т. пл. оксима (из водного спирта) 58—59° С. Побочными продуктами являются хлорциклогексан (т. кип. 142° С) и циклогексилацетат (т. кип. 174—175° С).
С хлорангидридами кислот реагирует также ацетилен [430], давая р-хлор- иинилкетоны с выходом 62—80% :
RCOC1 + CH=CH —> НСОСН=СНС1
Алкилирование [431, 373]
Алкилирование по Фриделю — Крафтсу не имеет такого препаративного значения, как ацилирование. В качестве катализатора вместо более ангинного А1С13 * используют TiCl4 [382], который хорошо растворяется в органических средах, не вызывает полиалкилирования и способствуег введению алкильного остатка только в пара-моложопие к уже имеющемуся заместителю. Алкилирующими средствами могут служить алкилхлориды или олефины, а также спирты. При использовании спирта необходимо эквимолекулярное количество TiCJ4, а п случае алкилхлоридов тли олефинов достаточно его следов. Можно использовать также FeClg, например, гри введении трет-бутпльно! о остатка в о-ксилол [388] выход продукта достигает 73%. В качестве алкилирующих средств наряду с галогенидами применяют также
' См. также Ч. Томас, Безводный хлористый алюминиС в органической химии, пер. с англ., Издатинлит, 1949
’425] И. Borgs, Вег., 67, 238 (1934).
'426] W. С о о k, L. II о w е t t, J. Chern. Soc., 1933, 1098.
R. E. Christ, R. C. Fuson, J. Am. Chern. Soc., 59, 893 (1937).
1.. R u z i с к a, D. R. Kool 1> a a s, A. II. W i n rl, Helv. chim. acta, 14, 1157 (1931).
E. E a r 1 Royals, C. M- П c n d г у, J. Org. Chem., 15, 1147 (1950).
С. С. P r i c e, J. А. Г a p p a 1 a r d o, J. Am. Chem. Soc., 72, 2613 (1950).
Обзорная статья: С. C. Price, Org. Reactions, 3, 1 (1946); A. W. Г г а и c i s, Chem. Rev,, 43, 257 0948); O. Calloway, Chem. Rev., 17, 327 (1935); С. C. Price, Chem. Rev., 29, 44 (1941).
>фиры п-тол>олсульфокислоты [-132 -434]. Реакции олефинов, также применяемых вместо галопчшдои, протекают таким образом, как будто в процессе реакции происходит присоединение хлористого водорода. Так, проиплен реагирует как изопро- пилхлорид, а изобутилен — как треш-бутилхлорид.
При алкилировании соединениями, содержавший более двух атомов углерода, всегда образуются производные с разветвленной боковой цепью. Например, при реакции и-пропилхлорида с бензолом получают изопропилбензол, а не н-пропил- бензол. Однако в некоторых случаях алкилирование протекает без изомеризации: если реакцию проводят при низких температурах или с соединениями, содержащими длинные углеродные цепи |432. 433].
Обычно для синтеза алкилароматических соединений с неразветвленной боко- в ой цепью применяют реакцию Вюрца — фиттига. Оба метода дополняют друг друга.
Октадецилбепзол [432]. От 156 г бензола отгоняют для его осушка 39 г; остаток смешивают с 42,5 г (0,1 .ноль) н-октадецил-и-толуолсульфопата и 13,3 з (0,1 лоль) А1С13 и перемешивают 15 ч при комнатной температуре, 10 ч при 50— 55° С и 14 ч при комнатной температуре. Темно-оранжевую смесь переносят в смесь льда (избыток) л НС1. Органический слон отделяют, промывают теплой разбавленной НС1, сушат пад СаС]2 и отгоняют бензол. Остаток перегоняют в вакууме водоструйного насоса и затем при остаточном давлении 0,25 .ч.м pm. cm. Выход продукта 24.2 г (7.3% от теоретического); т. кил. 155— 16DV С (0,25 льм pm.. cm.).
Для синтезов алкилбензолов и алкилнафталинов по Фриделю — Крафтсу ■в качестве катализатора можно применять также амальгамированный алюминии [397], который непосредственно гюред реакцией активируют алкилхлоридом. В некоторых случаях эта реакция протекает с хорошим выходом, причем образования смол и побочных продуктов по наблюдается.
Внутримолекулярным алкилированием можно получить циклические соединении. При циклизации хлорацетилдифениламина нагреванием с А1С13 получается N-фенилоксиндол с выходом 90% от теоретического [435]:
01—СН201—СН2ОдИбОдИб
01—СН2
01—СН2
ОдИб
ОдИб
При действии формальдегида и хлористого водорода на фепилэтиловый спирт образуется изохроман с выходом более 90% от теоретического [436]. Возникающий в качестве промежуточного продукта хлорметилфеппловый эфир циклизуется с от- щеплспием хлористого водорода даже без добавки специальных катализаторов:
СН2 \ сн2онСН2 \ сн2он
СН2 \ сн2
он
СН2 \ сн2
он
При реакции ароматических слецпшчгпй с циклическими шерически напряженными эфирами образуются соответствующие оксидлкилпроизнодные. Из окиси
О.A. S h i г I оv, J. R. Z i е I z jr.,J. Am. Chern. Soc.,75, 6333 (1953).
]j.G i 1 m an,J. Л. V. Turek jr.,J. Am. Chern. Soc.,61, 478 (1939).
W.J. 11 i c k in b о t t о m, N. W. Roger s, J. Chem.Soc., 1957, 4124.
P.Chovin,J. Cuntharl, Bull.Soc. chim. France [5], 12, 100 (1945).
A. Biecho, E. Schmit z, Rer., 89, 1254 (1956).
этилена и бензола с выходом 70% от теоретического получается фенилэтиловый спирт [437]
/Cl^CH.OH
| ||+ПгС-СН2 —> f jf
в то время как из триметиленокелда и бензола образуется гидрокоричный спирт [438]- Лактоны также вступают в аналогичную реакцию. Например, из бутиролактона- и бензола н присутствии 0,3 моль А1С13 получают с выходом 73% от теоретического у-фонилмасляную кислоту, а в присутствии 0,6 моль А1С13 — тетралон с выходом 66% от теоретического [439], Описан также синтез замещенных пропионовых кислот при помощи р-лактонов [440].
Особенности реакции Фриделя — Крафтса
Замена ацилгалогепидов другими соединениями. Вместо хлорангидридов карбоновых кислот иногда применяют также соответствующие ангидриды карбоновых кислот или даже сами карбоновые кислоты. Ракция с ангидридами протекает по- схеме:
СвНв+(СНзСО)2О —► СбНбСОСПзЧ-СНзСООН
Очень часто, например в случае ацетофенона, выходы продуктов при этом значительно выше, чем при реакции с соответствующими хлорангидридами кислот. В качество мягкого конденсирующего средства здесь особенно пригоден трифторид бора [385, 386].
2-Ацетилтиофен. К охлажденной льдом до 10° С смеси 252 г (3 .ноль) тиофена и 107 е (1 моль) 95%-ного уксусного ангидрида прибавляют 4 г комплекса. BF3 с метиловым спиртом (60% BF3). При этом температура сразу повышается до 13° С, а через 5 мин понижается до 5° С, после чего ледяную банку удаляют и колбу нагревают в течение 2 ч при 505 С. Затем к реакционной смеси прибавляют 200 мл воды и перемешивают 15 -чип. Нижний органический слой отделяют, промывают 10%-ным раствором Na2CO3 до нейтральной реакции и перегоняют. Получают 180 г непрореагировавшего тиофена и 84 г (70% от теоретического) 2-ацетилтиофспа; т. кип. 87 —88° С (8 .м.к рт. ст.); п^ 1,5666.
2-Ацетилтиофен можно получать в присутствии 85%-ной фосфорной кислоты [441]. В качестве катализатора применяют также чистую фосфорную- [394] или серную [442] кислоты.
При реакции циклических ангидридов дикарбоновых кислот (см. обзор [373]) получаются соответствующие котокислоты. Например, из ангидрида фталевой кислоты и бензола образуется о-бензоилбензойная кислота с выходом более 90% от теоретического [443]. Взаимодействие янтарного ангидрида с бензолом дает р-бен- зоилпропионовую кислоту [444], а с анизолом в присутствии А1С13— р-(и-анизоил)-
Н. Н о р f f, К. Koulen, Вег., 85, 897 (1952).
S. Searles, J. Am. Chern. Soc., 76, 2313 (1954).
W. E. T г u с e, С. E. О 1 s о n, J[ Аш. Chern. Soc., 74, 4721 (1952); С. E. 0 1- son, A. R. В ader, Org. Synth., 35, 95 (1955); W. L. M о s b y, J. Org. Chern. r 18, 964 (1953).
J. Ilarley-Mason, Chern, a. Jnd., 1951, 886; J. Chem. Soc., 1952, 2433; T. L. Gresham et al., J. Am. Chem. Soc., 73, 2345 (1951).
J. Kellett, H. E. Rasmussen, Ind. Eng. Chem., 40, 384 (1948).
S. S. I s г a e 1 s t а ш, H. Stephen, J. South African Chemical institute, 26, 41, 49 (1943); 27, 15 (1944).
C. F r i e d e 1, J. M. С r a f t s, Ann. Chimie [6], 14, 446; FrdL, 16, 376 (1931); G. Heller, Angew^Chem., 19, 669 (1906); Ber., 41, 3631 (1908).
S. G a b г i e 1, J. С о 1 m a n, Ber., 32 , 395 (1899),
пропионовую кислоту с выходом 93% от теоретического [445]. Реакция малеинового ангидрида с -и-ксилолом легко проходит в тетрахлорэтапе в присутствии А1С18 при 0° С с образованием р-(2,4-диметидбензоил)-акриловой кислоты (выход 91% от теоретического) [446].
Реакция с двуокисью углерода протекает не однозначно; при взаимодействии с бензолом в присутствии А1С13 наряду с бензойной кислотой образуется бензофенон.
Ацилирование можно осуществлять также непосредственно карбоновыми кислотами. Многоатомные фенолы реагируют уже в присутствии ZnCl2 [389]. При взаимодействии избытка толуола и уксусного ангидрида в присутствии избытка А1С]а выход кетона выше, чем следовало бы ожидать по уравнению:
С6НБСН3 + (СН3СО)2О —> СИ8СвН4СОСНз+СН3СООН
11а основании этого был сделан вывод, что образовавшаяся уксусная кислота с избытком А1С1а дает ацилирующий агент. Такое предположение было подкреплено наблюдением, что из смеси уксусной кислоты и А1С1д отгоняется с 20%-ным выходом ацетилхлорид [447]. Вследствие этого оказалось возможным осуществлять ацетилирование уксусной кислотой в присутствии А1С13.
Ацетофенон [447]. Нагревают при 86° С (т. кип. бензола) в течение 5,5 ч 390 а (5 .моль) бензола, 60 г (1 жоль) ледяной уксусной кислоты и 400 г А1С13. Выход ацетофенона 77 г (64% от теоретического).
Этот метод можно распространить на ароматические карбоновые кислоты [447]. Так, из мезптилена и уксусной кислоты в присутствии смеси фосфорного ангидрида и кизельгура [394, 448] получают ацетомезитилен с выходом до 82,5%.
Следствием относительно высокой температуры реакции при использовании этего метода может быть образование побочных продуктов. Например, при ацетилировании нафталина образуется дипафтил.
При выборе метода следует принимать во внимание его экономичность. При дешевых исходных веществах можно применять уксусную кислоту, примиряясь с незначительным выходом продуктов, чего не следует делать при ацилировании трудно доступных веществ, например тиофена. В тех случаях, когда ацилируемое соединение или ацилирующий агент является ценным соединением, рекомендуется метод, дающий высокие выходы.
Реакция с галогенидами более сложного строения. Фосген может реагировать с отщеплением одного или двух атомов хлора. При этом образуются хлорангидриды карбоновых кислот или карбоновые кислоты, или же кетоны [449]. Например, нз диметиланилина и фосгена без катализатора получают п-диметилампнобензойную кислоту с выходом 50% от теоретического [450].
При использовании оксалплхлорида образуются дикетоны (бензол —► бен- зил). Одндко в условиях реакции оксалилхлорид частично разлагается с выделением фосгена, что может привести к хлорангидриду или монокетону [451]. С несимме^ич- ным лито лил эти л сном, например, оксалилхлорид реагирует с образованием 0,р-ди- толилакрилог.ой кислоты (яыход 80% от теоретического) [4521.
[4451 D. G. Thomas. А. Н. Nathan, J. Am. Chem. Soc., 70. 331 (1948).
D. P a p a et al., J. Am. Chem. Soc., 70, 3356 (1948); O. Grummitt, K. 1. В с c k с г, C. Miess e, Or?. Synth., 29, 11 (1949).
]447] P. H. Groggins R. П. Nagel. A. J. S t i r t 0 n, Ind. Eng. Chem., 26, 1313, 1317 (1934).
G. M. К 0 9 о 1 a p о f f, J. Am. Chem. Рос., 69, 1651 (1947).
C. L i e b e г m a n n. M, Z suf fa. Ber., 44, 202 (1911); 45, 1186 (1912); TI. S t a u d i u g 0 r. Ber., 41, 3558 (f908).
I), s. в rosl 0 w, J. Am. Chem. Soc., 72, 4244 (1950).
II. G. Latham jr., E. L. M a v, E. M 0 s e t t i g, J. Am. Chem, Soc., 70, 1079 (1948).
F Bergmann ct al., J. Аш. Chem. Soc., 70, 1612 (1948).
Интересно применение оксалплхлорнда для синтеза метнлтлопзатина с хорошим выходом [453]:Интересно применение оксалплхлорнда для синтеза метнлтлопзатина с хорошим выходом [453]:СОС1СОС1НзС-НзС-СОС1СОС1ИзСхИзСх-о-оСОС1
Интересно применение оксалплхлорнда для синтеза метнлтлопзатина с хорошим выходом [453]:
Интересно применение оксалплхлорнда для синтеза метнлтлопзатина с хорошим выходом [453]:
СОС1
СОС1
НзС-
НзС-
СОС1
СОС1
ИзСх
ИзСх
-о
-о
Хлораигидриды эфиров дикарбоновых кислот также могут реагировать по Фри- . делю -- Крафтсу. Так, из эфира монохлорапгидрида щавелевой кислоты образуется эфир арплглиоксалевой кислоты [454, 455]
АгН + С1СОСООС3Н5 —* ЛгСОСООС2Н5
который можно использовать, например, для получения арплуксуспых кислот [455] или альдегидов (стр. 816).
При синтезе ароилбензойных кислот или их эфиров метиловый эфир хлоран- гидрида фталевой кислоты обладает рядом преимуществ по сравнению с фталевым ангидридом (более короткое время реакции, более низкая температура, хорошие выходы [456] и более удобпое выделение продуктов реакции, гак как они являются нейтральными соединениями).
В случае галогенцианов с хорошими выходами образуются нитрилы [457, 458]. Описано также цианирование дицианом [459]. Хлорашидрид циануровой кислоты реагирует с заменой всех трех гномов хлора.
Карбамоилхлорид в форме его комплекса с А1С13 может найти применение для внедепия карбамидной группы [460]:
АгН + С1СО№ ArCONHj
Из дифенила и карбамоилхлорида получают с выходом 83% 4-фенилбепзамид [461]. Взаимодействие имидхлоридов с фенолами приводит к фоиолкетопам [462]:
дг—С—С1-| НАг'ОН ——^ Аг—С—Аг'ОНАг-СО-Аг'ОН
N-C8H5N—С6Н6
Синтезы альдегидов и карбоновых кислот [463, 464]
При взаимодействии ароматических соединений со смесью окиси углерода и хлористого водорода в присутствии смеси Л1С13 и CuCl получают соответствующие ароматические альдегиды. Из окиси углерода и хлористого водорода, вероятно, образуется формилхлорид, который, однако, стабилен только в форме комплекса с, ЛК2г. Этот комплекс реагирует как хлорангидрид:
АгСНО | НС1АгСНО | НС1АгИ-|- [Нс/° 1 А1С,У
АгСНО | НС1
АгСНО | НС1
L C1J
D. Р а р а, Е. Schwenk, II. F. G i n s b e г g, J. Org. Chern., 14, 723 VI949).
L. R о s e r, Ber., 14, 940, 1750 (1881): L. В о u v e a u 1 t, C. r., 122, 1062, 1207 (1896); L. В о u v e a u I t, Bull. Soc. chim. France /3], 15, 1014 (1896).
K. Kindler, W. M e I z e n d о r f, D s c h i - у i u - К w о k, Ber., 76, 308 (1943).
[45G] C. D [I f г a i s s e, A. A 1 1 a i s, Bull. Soc. chim. France [5], Ц, 531 (1944).
P. К а г r e r, A. Rehmand, E. Zeller, Helv. chim. acta, 3, 267 (1920);
2, 482 (1919).
G. W, Gray, B. Jones, J. Chern. Soc., 1954, 678.
G. J. Jan z„ J. Am. Chern. Soc,., 74, 4529 (1952).
L. Gattermann, Ann., 244, 50 (1888). .
H. H о p f f, IL О h 1 i ng e r. Angew. Chem., 61, 183 (1949).
R. P h a d k e, R. G. S h a h, J. Indian Chem. Soc., 27, 349 (1950).
Обзорная статья: N* N. С г о u n s e, Org. Reactions, 5, 290 (19521.
H о u b e n - W e у 1, Methoden dor organischeu Chemie, Bd. 7/1, 1Й52, S. 16; Bd. 8, 1952, S. 377.
Этот синтез, называемый синтезом Гаттермана — Коха, в некоторых случаях применяете» в промышленности. Для лабораторных релей он менее пригоден, так как неудобен в препаративном отношении, длителен и в некоторых случаях должен проводиться под давленном. Его применении ограничивается, в основном, реакцией с алкплбензоламп. Реакцию осуществляют пропусканием сухой смеси СО и НС1, выделяемой из хлорсульфоновой и муравьиной кислот |465]. в раствор углеводорода в эфире или нитробензоле в присутствии А1С13 и CuCL Выход составляет около 30 50%, а при проведении реакции под давлением в отсутствие СиС1— 80 — 90% [446]. О получении п-толилальдегида см. [467].
Для формилпрования фенолов и эфиров фенолов реакция Гаттермана — Коха но пригодна. Однако, ко Гаттерману (см. [468]), хорошие результаты получают, если формплируемое вещество обрабатывают смесью хлористого водорода и синильной кислоты в присутствии ZnCL. Вначале образуется гидрохлорид альдимина, омыление которого дает альдегид:
АгН-ПСКЧ НС1 ~^!^» ArCH —NH-HC1 —► АгСНО
Удобным лабораторным методом является модификация этого метода, разработанная Адамсом и сотр. [469], которые вместо смеси синильной кислоты и хлори- ' стого водорода применили смесь цианида цинка и хлористого водорода: Выходы иногда превышали 90% •
Реворциловый альдегид [469]. Колбу емкостью 500 мл снабжают хорошей мешалкой, широкой трубкой для подвода газа и обратным холодильником, конец которого соединен с промывной склянкой с H2SO4. К пей присоединяется предохранительная склянка, от которой отходит трубка, опущенная над раствором NaOH. К 20 г резорцина в 150—200 мл сухого эфира прибавляют 1.5 моль сухого цианида цинка па 1 мемь фенола. Затем при перемешивании быстро пропускают сухой IIC1. Продукт реакции выделяется в виде густого Масла, которое затвердевает через 10—30 мин. После 1,5 ч эфир обычно насыщается. Медленно пропускают ток НС1 н течение еще 0,5 ч. Затем эфир сливают, к гидрохлориду имида прибавляют 100 мл в ори. нагревают раствор до кипения, фильтруют и охлаждают. Выделяется около половины всего количества альдегида. после отделения которого остаток альдегида выкристаллизовывается через 10 — 15 ч. Внхоя продукта около 95% от теоретического; т. пл. 135— 136° С (перекристаллизация из воды с углом).
О получении безводного цианида цинка см. в оригинальной работе.
В эту реакцию вступают также ароматические уысводороды, особенно по модифицированному способу Хпнкеля [470]. который использовал аддукты А1С13 и HCN.
Дальнейшее улучшение модификации Адамса — повышение температуры реакции до 70° С, применение п качестве растворителя тетрахлорэтапа дает очень хорошие результаты при реакции с ароматическими соединениями [508].
Имеются сообщения о формилпрованли с очень хорошим выходом производных пиррола смесью синильной кислоты и хлористого водорода при использовании в качестве растворителя смеси эфира и хлороформа пр методу Фишера и Цервека [472].
Вариант реакции Гаттермана — Коха, применяемый для форматирования ароматических углеводородов, фенолов, эфиров фенолов и гетероциклов состоит
L. Bert, С. г., 221, 77 (1945).
|4fl6J J. Л. Holloway, N. W. Krase, Ind. Eng. Chern., 25, 497 (1933).
G. IL С о 1 е m a n, D. С г a i g, Org. Synth., Coll. v. 2; 1943, p. 583.
W. E. Truce, Org. Reactions, 9, 37 (1957); Houben-Weyl, Methodon der organischen Chemie, Bd. 7/1. S. 20.
R..A d a ms, I. Levine, J. Am. Chern. Soc.. 45, 2373 (1923); R. Adams, E. Montgomery,/. AiB. Chern. Soc., 46, 1518 (1924).
1470J L. E. 11 i n k e 1, E. E. А у 1 i n g, J. И. В e у n о n. J. Chern. Soc., 1936, 339.
H. G г о 6, J. RuSche, M. M i г s c h. Chern. Ber., 96, 1382 (1963).
1472] S. F. McDonald, J. Chern. Soc., 1952, 4184.
во взаимодействии алкилдихлорметиловых эфиров с ароматическими соединениями в присутствии SnCl4 или А1С13 (выход 70—90%) (473]:
АгН + ВОСНС12 -^^ [Ar—СНС1—OBJ -2^» АгСНО
О формилировании соединений с активированной метиленовой группой см. [474]; ацетилацетов, например, реагирует следующим образом:
(СНзОО)2СН2 + НСХ+НС1 •—*- (CH»CO)3CH-CH=NH-HC1
Ароматические карбоновые кислоты в некоторых случаях были получены но реакции типа Фриделя — Крафтса (стр. 774) [464]. Удобный лабораторный способ непосредственного карбоксилирования ароматических соединений состоит во взаимодействия ароматических соединений с пирокатехиндихлорметилеповым эфиром в присутствии А1С13 или SnCl4 [471]. Этот способ применим для карбоксилирования ароматических углеводородов, конденсированных ароматических соединений, фенолов, эфиров фенолов и ароматических гетероциклов. Выход обычно 80— 96% от теоретического.
О ОII
CL / \/\ ’• AiC1« Аг—С—Ох .
А'Н-jLS£L- ХА —- Агсоон
Опо/4^
Реакция Реймера — Тимана [475] основана на взаимодействии фенолов с хлороформом в щелочной среде с образованием альдегидов:
ОНОНОН
1 /Сно 1
А+сиОз-2У125-Al +А
Ано
Этот синтез пригоден для форматирования многих соединений, однако дает невысокие выходы, и поэтому обычно применяют другие методы, например метод Гаттермана.
Получение 2-оксипафтальдегида-1 протекает с 38—48%-ным выходом [476]; пиррол по Реймеру — Тиману также можно формилировать в «-положение [477].
Пирролальдсгид. К смеси 210 г хлороформа, 600 .ил спирта, 60 г свежепсро- гнанного пиррола (т. кип. 124° С) и 200 лл воды прибавляют и течение 45 .чип при 40° С и энергичном перемешивании раствор 240 г КОН в 480 .ил поды. Температура смеси повышается до 45—60° С. Перемешивают еще 1 ч п выдерживают смесь 15 ч при 55—60° С. Затем как можно быстрее отгоняют cnupi и продукт перегоняют с перегретым до 200" С водяным паром до тех пор, пока в колбе не останется лишь небольшое количество вяякого остатка (5—8 л дистиллята). Дистиллят насыщают NaCl, продукт экстрагируют 2—3 раза эфиром (порциями по 1 л), экстракт сушат над К2СО3 и упаривают до объема 100 лл. Остаток перегоняют в вакууме. Пирролальдегид (т. кип. 108—109J С при 14 лж pin. ст.) отгоняется в виде бесцветного масла, которое быстро затвердевает. При дальнейшей очистке быстрой перекристаллизацией из петролейного эфира получают 16—18 г продукта; т. нл. 50° С.
A.R i е с h е, Н. G г о g, Е.II б f t, Chern. Вег., 92, 88 (1960);Н. Gг <> 0,
А.В 1 с с h е. G.Matthey,Chern. Вег., 96, 308 (1963).
И.W i е 1 a n d,Е. D о г г е г,Вег., 58, 818 (1925); 63, 404 (1930).
Н.W у n Ь е г g,Chern. Bev.,60, 169 (I960); Ц о u b с n - W е у 1, Bd.7/1,
S. 36.
A. R и s s е 11, L. В. L о с k h а г t, Org. Synth,, Coll. v. 3, 1955, p. 463.
Г. ф н ш e p, Г. О p т. Химия пиррола, пор. с нем., ОНТИ, Хпмтеорет, 1937.
• IV. Образование С—С-связей в результате отщепления металла *в виде его галогенида
■ Отщепление металла галогеном имеет практическое значение только в особых случаях. Например, 1,4-днкетоны типа ацетонилацетона получают следующим образом [478]:
.CH3COCII—COOR
2CII3COCH-COOR + I2|—> (СН3СОСН2)а .
|СН3СОСН—COOR
Na
Эфир диацетилянтарной кислоты., К 125 г ацетоуксусного эфира в сухом эфире прибавляют 5 г натриевой проволоки; при этом водород вначале выделяется . очень бурно, но вскоре натрий обволакивается натрийацетоуксусным эфиром. Проводить операцию удобнее всего в толстостенном сосуде с пробкой, снабжен, пом холодильником с хлоркальциевой трубкой. Через 1—2 ч, когда основная ' реакция закончится, холодильник удаляют, а скляпку закрывают и хорошо - встряхивают. После многократного встряхивания натрий растворяется; затем прибавляют порциями при непрерывном встряхивании раствор 20 г иода в эфире, ■' причем нод мгновенно расходуется и выделяется Nai. После появления устой- L чивой окраски нода раствор фильтруют и испаряют эфпр. Оставшееся масло Г.скоро затвердевает. Его отжимают на пористой пластинке и перекристаллизо-
гвывают из 50%-ной уксусной кислоты. Выход, по данным Кнорра, переменный:
:при обработке маточпых растворов он составляет 40% от теоретического. При
.., больших загрузках маслянистую часть можно также встряхивать с раствором . • соды и при этом получать дополнительные количества эфира диацетилянтарном кислоты. О температуре плавления (85—90° С) см. оригинальную литературу. Из этого соединения может быть получен ацетопилацСтон [479].
Описано получение эфира этантетракарбоновой кислоты из натриймало- " нового эфира и пода, которое протекает с почти количественным выходом [480].
( V. Отщепление воды с образованием новой С—С-связи
■.'1. Алкилирование
• ,■ Углеродную цепь высших алифатических спиртов можно удлинить ио реак
ции Гербе:
RONa-1-И—R'OH —► R—R'OTT + NaOH
. " Механизм этой реакции не выясноп. Она приводит к образованию самых разно- "•образных продуктов; побочной реакцией прежде всего является получение различ- •вых жирных кислот. Поэтому реакция нс нашла практического применения, хотя шоздпее была подробно исследована [481].
Спиртами можно алкилировать соединения, содержащие активированные метиленовые группы; при этом также отщепляется вода. Из ацетоуксусного эфира и -изопропилового спирта в присутствии BF3 с 60—70%-ным выходом образуется изо- щропилапетоуксусный эфир ]482]. Описана реакция малонового эфира с ксаптгидро- •лом [483].
Реакция с отщеплением воды гладко протекает между спиртами и ароматическими углеводородами. Для конденсации особенно пригодны спирты типа бензилового и высшие алифатические спирты с длиной цепи не менее трех атомов углерода.
L. Knorr, F. Haber, Пег., 27, 1155 (1894); Е. Fischer, Ann., 306, 356 и примечание (1899); Anleitnng znr Darst. org. Praparate, Verlag Vieweg, Braunschweig, 1930, S. 53.
L. Knorr, Ber.. 22, 2100 (1889).
{480] С. A. В i s c h о f f, C. Rach, Ber., 17, 2781 (1884).
Ch. Weizmann, E. Borgmann, M. Sulzbacher, J. Org. Chem., 15, 54 (1950)..
J. T. Adams, R. L e v ine, C. R. Hanse r, Org. Synth., 27, 35 (1947). {483] R. G. J о n e s. et al. J. Am. Chem. Soc., 70, 2843 (1948); K. Ziegler, Ann., 434, 60 (1923).,
При взаи» «действии бензилового спирта с бензолом и смесыо уксусной и серной кислот получается уже при обычной температуре дифенилметэн 1484J, а из бензгидрола при кипячении с толуолом и пятпокисью фосфора с почти теоретическим выходом образуется дифенилтолилметан [485]. .
При реакции с алифатическими спиртами ле удастся ввести нормальные цепи, а всегда получаются, как и при синтезе Фриделя — Крафтса с алкилхлоридами, разветвленные соединения. Алкилирование ароматического ядра действием спирта в некоторых случаях используется для промышленного получения алкпларомати- ческих соединений, папримор, кумола из бензола и изопропилового спирта или тимола из .и-крезола и изопропилового спирта [486]. Обычно в качестве конденсирующего средства применяют сорную кислоту [487], по пригодны и другие катализаторы,- например SnCl4, ZnCl3 [488], и-толуолсульфокислота [489] и Л1С13 [490, 491]. При алкилировании первичными спиртами с длиной цепи от 4 до 12 углеродпых атомов в присутствии BF3 и фосфорного ангидрида [492, 493] выходы достигают 80%. Особенно хорошим катализатором для алкилирования фенолов и эфиров фенолов явлиется фосфорная кислота [494].
Кумол. В течение 3—4 ч при 65° С нагревают 50 г бензола с 19 г изопропилового спирта и 400 мл 80% -ной H2SO4. После обычной обработки получают кумол с выходом 65% от теоретического.
'{’аким же образом реагируют толуол, ксилолы, крезолы, фенолы, резорцин, о-иитротолуол, хлорбензол и нафталин с изопропиловым спиртом, вторбутиловым и изобугиловым спиртами и циклогексанолом.
л-Цимол можно получить из толуола и изопропилового спирта в присутствии НоР04 с выходом 80% от теоретического [495]. яшор-Бутилбензол в присутствии BF3 и Р2О5 синтезируют следующим образом [492].
^тор-Бутидбензол. Раствор 156 г (2 л<оль) бензола в 37 г (0,5 моль) «-бутилового спирта перемешивают и охлаждают водой, пропуская в это время RF3, пока не поглотится 34 г (0,5 жаль) (тяга!). Затем быстро прибавляют 17,7 г (0,125 моль) Р2О5 и медлеппо при перемешивании доводят до кипения. Раствор становится мутным и разделяется па два слоя, после чего перемешивание прекращают. Нагревание продолжают еще 3 ч. Затем верхний слой отделяют, промывают разбавленной водной щелочью и фракционируют, собирая продукт с т. кип. 170—172° С (744 мм рт. ст.). Выход продукта 50 г (75% от теоретического).
В качестве примера синтеза при помощи А1С13 приведено получение трет- бутплбензола [491].
трет-Бутилбензол. Суспензию 66,5 з (0,5 .моль) AICI3 в 390 г (5 .цоль) бензола быстро перемешивают и при 20—30е С прибавляют по каплям 74 з (1 моль) трет-бутилового спирта- После выдерживания в течение ночи раствор выливают в смесь мелко раздробленного льда и IIC1. Бензольный. слой отделяют, а из водного слоя продукт экстрагируют эфиром. Объединенный эфирио-бен- зольпый раствор упаривают и остаток фракционируют, применяя колонку длиной 30 см. Выход тре/и-бутнлбензола 65—70% от теоретического; т. кип. 168—170° С (740 мм рт. ст.).
V. Meyer, С. Wurst er. Вег., 6, 964 (1873).":
W. Hemilian, Вег., 7, 1203 (1874).
А. V е г 1 е у, С., 1929, I, 697; англ. пат. 288122, I6/VI 1927.
Н. Meyer, К. В е г u h а и е г, Mh. Chern., 53/54, 721 (1929).
И. п. Ц у К е р в а н и к, В. Сергеева. ЖОХ, 17, 1005. 1009 (1947).
Е. F. Pratt, R. К. Р г е s t о n, J. 1). Drape г. J. Am. Cbem. Soc., 72, 1367 (1950).
R. С. Huston, I. А. К а у е, J. Am. Chern. Soc., 64, 1576 (19 42).,
R.С.II и s t о n,W.В.F о х, М. N. Binder, J. Огц. Chern., 3, 251(1939).
N.F.Т о и 5 5 a iп t,G.F. H e 11 11 i 0 n, J. Am. Gliem. Soc., 62, 1145(1940).
Ch. E. Wels h, G. F. H e и n i о n. J. Am. Chern. Soc., 63, 2603 (1941).
A.E.T s c h i t sc li ib ab i n, Bull. Soc. chim. France [5], 2, 497(1935).
И.П.Ц у к о p ва н и к,Томбо в цен а, ЖОХ, 15, 699, 820 (1945).
Фенолы алкилируются в основном в пара-положение [4961.
Толуидин можно метилировать в ядро действием метанола и хлористого водорода под давлением [497]. Описано также алкилирование анилипа спиртами в ядро- [498] и алкилирование индола спиртами при 220° С л присутствии алкоголятов под давлением [499|.
Циклодегидратацией [500] 1-арилалканолов-З или 1-арилалкаполов-4 легко- получаются производные индана или тетралина. Изомеризации при этом не происходит. Например, из 4-фенилбутилового спирта образуется тетралин, а нс метилгид- риндан. В гидриндановом ряду из соответствующих третичных спиртов получают только 1,1;диалкилпроизводные, например 1,1-диалкил-З-фенилпропанол
/СН2-СН2-С<V он/СН2-СН2-С<V он
/СН2-СН2-С<
V он
/СН2-СН2-С<
V он
в то время как первичные и вторичные гидрокоричные спирты не циклизуются, вероятно, вследствие их полимеризации.
Описано также получение 1,1,6-триметилтетралина (ионена) [501].
1.1-Диметилгидриндан [500]. К 1,2 объемн. ч. 85%-ной H2SO4 медленно при энергичном перемешивании прибавляют по каплям 1 объемн. ч. 1,1-диметил- 3-фенилпропанола, поддерживая температуру реакционной массы 10° С. Реакция, очевидно, протекает мгновенно, однако на всякий случай смесь следует • перемешивать еще 1 ч при комнатной температуре. Затем ее разбавляют 10— 15 объемами воды и перегоняют. От дистиллята отделяют маслянистый слой, а водный слой переносят обратно в перегонную колбу и снова перегоняют. Маслянистый продукт реакции отгоняют еще раз с паром из смеси, в которую добавлепа гидроокись щелочного металла до щелочной реакции. Масло сушат и перегоняют. Выход 1,1-диметилгидрипдала 65% от теоретического; т. кип. 191° С.
По такому же способу были получены 1,1,2-триметилгидриндан (т. кип. 208° G) с выходом 90%, тетралин с выходом 55% и 1,1,4-триметилтегралин ,[502] с выходом 86%.
При перегонке реакционной смеси с водяным мэром в колбе остаются продукты полимеризации в виде вязкого масла или смолы.
Циангидрины могут реагировать с углеводородами; при этом происходит отщепление воды и образование нитрилов. Например, при взаимодействии диметилового эфира пирокатсхипа" с 3,4-диметокснбензальдегидциангидрином с хорошим выходом образуется бис-(3,4-диметоксифенил)-ацетонитрил [503].
ОН
СН30-/_ Ч-| ^н-^-ОСН, —► СП,О-^ ^>-СП-<^_^>-ОСНз
/ CN \оСНзСНзО/ CN \оСНз
R. С. Huston et al., J. Am. Chem. Soc., 58, 439 (1936); 59, 2001 (1937).
[497 R. W. Cripps, D. H. Hoy, J. Chern. Soc., 1943, 14.
I. J. R i n k c s, Rec. trav. chim., 62. 557 (1943).
R. H. С 0 r 11 f о г t h, R. Robinson, J. Chern. Soc., 1942, 680.
M. T. В 0 g e г t, D. D a v i d s о и, J. Am. Chern. Soc., 56, 185 (1934).
M. T. Bogert, D. Davidson, P; M. A p f e I b a и m, J. Am. Chern.
Soc., 56, 959 (1934).
M. С. К I 0 e t z e 1, J. Am. Chem. Soc., 62. 3105 (1940).
A. M u 1 1 о r, M. V a j d a, J. Org. Chem., 17, 800 (1952).
Взаимодействие циануксуспого эфира с циангидрином ацетальдегида в присут- .■ствии алкоголята натрия дает эфир 2,3-дицианмасляной кислоты (выход 80% от •теоретического) [504).
Все описанные выше методы приводят к образованию только одной новой С—С-связи. Если же вместо спиртов применять карбопильные соединения, то одновременно могут образоваться две новые С—С-связи:
R\2RH4-R'—CHO —> >CH-R |-НйО
Примерами таких реакций могут служить получение диарилмстанов из аль- .дегидов и 2 моль ароматического углеводорода
2С1—<( У+С13ССПО2С1—<( У+С13ССПОci—<^2/*ci—<^2/*СС1,СС1,
2С1—<( У+С13ССПО
2С1—<( У+С13ССПО
ci—<^2/*
ci—<^2/*
СС1,
СС1,
■или получение продукта конденсации типа бакелита из фенола и формальдегида.
С образованием двух С—С-связей протекают также реакция ароматических -альдегидов с 2 моль третичного амина, давая производные трифенилмстана
zAr'NR2
ArCHO+2HAr'NR8 —* ArGH< +Н2О xAr'NR8
•и взаимодействие 1 моль фталевого ангидрида и 2 моль фонола или резорцина с образованием фталеинов:
Из 1 моль фталевого ангидрида и 1 моль гидрохинона или пирокатехина, или ■нефенольных ароматических соединений, напротив, образуются антрахиноны:
2. Хлорметилированне [5051
Хлорметильные группы можно непосредственно ввести в ароматическую сп- -стему по схеме:
АгН-|-НСЦ-СН2О —► RCH2CI-I-H2O
В промышленном масштабе этот сиптез проводят без растворителя [506], в то время как для препаративных целей в лаборатории применяют наряду с хлороформом и четыреххлористым углеродом, петролейный эфир или уксусную кислоту, насыщенную НС1. В^качестве конденсирующего средства обычно используют ZnCl2.
A. IT i gso n, J. F. Т h о г р е, J. Chern. Soc., 89, 1455 (1906); R. Р. L i n- s t e a d, M. Whalley,!. Chom. Soc., 1954, 3722.
Обзорная статья: R. C. Fuson, С. H. McKeever, Org. Reactions, 1, 63 (1942).
G. Reddell п, H. Lange, герм. пат. 508890; С., 1931, I, 1830.
В некоторых случаях выходы продуктов увеличивают добавкой фосфорной кислоты. По Вейганду смесь бензилхлорида и кснлилендихлорида получают следующим образом.
Ксилилендихлорид. В колбу для сульфирования емкостью 1 л, снабженную газоподводящей трубкой, обратным холодильником н мешалкой, помещают 84 г ZnCl2, 90 г параформальдегида, 200 мл хлороформа (или четыреххлористого углерода) и 78 а бензола. При перемешивании пропускают сильный ток НС], причем реакционная смесь разогревается. Путем охлаждения в начале реакции или умеренного нагревания о конце поддерживают температуру 50—60’ С. Через 2 ч смесь промывают несколько раа водой, разбавленным раствором соды и опять водой, сушат над СаС12 и отгоняют'основное количество хлороформа. Остаток перегоняют в вакууме и получают 84 г (66% от теоретического) бензилхлорида и 55 а (30% от теоретического) ксплплендихлорида (в основном пара-изомер).
Ксилилендихлорид аналогичным образом можно получить также из бензилхлорида (42 г ZnCa2, 45 г триоксиметилена, 127 г бензилхлорида в 100 мл чотыреххлористого углерода). После окончания реакции продукт экстрагируют эфиром, промывают водой и разбавленным раствором соды, далее обрабатывают, как указано выше. Выход кснлилендихлорида 145 г (83% от теоретического). Из полученной смеси изомеров кристаллизуется 100 г пара-соединения.
Нафталин можно хлорметилировать в а-иоложение [507] с выходом 74-77%.
Вместо смеси формальдегида и хлористого водорода можно также применять монохлорднметиловый эфир. Например, 2,4,6-триизопропилбензол переводят в 2,4,6- триизопропилбензилхлорид [508], используя в качестве растворителя сероуглерод, а в качестве катализатора — SnCl4:
снаа
(С113)3 НС^^СН (СНз)г(СН3)2 НС^/-1ХуСН(СН3)3
[I |СНаОСНгС!|||
1н(СНз),CH(CHs)2
Описано ы-хлорметилированис стирола [509].
Введение а-хлорэтильной группы в ароматические соединения происходит по схеме [510]:
АгН + СН3СНО + НС1 —> АгСНС1СНз + Н2О
Описана также реакция бромметилирования [511, 512], например получение бензилбромида с выходом 86,5% из бензола, формальдегида и бромистою водорода В присутствии смеси уксусной и серной кислот.
3. Оксиметилпроваиис
При реакции форь альдегида с соединениями, содержащими реакционноспособные атомы водорода, в щелочной среде происходит оксиметплирование:
ВН + СН2О —► ВСН8ОН
О.G г um m i 11,A. Buck,Org. Synth., 24,30 (1944).
R.C. Fu s 0 netal., J. Аш.Chern. Soc., 64, 30 (1942); Org.Synth., 23, 5/
6. Wichterle, J. Cerny, Coll. Czech. Chern. Comm., 20, 1288 (1955).
R.L. Fг a n ketal., J. Am.Chern. Soc., 68,1365 (1946);R.Qu e 1 0 t,
J.D u ca s s e,C.r., 208, 1317(1939): Bull. Soc.chitn. France [5],7,196, 205
(1940).
G. Kubiczek. L. Neugebauer, Mh. Chom., 81, 917^(1950).
G. Darzens, C. r., 208, 818 (1939).
Так, при взаимодействии этилового эфира циклогексанон-1-карбоновой-2 кислоты с водным раствором формальдегида в присутствии СаО получают практически с количественным выходом этиловый эфир 2-оксиметилциклогексапон-1-кар- боновой-2 кислоты [513]. При реакции метилэтилкетона с формальдегидом в присутствии NaOH образуется с выходом 70% 2-метилбутанол-Г-оп-3, который при отщеплении воды превращается с выходом 74% в 2-метилбутен-1-он-3 [514].
Описано также оксиметилирование ацетона [515] и фениляитрометапа [516]. Легко протекает в слабощелочных средах введение оксиметильных групп в фенолы. Например, можно получить замещенные 2,6-диоксиметилфенолы с выходами 50— 96% от теоретического [517]. Эта реакция имеет большое значение для синтеза фс- ноло-формальдегидных смол.
Из ненасыщенных соединений взаимодействием их с формальдегидом в кислой среде получают, по Припсу [518], в зависимости от исходных продуктов и условий .реакции 1,3-гликоли [519], или л1-диоксаньт, пли же ненасыщенные спирты [519]:
ПСН2СН=СН2Н-СН2О —> RCH2CH(OH)CH2CH2OH
ВСИ=СНСН2СН2ОНВСИ=СНСН2СН2ОН
ВСИ=СНСН2СН2ОН
ВСИ=СНСН2СН2ОН
4-Фснил-.и-диоксан [520]. К смеси 1350 г 37%-пого раствора- формалина (16,6 моль] и 96 г H2SO4 прибавляют 624 г (6 моль] стирола. Смесь перемешивают при температуре около 93° С (чуть пиже т. кип.) в течение 7 ч. После охлаждения до комнатной температуры прибавляют бензол и верхний слой промывают до нейтральной реакции. Растворитель отгоняют, а продукт фракционируют в вакууме. Получают 32 г стирола. Выход 4-фенпл-.и-диоксана 805 г (86% от теоретического); т. кип. 99° С (2 мм pm. cm.).
Имеются и другие примеры этой'реакции [520, 521, 522]. При взаимодействии ■углеводородов с метоксиметилацетатом происходит ацетоксиметилирование. Например, пл меаитилена образуется с выходом 53% ацетоксимезитилен [523].
ПзС\/^ЛНзН3С,Х/Ч/СН3
I |- СНзСООСН2ОСНз« I
у ХНгОСОСНз
СПзСНз
1513] Ki-Wei Hieing, Ann. Chimie [И], 17, 269 (1942).
J. С о 1 о n g e, L. Gurnet, Bull. Soc. chim. France [5J, 14, 838 (1947).
S. Olsen. Chern. Ber., 88, 205 (1955).
[516J L. F. Fj eser ct al., J. Am. Chern. Soc., 68, 2248 (1946).
J. S t г a t i n g, II. J. Backer, Rec. trav. chim., 62, 57 (1943).
H. J. Prins, Proc. Acad. Sci. Amsterdam, 22, 51 (1919); J. Chem. Soc., 118, I, 42 (1920).
Обзорная статья: E. A r u n d a 1 e, L. A. Mikeska, Chem. Rev., 51, 505 (1952)1 N. C. Yang, D. D. H. Yang, С. B. Ross, J. Am. Chem. Soc., 81, 133 (1959).
M. G. J. Beets et al.. Rec. trav. chim., 70, 29, 20, 25 (1951).
M. G. J. Beets et al., Rec. trav. chim., 71. 343 (1952).
R. W. Shortridge. J. Am. Chem. Soc., 70, 873 (1918).
L. Summo r s, J. Am. Chem. Soc., 76, 3481 (1954).
4. Аминометилирование (реакция Манниха) [524]
С помощью формальдегида в аммиака или первичных или вторичных аминов подвижный водород может замещаться на аминометильную или замещенную амино- г метильную группы. Эта реакция, систематически разработанная Маннихом [525] ! я протекающая по приведенной ниже схеме, нашла в последние годы широкое пре- > паративное применение:
nCOCHs + CHaO + HNRa-HCl —> RCOCH3CHaNRs • НС1 + Н2О
\? Кроме кетонов [526] аналогично могут реагировать также другие соединения i-' с подвижным атомом водорода, например альдегиды [527], ацетилены [528], карбоновые кислоты [529], сложные эфиры или нитропарафипы [530]. В эту же реакцию вступают фенолы [531], а в некоторых случаях и гетероциклические соединения [532].
Вместо формальдегида, который применяется в виде водного раствора или vg форме параформальдегида, в отдельных случаях можно использовать также другие альдегиды, например ацетальдегид [533].
v В качестве аминной компоненты можно применять аммиак и различные пер- ^ Личные и вторичные амины, большей частью в виде солей.
у- Ниже приведено получение гидрохлорида Р-диметиламинопропиофенона [534] рв 2.4,6-трп-(диметиламинометил)-фенола [531].
Гидрохлорид p-диметиламинопропиофенона. В круглодонную колбу ем- костью 500 мл с обратным холодильником помещают 60 г (58,5 мд, 0,5 модЦ р ацетофенона, 52,7 г (0,65 молъ^ гидрохлорида днметиламина и 19, 8 а (0,22 моль1) L параформальдегида. После прибавления раствора 1 мл концентрированной k НС1 (d = 1,19) в 80 мл 95%-ного спирта смесь кипятят в течение 2 ч с обратным к- холодильником. Желтоватый раствор, если он мутный, фильтруют через воронку ^для горячего фильтрования и еще горячим разбавляют 400 мл ацетона. Охла-
!,ждают медленно до комнатной температуры н оставляют на ночь в холодильнике.
Кристаллы отфильтровывают, промывают 25 мл ацетона и сушат в течение 12,5 ч при 40—50° С. Выход сырого продукта составляет 72—77 з (68—72% от
V теоретического); т. пл. 138—141° С. Этот продукт гигроскопичен. После сушки I- в течение еще 4 ч т. пл. повышается до 152—153° С. Продукт можно перекристаллизовать растворением в 85—90 мл горячего 95%-ного спирта и медленным V прибавлением 450 мл ацетона. Выход при перекристаллизации 90%; т. пл.
155-156° С.
№(524] Обзорная статья: F. F. Blicke, Org. Reactions. 1, 303 (1942); Н. II е I I- ma n n, G. О р i t z, Angew. Chern., 68, 265 (1956); В. Reichert, Die Mannich-Reaktion, Springer-Verlag, .1959.
W525J С. M a n n i c h et al., Al*ch. d. Pharm., 250, 647 (1912); 264, 65, 164 (1926); &;265, 684 (1927): Ber., 55, 3510 (1922); 53, 1874 (1920).
№(526] E. C. S p a e t h, T. A. Geiasman, T. L. J а с о b s, J. Org.1 Chern., p:11, 399 (1946); D. R. Howton, J. Org. Chern., 12, 379 (1947); C. Mannich,
Sy O. Hieronimus, Ber., 75, 49 (1942); A. W. Ruddy,). S. Buckley, K:IT., J. Am. Chem. Soc., 72, 718 (1950).
| 1527] C. Mannich, B. Lesser, F. S i ] t e n, Ber., 65, 378 (1932).
2,4,6-Три-(диметиламинометил)-фенол. Смесь 94 г (1 моль) фенола а 720 г- (4 моль) 25%-ного водного раствора диметиламина охлаждают до 20° С в трех- горлой колбе емкостью 2 л, снабженной мешалкой, термометром и капельной воронкой. При перемешивании прибавляют по каплям 350 а 30%-ного водного раствора формальдегида в течение 0,5 ч, поддерживая температуру 25—30° С, и перемешивают еще 1 ч при этой температуре. Затем капельную воронку заменяют на обратный холодильник и смесь при перемешивании нагревают 2 ч на водяной бане. К горячему раствору прибавляют 200 г NaCl и еще около 20 мин нагревают и перемешивают. Органический слой отделяют от горячего раствора, переносят в колбу Клайзена емкостью 500 мл и перегоняют в вакууме. Выход продукта 228 г (86% от теоретического); т. кип. 130—150° С (1 — 2 мм рт» ст.). Слабая красная окраска устраняется при повторной перегонке (т. кип. 130—135° С при 1 мм pm. cm.).
Побочной реакцией является замещение второго подвижного атома водорода на аминометильную группу [524/:
C6H5COCH2CH2NR2-HC1 + CH2O + HNR2 —► СвН5СОСП(СНда2)в*НСЦ-НеО
При взаимодействии с аммиаком или первичными аминами образующиеся иа первой стадии основания Манниха могут снова реагировать с формальдегидом и исходным соединением, давая третичное основание, [535]:-
' СООН \I ]СН3-С-СН2 NR-HC1+H2O ч iooH А' СООН \I ]СН3-С-СН2 NR-HC1+H2O ч iooH Асоонсоон
' СООН \
I ]
СН3-С-СН2 NR-HC1+H2O ч iooH А
' СООН \
I ]
СН3-С-СН2 NR-HC1+H2O ч iooH А
II
СНз—С-СНг-NHR • НС1+СНгО+СНэ-СН
II
соонсоон
Об алкилировании основаниями Манниха см. стр. 796.
5. Сульфометилирование [536]
При взаимодействии р-нафтола, формальдегида и сульфита натрия с выходом 95% был получен 2-оксинафтил-1-метнлсульфонат натрия
СН2—SOsNa
| [I I +HCHO + Na2SO3 —* I II Г
FZ. Образование С—С-связи в результате отщепления спирта,карбоновой кислоты- и др.
Сложиоэфирные конденсации [537]
Под сложноэфирными конденсациями в общем случае понимают взаимодействие эфиров карбоновых кислот или эфиров угольной кислоты с соединениями, содержащими активированные метиленовые или метиновые группы. Реакция протекает в щелочной среде с отщеплением спирта и образованием новой С—С-связи по общей схеме:
RC.OOC.H5 : CHS Сс7н?6К’ нсобн \д"\н„
G. М a n п i с h, В. Rather, Вег., 53, 1368 (1920).
С. М. S u .t е г, R. К. В a ir, F. G. Bordwel 1, J. Org. Cbem., 10, 17i:
Обзорная статья: Н. Н е n е с к а, в книге Н ou ben -Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 8, 1952, S. 564; Ch. R. Hauser, В. E. И и d- s 0 n jr., Org. Reactions, 1, 266 (1942); Ch. R. Hauser, F. W. S w a m e r, J. T. A d a m s, Org. Reactions, 8, 59 (1954).
Ниже приведена лишь часть возможных реакций (некоторые из этих реакций не имеют большого препаративного значения, так как образующиеся вещества с лучшими результатами могут быть получены другими методами).
Конденсация двух молекул эфира с образованием р-кетоэфиров:
КСООС2Нз + П'СНгСООСгНб —> RCOCHGOOC2H5 + C2H5OH
I
R
•2) Конденсация эфира с алифатическим, ароматическим или гетероцикличе
ским кетоном с образованием 1,3-дикетона:
CH3COOC2H5 + RCH2COCH8 —► СН8СОСНСОСНз + С3Н5ОН
R
Конденсация эфира муравьиной кислоты с кетоном до 1,3-кетоальдегида
НСООС2Н5 + СвН6СОСНз —> С6Н5СОСН2СНО + С3НбОН
Конденсация эфира щавелевой кисноты с кетоном с образованием дикето- афиров:
КСОСПз + (СООСгНб)2 —> RCOCH2COCOOC2H5 + C2H5OH '
Конденсация алкилкарбоната с нитрилом до эфира а-цианкарбоновой кис-
RGH3GN + O=C(OG2H6)2 —> RCHCNCOOC2H5 + C3H5OH
В качестве катализаторов конденсации применяют щелочные металлы и их производные, чаще всего натрий, амид натрия, алкоголят натрия, а также гидрид натрия [538]. Описано использование диэтилмагнийбромида в качестве конденсирующего средства для сложноэфирной конденсации [539]. Натрий применяют в виде Проволоки или листочков. При работе с большими количествами натрия не рекомендуется проводить реакцию на водяной бане, следует применять индифферентный по отношению к натрию теплоноситель.
■ При сложноэфирной конденсации большие загрузки часто дают лучшие выходы, чем небольшие, что пока осталось без объяснения. Применение металлического натрия исключается в том случае, когда реагирующая молекула содержит группы, • которые могут реагировать с водородом в момент выделения. В таких случаях рекомендуется применять алкоголят натрия.
, При обращении с амидом натрия следует соблюдать осторожность, так как он часто взрывается. Поэтому препараты, хранившиеся долгое время, нельзя применять. Ниже "приведен удобный и безопасный метод получения амида натрия [540].
Амид натрия. К 500 дм жидкого аммиака в колбе емкостью 2 л прибавляют
0,3 г порошкоооразного Fe(NO3)s - 6Н3О. К смеси добавляют при перемешивании
около 1 г натрия. Перемешивание продолжают до тех пор, пока голубая окраска
не перейдет в серую. Затем по мере исчезновения голубой окраски небольшими порциями прибавляют натрий. Всего прибавляют 26 г (1,13 моль') натрия. После того как голубое окрашивание исчезает, смесь перемешивают еще 15 мин.
Полученный таким образом амид натрия нельзя хранить в сухом виде (сухой NaNH3 получается при испарении аммиака), так как при этом образуются взрывоопасные соединения.
] F. В. La F о г g е, S. В. S о 1 о w а у, J. Аш. Chern. Soc., 69, 2932 (1947); 69, 2677 (1947); N. G-reen. F. В. La Forge, J. Am. Chern. Soc., 70, 2287 (1948).
G. R. H a u s e г, H. G. Walker jr., J. Am. Chern.. Soc. 69, 295 (1947).
T. H. Vaughn, R. R. Vogt, J. A. Xieu wland, J. Am. Chem. Soc., "56, 2120 (1934); А. С. С о p e, E. M. H a n с о c k, J. Аш. Chem. Soc.. 60, 2644
(1938); см. также «Preparation of org. Intermediates», John Wiley a. Sons, Inc., New York, 1951, p. 267; Org. Synth., 25. 25 (1945); 30, 72 (1950).
Для нормального протекания сложноэфирной конденсации необходимо присутствие спирта, причем достаточно даже его следов. Поэтому часто для начала реакции необходимо добавлять соответствующее количество абсолютного спирта; дальнейшее ее протекание обеспечивается спиртом, выделяющимся в результате реакции. Причиной отрицательных результатов, получаемых с плохо очищенными эфирами, является, очевидно, не спирт, а содержащаяся в них вода.
Для проведения сложноэфирной конденсации нельзя дать общих рекоменда-- ции. В начальном периоде в некоторых случаях реакционную массу следует умеренно нагревать, в процессе реакции часто рекомендуется охлаждение, чтобы избежать побочных реакций, например восстановления по Вуво — Блану (стр. 83). Конец реакции не всегда легко обнаружить, если образуются твердые осадки, покрывающие натрий и препятствующие, таким образом, дальнейшему протеканию реакции. Поэтому при последующей обработке, которую большей частью начинают с подкисления реакционной массы, следует соблюдать осторожность. -Если возможно, уксусную кислоту, применяемую для подкисления, не прибавляют в реакционную колбу, а переносят сначала реакционную массу в открытую фарфоровую чашку и механически удаляют большие кусочки натрия. Для конденсации часто используется этилацетат.
Очистка этилацетата. Этилацетат промывают два раза водой или раствором соды, если он обладает кислой реакцией, и снова водой до исчезновения щелочной реакции, и сушат небольшим количеством СаС12. Потом оставляют стоять 24 ч над большим количеством. СаС12, причем потери из-за образования молекулярных соединении неизбежны. Инглис и Робертс [541) промывали эпгл- ацетат только водой и затем сушили над поташем. Обработанный таким образом
• эфир содержал спирт и поэтому перегонялся в интервале 2—3° С. Высушенный этилацетат можно не перегонять. Он очень гигроскопичен и его не следует фильтровать, а нужно слить с осушителя.
Для лабораторною получения ацетоуксусного афира разработан удобный и дающий очень хорошие выходы метод (542). Промышленный синтез ацетоуксусного эфира проводится в автоклаве с натриевой пылью, причем имеются данные о количественном выходе ацетоуксусного эфира в этой реакции [543].
Реакция этилового эфира бензойной кислоты с ацетофеноном приводит с выходом 70% к дибензоилметану [544]. При конденсации о-оксиацетофонопа с этиловым эфиром пропионовой кислоты и натрием в эфире получается со-пропионил-o- окскацетофенон, который циклизуется под действием смеси соляной и уксусной кислот в 2-этилхромон (выход 70—75%) [545]:
А/ОН +о^_СаНб _ /уОн с0№ _
\^\сосн3 ОСзНбхсо-снв
0
При помощи эфиров можно, как уже упоминалось, ацилировать и другие соединения с подвижным атомом водорода. Например, при обработке нитрилов эфирами в присутствии этилата натрия образуются соответствующие кетонитрилы [546]:
ВСН2 + О=С-В' —> BCHCOR'+CgHsOH
III
CNОС2Н6CN
Из фенилацетонитрила, сложных эфиров и амида натрия в эфире получают с 60— 80%-ным выходом кетонитрилы [547].
541J J. К. Н. I n g 1 i s, К. С. В о Ь е г t s, Org. Synth., 6, 36 (1926).
H. Scheibler, Ann., 565, 176 (1949).
0. D. Frampton, J. F. Nobis, Ind. Eng. Chern., 45, 404 (1953).
A. Magnani, S. M. M с E 1 vain, Org. Synth., 20, 32 (1940).
R. Mozingo, Org. Synth., 21, 42 (1941).
J. B. D о г s c h, S. M. M с E 1 v a 1 n, J. Am. Chem. Soc., 54, 2960 (1932); R. S. Long, J. Am. Chem. Soc., 69 , 990 (194 7).
] R. L e v i n e, C. R. H auser, J. Am. Chem. Soc., 68, 760 (1946).
Конденсация с эфирами муравьиной кислоты приводит к соответствующим формилпроизводным. В метиленовую группу диэтилового эфира 4-метоксифенилянтар- ной кислоты при помощи эфира муравьиной кислоты можно ввести одну альдегидную группу .(выход около 50%) [548]. Образующиеся из кетоиов и эфиров муравьиной кислоты Р-кетоальдегиды находятся обычно в таутомерной оксиметиленовой форме. Для получения а-оксиметиленциклопентадеканона из цннлопентадеканона в качестве катализатора применяют этилат натрия (выход до 66%) [549]. Описано формили- рование ацетофенона [550].
./х /0НCHO^^-СО-СНг./х /0НCHO^^-СО-СНгОбщий метод синтеза хромонов основан на конденсации с эфиром муравьиной кислоты (выход около 80%) [551].
./х /0Н
CHO
^^-СО-СНг
./х /0Н
CHO
^^-СО-СНг
А/0П
Il I +НСООС2Н6 ^^СОСНз
З-Метилхромон [551]. Смесь 20 г е-оксипропиофенона и 300 г этилформиата охлаждают до О’ С к при встряхивании медленно прибавляют маленькими кусочками 16 г натрия. После замедления реакции массу оставляют на три дня при комнатной температуре. Колбу от проникновения влаги воздуха защищают ртутным затвором. Реакционную массу часто и подолгу встряхивают. Через три дня ее выливают на лед, смешанный с эфиром. Водный слой отделяют и несколько раз экстрагируют эфиром до полного удаления окрашенных продуктов. Объединенные эфирные растворы промывают несколько раз насыщенным раствором (NH4)2SO4, сушат над NagSO4 и испаряют эфир. Остаток, содержащий значительное количество воды, перегоняют в вакууме. Выход продукта 18 г; т. кип. 156’ С (15—16 мм рт. ст); т. пл. 68° С (после перекристаллизации из бензола и петролейного эфира).
Альдегидную группу удается также ввести при помощи эфиров ортомуравьи- ной кислоты [552]:
СН8СОСНвСООС2НБ-|- НС(ОСаН5)з -2С8Н?ОН
СН3С0СС00СзН5 -S^* СИ3СОСНСООС2Н5
I!I
СН-ОС2Нвоно
Эта, открытая еще Клайзеном, реакция протекает с очень хорошим выходом. Например, этоксиметилбновые соединения получаются с выходом до 98% [553[.
При помощи эфира щавелевой кислоты можно заменить реакционноспособный атом водорода на кетоэфирную группу [554]. Например, из эфщж пропионовой кислоты и афира щавелевой кислоты получают с выходом 70% эфир а-оксалилпропио- новой кислоты [555]. При взаимодействии эфира циклопентанон-а-карбоновой
G.Swain,A.R. Тоd d, W. S. Wa r i n g, J.Chem. Soc.,1944,548.
V.P г e 1 0 g, U. G eуe r, Helv. chim. acta, 28,1677 (1945).
L.P a n i z zi,Gazz.chim. ital., 77,549 (1947).
С.M e n t z er,P. Meu n i e r. Bull.Soc. chim.France [5],11,302(1944).
L. Claisen, Ber., 26, 2729 (1893); Ann., 297, 1 (1897).
R. G. Jones, L Am, Chem. Soc., 74, 4889 (1952).
L. Claisen, N. Stylos, Ber., 20, 2188 (1887); C. S. Marvel, E. E. Dreger, Org. Synth., Coll. v. 1, p. 232.
] R. F. В. С 0 x, S. M. M с E 1 v a i n, Org. Synth., Coll., v. 2. 1943, p. 272; E. A. S t e c k, L L. Ha Hock, A. J. II 0 11 a n d, 3. Am. Chem. Soc., 68, 131 (1946).
кислоты с эфиром щавелевой кислоты легко образуется метиловый эфир 3-метокса- яял-2гКетоциклопентан-1-карбоновой кислоты (выход 9О?6) [5561:
14. f00CH3 j—— СОСООСН3 \А0 СООСН3 \./\0
СООСПзСООСНз
Из 2 моль ацетофенона и эфира щавелевой кислоты получают 1,6-дифенилгек- «савтетраон-1,3,4,6 (выход 62—74%) [5571. Эфир кротоновой кислоты в качестве вини- лога этилацетата также вступает в сложноэфирную конденсацию. Т^ак, из эфира кротоновой кислоты и смеси эфира щавелевой кислоты и этилата натрия получают эфир ■хцавелевокротоновой кислоты [556]:
(СООСгН^а + СНзСН^СНСООСгНб —> С2Н6ООС-СО-СП2СН=СНСООС2Н5
В качестве примера приведено получение эфира щавелевосорбиновой нислоты £559] С2Н5ООС - СО - СН2СН = СНСН = СНСООС2НВ.
Эфир щавелевосорбиновой кислоты. К алноголяту, полученному из 13 г калия в 85 лм эфира к 58 мл спирта, прибавляют при охлаждении и встряхивании вначале смесь 24,3 г диэтилоксалата и 10 мл эфира и через 15 мин смесь 23,3 г этилового эфира сорбиновой кислоты и 10 мл эфира; при этом реакционная смесь тотчас окрашивается в темно-красный цвет. Колбу хорошо закрывают и оставляют на 24 ч, затем как можно быстрее отсасывают образовавшуюся желтую калиевую соль енольной формы эфира щавелевосорбиновой кислоты, промывают ее холодным эфиром и сушат в эксикаторе на пористой пластинке. Получают 27—28 г енолята, растворяют его в воде п подкисляют 2 в. уксусной кислотой, в результате чего высаживается быстро застывающий свободный эфир, который после перекристаллизации из этилацетата или лигрониа имеет т. пл. 100'’ С.
Превращение сложных эфиров карбоновых кислот в эфиры а-кетокарбоновых -кислот нагреванием с диэтилоксалагом н этилатом калия в пиридине при 709 С простенает следующим образом [560):
ВСН^ООСзНе-КСООСгНбЬ —> НСНаСОСООП + СО^ + ЗСгЩОН
Эфиры угольной кислоты реагируют с образованием карбалкокспльной группы 4561]. При реакции октанона-2 с диэтилкарбонатом и амидом натрия получают с 52% - дым выходом этиловый эфир гептаноилуксусной кислоты [562]. Из нитрилов, соответственно, получают эфиры а-цианкарбоновой кислоты с выходом 87% от теоретического [563]:
RCH2CN-1-О=С(ОС2Н5).2 —> RCH(CN)COOC2H5
3556] Р. S. Pinkney. Org. Synth., Coll. v. 2, 1955, p. 116; G. К о m p p a, A. T a 1 v i t i e, Ann. Acad. Sci. fenn., Ser. A., 57, № 15, 3 (1941); C., 1943, И, 1279.
■[557] I. L. F i n a r, J. Chern. Soc., 1955, 1205.
A. Lapworth, Proc. Chern. Soc.. 16. 132 (1900).
■[559] W. Borsche, B. Manteuffel, Ber., 65, 868 (1932).
F. A d i c k e s, G. Andresen, Ann., 555, 41 (1944).
J. C. Hessler, Am. Chern. J., 32, 120(1904); W. L. N c is о n, L. H..C г e t- cher, J. Am. Chern. Soc., 50, 2758 (1928).
$562] R. Levine, C. R. H a u s e r, J. Am. Chem. Soc., 66, 1768 (1944); G. W. A n- derson et al,, J. Am. Chem. Soc., 67, 2197 (1915).
•1563] V, H, W a 1 I i n g f о r d, D. M. J о n e s, А. И. 11 omeyr, J. Am. Cliem. Soc., 64, 576 (1912).
С хорошим выходом протекает синтез 4-оксикумаринов из производных о-оксяь- ацетофенона и диэтилового эфира угольной кислоты [564]:
СН3О^/^уОН
II х|-|-О=С(ОС2Н5)2
А^СОСПз
СНзОх л /ОН у । coocsHs АА\сО-СН2СН8ОСНзОх л /ОН у । coocsHs АА\сО-СН2СН8ОСНзО
СНзОх л /ОН у । coocsHs АА\сО-СН2
СН8О
СНзОх л /ОН у । coocsHs АА\сО-СН2
СН8О
С отщеплением спирта протекает реакция между ортоафирами и синильной, кислотой в присутствии ZnCI2; при этом с очень хорошим выходом образуются а,а- диалкоксинитрилы [565]:
RC(OR')3-i-HCN —► RC(OR')2 + R'OH
GN
При использовании в качестве эфирной компоненты этоксиизоформанилидг.^ можно с хорошим выходом (80%) получить азометины [566]:
CH=NC6HS
/х/х/онаА/он
I । । +c-heo-ch=nc,h6 4 1 ) ххххW
Важный вариант сложпоэфирной конденсации разработал Дикман [567/. .Он состоит во внутримоленулярной конденсации эфира двухосновной кислоты. Так,, например, из диэтилового эфира адипиновой кислоты получается эфир циклопентановкарбоновой кислоты [556].
/\соосан5 СООСаНб {^СООСзНб \/Ао
Эфир циклопентанонкарбоновой кислоты. В трехгорлую колбу емкостью/ 3 л, снабженную мешалкой, капельной воронкой на 250 мл и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, помещают 23 г (1 моль) натрия и 250 мл сухого толуола и при перемешивании прибавляют по каплям 202 г (1 моль) диэтилового эфира адипиновой кислоты в течение 2 ч. Во время прибавления и ещо в течение 5 ч температуру масляной бани, в которую помещена колба» поддерживают около 100—115° С. Периодически прн перемешивании через обратный холодильник добавляют сухой толуол, для того, чтобы смесь была достаточно жидкой; необходимо от 750 мл до 1 л толуола. После охлаждения смеси льдом ее медленно выливают в 1 л охлажденной до 0° С (смесью льда, и соли) 10%-ной уксусной кислоты. Толуольный слой отделяют, промывают один раз водой, два раза холодным 7%-ным раствором Na2CO8 и опять водой- Толуол отгоняют при нормальном давлении, а остаток перегоняют в вакууме-. Выход продукта 115—127 г (74—81% от теоретического); т. кип. 83—88’ С (5 ж.м рт. ст.) или 79—84° б (3 мм рт. ст.).
J. Boyd, A. Robertson, J. Chern. Soc., 1948, 174.
J. G. Erickson, J. Am. Chem. Soc. 73, 1338 (1931).
E. B. Knott, J. Chem. Soc., 1947, 976.
W. Diockmann, Ann., 317, 27 (1901).
Конденсацию Дикмана с успехом применяют при полном синтезе алкалоидов, например тропина (см. [568]). С помощью конденсации Дикмана получают также циклические кетоны с большим числом членов [569].
Отщепление карбоновых кислот
Р-Дикетоны, которые, как уже упоминалось, легко образуются при конденсации сложных эфиров с кетонами, можно получить еще и другим путем, а именно конденсацией метилкетонов с ангидридами кислот в присутствии BFS:
П СО СП.-- (CHsCOi.O ^- В-СО-СН2-СО-СНд + СНзСООП
Бензоилацетон [570]. Смешивают 20 г ацетофенона с 34 г (2 моль') уксусного ангидрида и при охлаждении льдом пропускают до насыщения BFS. К концу реакции реакционная масса почти полностью затвердевает с образованием желтоватых кристаллов. Их переносят в раствор 45 г кристаллического ацетата натрия в 100 лм воды и перегоняют с водяным паром. Вначале выделяется незначительное количество масла, затем в холодильнике начинает отделяться кристаллический бензоилацетон. Его экстрагируют эфиром, промывают бикар- бонатбм, сушат над Na2SO4 и перегоняют в вакууме. Выход бензоилацетона 22,5 з (83,3% от теоретического).
Имеются и другие примеры этой реакции [571].
VII. Образование С—С-связи в результате отщепления азота,аминов и аналогичных соединений
Отщепление элементарного азота
Образование новой С—С-связи возможно при действии диазосоединений на альдегиды и другие классы соединений, а также через диазониевые соединения.
Как алифатические, так н жирно-ароматические азосоедииения отщепляют при нагревании азот 'по общей схеме:
R—N=N—R' —> R—R' + N2
Эти реакции представляют только теоретический интерес. Таким методом Гомбергу [572] удалось получить из трифенилметаназобензола тетрафбнилиетан, иоторый однако легче может быть синтезирован другими методами [573],
Альдегиды или кетоны могут-реагировать с диазометаном с образованием повой С—С-связи различным образом в зависимости от их строения. Подробнее об этой реакции см. стр. 719.
+ N2CHCOO№+ N2CHCOO№Диазоуксусный эфир реагирует с бензолом с отщеплением азота и образованием ф-фенилуксусного эфира (эфира норкарадиенкарбоновой кислоты) [574]:
+ N2CHCOO№
+ N2CHCOO№
/ШСООСзНб
R.Willstatter, М. Bommer, Add.,422,15 (1921).
М.Stoll, Chimia (Zurich),2, 223 п примечание31 (1948);Е.A.Prill,
S.М- М с Е 1 v a i n, J. Am.Chern. Soc.. 55,1233(1933); N.J.Leonard
etal., J. Am. Chem. Soc., 71,3098 (1949); 74,1704,4620, 6251(1952).
H. M e e г w e i n, D. V о s s e n, J. prakt. Chem., 141, 157 (1934).
C. R., Hauser, J. T. Adams, J. Am. Chem. Soc., 66, 345 (1944);• 67, 284 (1945).
M. Gomberg, II. W. Berger, Ber., 36, 1090 (1903); 30, 2043 (1897).
M. Gomberg, О. К a m m, J. Am. Chem. Soc., 39, 2009 (1917).
N, Braren, E. В u c h n e r, Bor., 34, 989 (1901).
Замещенные эфиры уксусной кислоты получают освещением смеси диазо уксусного эфира и алициклических соединений [575):
СН2СООС2Н5
Эфиры алкилзамещениых а-галогенуксусных кислот легко образуются из алкнл- галогенидов и диаэоуксусного эфира, например, эфир а-аллил-сс-бромуксусной нис- лоты — из аллилбромида (выход 68—74%) [576].
Диазосоединения могут различным образом реагировать с образованием С—С- связи. Так, из диазотированного п-нитроаиилина и бутадкена получают с 88%-ным выходом 4-хлор-1-(п-нитрофенил)-бутен-2 [577] в присутствии хлорида меди и ацетата натрия в водном ацетоне
O2N-<^>-N2Cl+ CHs=CH-CH=CH2
OsN-^^-CHi-CH-CH-CHCl
в то время как при тех же самых условиях в случае цинвамилиденакриловой кислоты получается 1-фенил-4-(п-нитрофенил)-бутадиен-1,3 [578]
O,N-<^y-N2Cl + HOOC-CH=CH-CH=CH-^2/ —*
—> O2N-/ у—СК-СП—CH-CII--^^
Последняя реакция является особым случаем арилирования по Меервейну, при помощи которого можно получить с хорошим выходом стильбены из солей диазония и коричной .кислоты [579]:
' Аг^С1+НООС-СН=СН-Аг' —> Аг-СН=СН—Ar'+HCl + COa + Ng
,п-Хлорстнльбен [580]. При 0°С диазотируют раствор 26 г п-хлоранилина
в 100 лм воды н 80 мл НС1 раствором 15 г NaNO2 в 30 мл воды. Прозрачный (обязательное условие!) раствор диазосоединенйя прибавляют к охлажденному раствору 30 г коричной кислоты в 250 мл ацетона. После добавления 44 г ацетата натрия прибавляют раствор 8,5 г СиС12 в 20 мл воды. Когда начнется выделекне газа, температура может повыситься до 16° С. Смесь перемешивают 3 ч при 14—16’ С. К концу реакции образуются 2 слоя. Верхний слой — темио-золеное масло, нижний — смесь воды и ацетона (окрашен в светло-зеленый цвет). Реакционную массу перегоняют с водяным паром. Остаток растворяют в бензоле и промывают несколько раз 3 н, раствором NHS и водой. После отгонки бензола остается кристаллическое вещество, которое кристаллизуется из изопропилового спирта в виде блестящих листочков. Выход продукта 40% от теоретического; т. пл. 129’ С.
W. V. р. D о е т i ц g, L. Н. К п о х, J. Am. Chern. Soc., 78, 4947 (1956).
И. А. Д ь ян о в а, Н. Б. Виноградова, ЖОХ, 21, 851 (1951); С. А.,
4406 (1952).•
Е. С. С о у п е г, G. A. R о р р, J. Am. Chem. Soc., 70, 2283 (1946).
F. Bergmann, Z. Weinberg, J. Org. Chem., 6, 134 (1941).
H. M eerwein, E. Buchner, K. van В mst er, C., 1939, II, 1665; J. prakt. Chem. [N. F.], 152, 237 (1939).
F. Bergmann, J. W e 1 z m a n, D. Schapiro, J. Ore. Chem., 9, 408 (1944).
При взаимодействии солей диазодия с акрилонитрилом с отщеплением азота образуется а-фенил-а-хлорпропионитрил (выход 80% от теоретического) [581], а при реакции с оксимом формальдегида — альдегид [582]:
CI-<=>-NaCl + H2C=NOH —> [d-^VcH^NOH] >
—** С1—\_/~СН°
По способу Зандмейера нитрилы легко получаются из диазониевых соединений при нагревании их с цианидом меди [583]. В качестве примера приведена пропись получения о-нитробензонитрила из о-нитроанилина [584].
о-Нитробензонитрил. Смесь 13,8 г (0,1 моль) порошкообразного о-питроани- липа перемешивают с 17,5 мл концентрированной НС] до превращения о-нитро- анилина в бесцветный гидрохлорид. Затем быстро прибавляют 500 лл воды и к полученной суспензии при перемешивании прибавляют по каплям в течение 1 ч раствор 7 а (0,1 моль) iNaNO2 в 40 мл воды. Охлаждать прн этом не обязательно. Смесь перемешивают еще 1 ч, после чего отстаивают и декантируют -от непрореагировавшего о-нитроанилина. К нагретому до 90° С раствору KCN и CuCN (из 25 s гидрата CuSO4, 150 мл воды и 28 г 96%-ного KCN) очень медленно при перемешивании приливают полученный, как указано выше, раствор соли диазония. Смесь выдерживают при 90—100° С, затем нагревают несколько минут до кипения и фильтруют в горячем состоянии. (Синтез проводят в вытяжном шкафу, так как может образоваться пекоторое количество дициана.) При охлаждении фильтрата выделяются кристаллы. Остаток на фильтре экстрагируют кипящей водой до тех пор, пока из экстракта при охлаждении не перестанет выделяться осадок. Выделившиеся из экстракта кристаллы отфильтровывают, промывают водой, сушат и экстрагируют кипящим четыреххлористым углеродом, причем неорганические соли остаются в остатке. Раствор охлаждают и отфильтрованный осадок дважды перекристаллизовывают из разбавленной уксусной кислоты. Выход продукта 9,7 г (65% от теоретического); т. пл. 109,5° С.
Известны и другие примеры использования реакции Зандмейера в препара- "а^вных целях [585].
Диазосоединения разлагаются уже в водных растворах в присутствии порошка ■меди и спирта, причбм образуются производные дифенила [586]. Реакция используется только в отдельных случаях. Вариантом этого способа является разложение «Олей диазония раствором тетрамминсульфата меди и гидроксиламина, в результате чего ■ получают с 84%-ным выходом диарилы [587].
С почти количественным выходом протекает реакция диазотированного га-ами- яоацетофенона с хиноном с образованием 2-(п-ацетилфенил)-хиноиа [588].
Очень ценным синтезом является внутримолекулярная конденсация со-фенили- дюванных о-аиинокоричных кислот с образованием производных фенантрена [589,
(581(582<583' <384<585(581(582<583' <384<585158611587]158611587]<588]<588]#589]#589]W. II. Brunner et al., Mh. Chern., 79, 187 (1948); 82, 100 (1951)/W. F. Beech, J. Chern. Soc., 1954, 1297.T. Sandmeyer, Ber., 17, 2650 (1884).M. T. В о g e r t W. Fl H а н d, j. Am. Chem. Soc., 24, 1035 (1902).H. T. С 1 a r k e, R. R. Re’ad, J. Am. Chem. Soc., 46, 1001 (1924);H. T. Clarke, R. R. Read, Org. Synth., 4, 69 (1925).L. Gattermann, R. Ehrhardt, Bor., 23, 1226 (1890).L. Chardonnens, A. W ii r m I i, Helv. chim. acta, 29, 922 (1946);E. R. Atkinson et al., J. Am. Chem. Soc., 63, 730 (1941); 67, 1513 (1945),G. A. Reynolds, J. A. Van Allan, Org. Synth., 34, 1 (1954).Обзорная статья: De Les F. de Tar, Org. Reactions, 9» 409 (1957).W. II. Brunner et al., Mh. Chern., 79, 187 (1948); 82, 100 (1951)/W. F. Beech, J. Chern. Soc., 1954, 1297.T. Sandmeyer, Ber., 17, 2650 (1884).M. T. В о g e r t W. Fl H а н d, j. Am. Chem. Soc., 24, 1035 (1902).H. T. С 1 a r k e, R. R. Re’ad, J. Am. Chem. Soc., 46, 1001 (1924);H. T. Clarke, R. R. Read, Org. Synth., 4, 69 (1925).L. Gattermann, R. Ehrhardt, Bor., 23, 1226 (1890).L. Chardonnens, A. W ii r m I i, Helv. chim. acta, 29, 922 (1946);E. R. Atkinson et al., J. Am. Chem. Soc., 63, 730 (1941); 67, 1513 (1945),G. A. Reynolds, J. A. Van Allan, Org. Synth., 34, 1 (1954).Обзорная статья: De Les F. de Tar, Org. Reactions, 9» 409 (1957).
(581
(582
<583
' <384
<585
(581
(582
<583
' <384
<585
15861
1587]
15861
1587]
<588]
<588]
#589]
#589]
W. II. Brunner et al., Mh. Chern., 79, 187 (1948); 82, 100 (1951)/
W. F. Beech, J. Chern. Soc., 1954, 1297.
T. Sandmeyer, Ber., 17, 2650 (1884).
M. T. В о g e r t W. Fl H а н d, j. Am. Chem. Soc., 24, 1035 (1902).
H. T. С 1 a r k e, R. R. Re’ad, J. Am. Chem. Soc., 46, 1001 (1924);
H. T. Clarke, R. R. Read, Org. Synth., 4, 69 (1925).
L. Gattermann, R. Ehrhardt, Bor., 23, 1226 (1890).
L. Chardonnens, A. W ii r m I i, Helv. chim. acta, 29, 922 (1946);
E. R. Atkinson et al., J. Am. Chem. Soc., 63, 730 (1941); 67, 1513 (1945),
G. A. Reynolds, J. A. Van Allan, Org. Synth., 34, 1 (1954).
Обзорная статья: De Les F. de Tar, Org. Reactions, 9» 409 (1957).
W. II. Brunner et al., Mh. Chern., 79, 187 (1948); 82, 100 (1951)/
W. F. Beech, J. Chern. Soc., 1954, 1297.
T. Sandmeyer, Ber., 17, 2650 (1884).
M. T. В о g e r t W. Fl H а н d, j. Am. Chem. Soc., 24, 1035 (1902).
H. T. С 1 a r k e, R. R. Re’ad, J. Am. Chem. Soc., 46, 1001 (1924);
H. T. Clarke, R. R. Read, Org. Synth., 4, 69 (1925).
L. Gattermann, R. Ehrhardt, Bor., 23, 1226 (1890).
L. Chardonnens, A. W ii r m I i, Helv. chim. acta, 29, 922 (1946);
E. R. Atkinson et al., J. Am. Chem. Soc., 63, 730 (1941); 67, 1513 (1945),
G. A. Reynolds, J. A. Van Allan, Org. Synth., 34, 1 (1954).
Обзорная статья: De Les F. de Tar, Org. Reactions, 9» 409 (1957).
,590]. Эта реакция, известная под пазванием фенантренового синтеза Пшорра [591],
: протекает по схеме:
Таким способом можно получать замещенные фенантренкарбоновые кислоты, декарбоксилирование которых приводит к производным фенантрена.
Аналогичным способом возможно замыкание флуоренонового кольца. Например, при нагревании диазотированного 4-метил-2'-амино-5'-нитробеявофенона при 50аС. в течение 3 ч получают с выходом 75% З-метил-7-нитрофлуоренон [587, 592]:
^ Диазокетоны могут циклизоваться с отщеплением азота. Например, при обр&- | , ботке 2-(2'-<й-диазоацетидфенил)-нбфталияа смесью уксусной и оерной кислоты обра- ? зуется хризенол [593]:
V он
Отщепление аминов [600]
:Наряду с описанными здесь методами образования С—С-связи с отщеплениет®
элементарного азота известны также способы, при которых отщепляются производные аммиака. Так, из этилового эфира пиррол^-карбоновой кислоты и нитрозоацетанилида был получен этиловый эфир З-^енилпиррол^-карбоновой кислоты [594]:
,NO
я + ceH6N <(—>«
\ /ХСООС2Н5 \ /\г „
СООС^ЩСООС2Н5
С отщеплением амина протекает ряд синтезов, имеющих препаративное значение,. Так, при кипячении гидрохлорида р-диметиламинопрониофенона в течение-
» 30 хин с водным раствором KCN отщепляется диметнламин и образуется с 67%-ньш Е-- выходом Р-бензоилпродионитрил [595]:
fCeH6COCHaCHaN(CH3)3-HCl + KCN —> C6HbCOCH2CH2CN + HN(CH3)2
I [590] P. H. Leake, Chern. Rev., 1956, 27.
R. P schorr, Вет., 29, 496 (1896); 39, 3106 (1906).
L. Chardonnens, C. Perriard, Helv. chim. acta, 28, 593 (1945/.
*• [593] J. W. Cook, R. Schoental, J. Chem. Soc., 1945, 288.
. [594] I. J. Rinkes, Rec. trav chim., 62, 116 (194.3); C., 1943; П, 1363- E. Bamberger, Ber., 30, 366 (1897).
_[595] E. В. К n о t t, J. Chem. Soc., 1947, 1190; E. H a g g e t t, S. A r c h e r.
J. Am. Chem. Soc., 71, 2255 (1949).
Аналогично с отщеплением триметиламина протекает реакция иодметилата грамина и KCN с образованием индолил-3-уксусной кислоты (выход 76% от теоретического) через соответствующий нитрил (596, 597]. Этот нитрил можно получать также нз индола н диэтиламиноацетонптрила (выход 33—44%) [598]:
|| + (C2H6)2NCHaCNNH|| + (C2H6)2NCHaCNNHA j с^+н^ыад, \^\ / .NHA j с^+н^ыад, \^\ / .NH
|| + (C2H6)2NCHaCN
NH
|| + (C2H6)2NCHaCN
NH
A j с^+н^ыад, \^\ / .
NH
A j с^+н^ыад, \^\ / .
NH
Алкилирование соединений с подвижным атомом водорода с отщеплением амина наблюдается и в других реакциях. Например, при нагревании кетонов с Р-ди- метнламинопропиофеноном в течение 20 мин при 160° С легко получаются 1,5-дике- тоны (выход 95%) [599]
/^СЩСЩСОСвНз
II -I- (СНз)2ЯСН2СН2СОСвП6 —*1 [+(CH3)2NH
в то время нак дри кипячении этого же аминокетона с 2-нитродропая ом и Na ОН в течение 6,5 ч образуется с выходом 82% 2-нитро-4-бензоил-2-метилбутан [599]. При нагревании грамина до 115° С с эфиром метантрикарбоновой кислоты получается продукт конденсации, который без выделения в чистом виде превращают далее щелочным омылением и частичным декарбоксилированием в скатилмалоновую кислоту (выход 67%) £[602]:
АГСН2М(СН3),, -—СН2С(СООС2Н„)з —►
I I ||-г НС(СООСзП5)з ► ||
\А\ //
—СНгСЩСОЭН)?
Л—CH2N(CH3)2kK) NHЛ—CH2N(CH3)2kK) NHПри взаимодействии грамина с эфиром нитромалоновой кислоты вначале получают этиловый эфир а-нитро-а-карбэтоксн-р-(яндолил-З)-пропионовой кислоты (выход 96,5%), который частичным омылением и декарбоксилированием и последующим восстановлением и омылением может быть превращен в триптофан [603]:
Л—CH2N(CH3)2
kK) NH
Л—CH2N(CH3)2
kK) NH
-,НС(С00С2Н„2 — Тсн4<со°м^к, 7 К01
—СНгСНСООСзНз. —СН3СНСОЭН
IIIjI
/NOa/NHe
Т. A, Geissman, A. Armen, J. Am. Chem. Soc., 74, 3916 (1952).
H. R, Snyder, F. J. Pilgrim, J. Am. Chem. Soc., 70. 3770 (1948).
E. L, E 1 i e I, N. J. Murphy, J. Am. Chem. Soc., 75, 3589 (1953).
N. S. G i 11 et al., J. Am. Chem. Soc., 74, 4923 (1952).
Обзорные статьи: H. Hellmann, Angew. Chem., 65, 473 (1953)?
J. H. Brewster, E. L. E I i e 1," Org. Reactions, 7, 100 (1953).
R. Adams, C. S. Marvel, J. Am. Chem. Soc., 42, 310, 316 (1920).
H. R. Snyder, fi. L E liel, J. Am. Chem. Soc., 71, 663 (1949).
Для синтеза различных аминокислот с большим успехом применяют ацилированные аминомалоновые эфиры [604]. Например, реакцией грамина с ацетиламино- малоновым эфиром [605} получают триптофан с выходом 73%, считая на грамин.
Z^Z-Триптофан. К кипящей смеси 1200 мл толуола (или ксилола) и 17 г порошкообразного NaOH в трехгорлой колбе емкоствю 5 л, снабженной мешалкой, обратным холодильником и барботером, прибавляют 250 г (1,43 моль) грамина и 311 г (1,43 моль) этилового эфира ацетиламиномалоновой кислоты.
• Смесь нагревают 5 ч при энергичном перемешивании и пропускании азота. Бурное вначале выделение диметилаланина и концу реакции ослабевает. Реакционную смесь фильтруют на воронке для горячего фильтровайня и фильтрат охлаждают до иомнатнон температуры. После выдерживания в течение нескольких часов при 5° С продукт отфильтровывают и промывают сначала холодным толуолом, затем петролейным эфиром. Выход продукта 446 з (90% от теоретического); т. пл. 158—159° С.
В течение 4 ч кипятят с обратным холодильником 33,62 з (0,097 моль) полученного эфира с раствором 19,2 з (0,48 моль) NaOH в 192 мл воды. После обработки активированным углем раствор охлаждают льдом и прибавляют .50 мл холодной концентрированной НС1 (0,6 моль) так, чтобы температура не превышала 25° С. Раствор охлаждают в течение 4 ч, отфильтровывают светло-розовый осадок и сушат его в вакуум-эксикаторе над CaCL в течение 15 ч. Сырой продукт, который содержит небольшое количество NaCl, плавится при 136—139° С. Выход продукта 32 з.
Смесь 28 з полученной кислоты и 120 мл воды в течение 2,5 ч кипятят с обратным холодильником. Образующийся N-ацетилтриптофаи менее растворим, чем кислота, и выкристаллизовывается в процесс^ реакции. Затем прибавляют 16 г (0,4 моль) NaOH в 40 ли воды и кипятят раствор с обратным холодильником в течение 20 ч, после чего обрабатывают углем и подкисляют 24 г (0,4 моль) ледяной уксусной кислоты. При этом тотчас же образуется белый осадок, который после выдерживания в течение 12 ч в холодильнике отфильтровывают и растворяют в 200 мл воды, содержащей 5 з NaOH. Раствор обрабатывают активированным углем, прибавляют 100 мл 95%-ного этилового спирта, нагревают до 70° С, подкисляют 7,5 мл лодяной уксусной кислоты и медленно охлаждают. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают двумя порциями (по 40 мл) воды, 40 мл этилового спирта и 30 мл эфира. Выход триптофана 14 г (81%, считая па эфир); т. пл. 273—280° С (разл.); перекристаллизация ив 33%-ного спирта.
С отщеплением амина происходит также ациламипометилирование ацетиламино- гового эфира:
NHCOCHa
(^НбСОННСНеЖСН3)г-(-СЩСООС2Н5)2 —►
NHCOCHa NHg NH2II I
—> CeH5CONHCH2C(COOC2H6)2 —* GHz—CH—COOH
Гидролизом продукта конденсации, образующегося из диметиламинометил- <ввзамида и ацетиламиномалонового эфира с выходом 87% , была получена а,р-диами- нспропионовая кислота (выход 94%) [606].
1603) D. I. Weisblat, D. A. Lyttle, J. Am. Chern. Soc., 71, 3079 (1949). (604] A. G a 1 a t, J. Am. Chern. Soc., 69, 965 (1947); H. R. Snyder et al., J. Am.
Chem." Soc., 66, 200 (1944); C. S c h 6 p f, J. T h e s i n g, Angew. Chern., 63, 377 (1951); A. Butenandt, W. Wei d e 1, W. v. D e г j u g i n, Natur- wisa., 30, 51 (1942); N. F. Albertson, B. F. T u 1 1 a r, J. Am. Cbem. Soc., 67, 502 (1945); H. Hellmann, E. Brendlo, Hoppe-Seyler's Z. physiol. Chem., 287, 235 (1951).
1605] E. E. H о w e, A. J. Z a m b i t о, H. R, S n у der, M. T i s h e r, J. Am. Chem. Soc., 67 , 38 (1945); H. R. Snyder, C. W. Smith, J. Am. Chem. вое., 66, 350 (1944); H. Й в I I m a n n, Hoppe-Seyler's Z. physiol. Chem., £84, 163 (1949).
<6661 H. Hellmann, G. Haas, Ber., 90, 1357 (1957).
Исходным соединением для синтеза азулена с хорошим выходом является производное фульвеиа [607], ноторое получают с количественным выходом ив циклопентадиена и монометиланилида глутакоиового альдегида:
ГПСНз
^^снсн-снсн^снм/—► Г~| г
Если вместо аминов применять диалкиламиды ароматических карбоновых кислот, то можно ввести ацильные группы. Например, при реакции пиридина с диме- тилбензамйдом образуется смесь, содержащая в основном 2-бензоилпиридин и небольшое количество 4-бензоилпириднна [608]:
|f'^+C6HBCON(CH3)3 —> Л
V'VZoCeHs
По такой же схеме протекает синтез альдегидов по Вильсмейеру [610, 611], который заключается во введении формильной группы при помощи алкилированных производных формамида:
0R
ЛГН + Н®<” -^-ArCHO + HN^,
Эта реакция имеет широкую область применения. При взаимодействии ароматических углеводородов, ариловых эфиров [611], конденсированных ароматических соединений [612а] и гетероциклов (например, производные тиофена [613] или. пиррола [614]) с N-метилформанилидом и хлорокисью фосфора с превосходными выходами образуются соответствующие альдегиды. При проведении реакции с высокоплавящи- мися конденсированными ароматическими соединениями рекомендуется использовать растворители, например днхлорбензол.
В качестве примера синтеза Вяльсмейера описано получепие 2-этокси-1-нафт- альдегида [612а].
2-Этокси-1-нафтальдегид. В круглодоииой колбе емкостью 500 лы, снабженной воздушным холодильником, нагревают на водяной бане в течение 6 ч смесь 45 а (0,33 моль) N-метилформапилида' [6126],- 51 г (0,33 моль) РОС13 и 43 г (0.25 мель) р-нафтилэтилового эфира. Горячий раствор • выливают при энергичном перемешивании тонкой струйкой в 700 ^м холодной воды, чтобы избежать образования сгустков. Альдегид выделяется в виде крупинок. Его отсасывают и тщательно промывают 1 л воды. Влажный альдегид растворяют в 450 мл этилового спирта, прибавляют 4 г активированного угля, кипятят 15 мин н горячий раствор фильтруют па воропке для горячего фильтрования с двойным фильтром. Фильтрат охлаждают, выпавший продукт отсасывают ■
К. Ziegler, К. Hainer, Angew. Chern., 67, 301 (1953).
G. В. Bachman, R. М. Schis la, J. Org. Chern., 22, 858, 1302 (1957).
R, H. Glauert, F. G. Mann, J. Chern. Soc., 1952, 2127.
O. Bayer, в книге Hou ben - Way 1, Mothoden der organischen Chemie, Bd. 7/1, S. 29; A. v a n D о г m a e 1, Ind. chim. beige, .16, 433 (1951); A. Vilsmeier, Chern. Ztg., 75, 133 (1951); H. II. Boashard, Hch. Zollinger, Helv. chim. acta, 42, 1659 (1959).
A. Vilsmeier, A. Haack, Ber., 60, 119 (1927).
L. F. F i e s e r, J. L. Hartwell, J. E. J о n e s, Org. Synth., Coil, v. 3. 1955, а) стр. 98; б) стр, 590.
.3] A. W. W e s t о n, B. J. Michaels jr., J. Am. Cbem. Soc., 72, 1422 (1950); Org. Synth., 31, 108 (1051).
A. C. S h a b i c a et al., J. Am. Chem. Soc., 68, 1156 (1946).
и промывают 40 мл холодного этилового спирта. Альдегид кристаллизуется sв виде светло-желтых игл. Выход продукта 37—42 г (74—84% от теоретиче-
iского); т. пл. 111—112’ С.
ЬВместо N-метилформапнлида можно применять также другие формамиды* [615].
V' Хлорокись фосфора можно заменить фосгеном или тионилхлоридом (616]. Введение *. вето- или альдегидной группы возможно также с помощью амидинов. Например, L «из тиооксиидола и дифенилацетамидина был получен анил 3-ацетилтиооксиндола /выход 64%) [609], который с 90%-ным выходом можно перевести в 3-ацетилтио- •■■ -оксиндол:
Таким же образом действием днфенилформамидина получают апил тиооксин- ^/дол-3-альдегида (выход 70—78%), омыление которого дает альдегид с выходом 72%. ^По реакции Даффа получают феполальдегиды [617] нагреванием соответствующего р -фенола с уротропином, ёорной кислотой и глицерином в точение 30 мин при 150— 160’ С. И хотя выход здесь пе превышает 15—20% от теоретического, однако этот ^Лспособ проще и требует меньше времени, чем, например, синтез Реймера — Тимана, fi Таким же образом можно формилировать диалкиланилин [618]. В-этом случае обра- ', зуются «-альдегиды, в то время как фенолы дают о-соединепия.
ОБРАЗОВАНИЕ ДВОЙНЫХ С=С-СВЯЗЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ
■РЕАКЦИЙ ОБМЕНА
Отщепление водорода с образованием новых этиленовых связей
* Классическим примером образования этиленовой связи с отщеплением водорода и является синтез нндиго. Хотя в качестве дегидрирующего средства здесь достаточно • кислорода воздуха, реакция протекает лучше в присутствии окислителей. Например, производные стильбена могут быть получены окислением иодом замещенных толуолов.
?п,л'-Дибром-а,а'-дицианстильбен [619]. Смешивают эфирный раствор иода
>■ с раствором n-бромбензилцианида в спирте и к смеси при охлаждении приба- tвляют по каплям этилат натрия в этиловом спирте. Выход продукта 78—82%
йот теоретического. Эта пропись основана на ранней работе ЧаланаН и Кневс-
^ нагеля [620].
В другом методе в качестве дегидрирующего средства применяют серу. Еще ;.^иглер [621] получал тетрафенилэтилен нагреванием дифенилметапа с серой при !■ 240—250° С. Сообщалось также о синтезе с 57%-ным выходом п,п'-стильбендикарбо- ; вовой кислоты из л-толуиловой кислоты и серы [622].
1615] £1616] ? 1617]1615] £1616] ? 1617]Особенно рекомендуется более доступный диметилформамид. — Прим. ред. Е. Campaign е, W.L. Archer, J. Am. Chem. Soc., 75, 989 (1953);
1615] £1616] ? 1617]
1615] £1616] ? 1617]
S. A k а Ь о г i, Y. S с п о h, Bull. chem. Soc. Japan, 14, 166 (1939).
N. Roh, G. Kochendorfer, герм. лат. 677207 (1937); Fral., 25, 171;
К. Hafner, C. Bernhard, Angew. Chem., 69, 533 (1957).
618]618]C. Duff, J. Chem. Soc., 1941, 547; L. M. L i g g e t, H. Diehl, Proc. Iowa Acad. Set, 52, 191 (1945).
618]
618]
V 619] 620] ;, 621] J [628]V 619] 620] ;, 621] J [628]J. C. Duff, J. Chem. Soc., 1945, 276.
V 619] 620] ;, 621] J [628]
V 619] 620] ;, 621] J [628]
M. Weizmann, S. Pa tai, J. Am. Chem. Soc., 71, 2587 (1949).
L. Chalanay. E. Knoevenagel, Ber., 25, 285 (1892).
H. Ziegler, Ber., 21, 779 (1888).
W. G. Toland jr., J. B. Wilkes F.-J. Brutschy, J. Am. Chem. Soc., 75, 2263 (1953); 76, 307 (1954).
В подобных синтезах с успехом использовали также монохлористую серу [623]. Так, С выходом 78% получали М,М-дифеннлизоинднго из N-фенилоксиндола, а из оксиндола — пзонндиго с выходом 90%.
//. Оти^епление галогена с образованием новыхэтиленовых связей
Отщепление галогена действием металлов
Эта реакция, расширяющая синтезы Вюрца — Фиттига, имеет некоторое значение только для синтеза углеводородов, да и то лишь в ряду производных стильбена. Так, из дифенилдихлорметана и порошка меди с выходом 70% был получен тетра- фенилэтилен [624].
Достойным упоминанием является синтез бис-1,3-дикетоинданилиденов, являющихся углеродными аналогами индиго:
Бис-1,3-дикетоинданилнден [625]. Кипятят с обратным холодильником 2 г 2,2-дихлориидандиона-1,3 в присутствии медной бронзы в сухом бензоле в течение 6 ч. Выход продукта 1,2 г.
Отщепление галогена действием щелочей
Удаление'галогеноводорода щелочами для С =С-связывания фрагментов удается только в том случае, если связь углерод — галоген ослаблена каким-либо заместителем, например нитрогруппой, в ряду алифатических соединений. Так, можно получить 3,4-динитрогексен-3 из 1-хлор-1-нитропропана [626] обработкой его водным КОН. Эта реакция значительно чаще применяется в случае жирно-ароматических соединений. Ослабление связи углерод — галоген вызвано здесь одной или несколькими фенильными группами. Правда, оказалось, что применение гидроокисей щелочных металлов часто дает неудовлетворительные результаты и что лучших выходов можно достичь, используя органические основания. Кроме того, имеет значение выбор растворителя. Например, бис-(2,7-дибромфлуореиилиден) был получен с 67%-пым выходом из 2,7-дибром-9-хлорфлуорена обработкой его триэтиламином в нитрометане [627]; применение спиртового раствора NaOH или триэтиламина в изоамиловом эфире дает плохие результаты.
В начестве "отщепляющих средств с успехом используют также холин [628] и амид калия [629]. При обработке спиртовой гидроокисью щелочного металла нитро- или цианбензилхлориды очень гладко переходят в соответствующие стильбены.
4,4'-Дннитростильбен [630]. Растворяют 50 г я-нитробензилхлорида в 150 г теплого этилового спирта и медленно смешивают после охлаждения со спиртовым раствором КОП, полученным из 17,5 г КОН, 15 мл воды и 60 г этилового спирта. При прибавлении первых капель раствор окрашивается в зеленый
[623 [624 [625 [626 [S27 [628 [629[623 [624 [625 [626 [S27 [628 [629Р. С h о v i n, Bull Soc. chim. France, 12, 100, (1945); И, 82 (1944).
[623 [624 [625 [626 [S27 [628 [629
[623 [624 [625 [626 [S27 [628 [629
R. E. Buckles, G. M. M a 11 a c k, Org. Synth., 31, 104.
A. Schonberg, R. Moubasher, J. Chern. Soc., 1949, 212.
D. E. Bisgrove, J. F. Brown jr., L. В. С 1 a p p, Org. Synth., 37, 23.
L. A. P i n c k, G. E. H i 1 b e r t, J. Am. Chem. Soc., 68, 2014 (1946).
F. Bergmann, Bull. Soc. chim. France, 1952. 78.
C. R. Hauser, J. Am. Chem. Soc., 78, 1653 (1956).
цвет, который по мере протекания реакции переходит через снневато-красный в желтый. Одновременно выделяются желтые кристаллы. Кристаллы после полного охлаждения раствора отсасывают, промывают горячей водой и теплым неразбавленным этиловым спиртом до отсутствия ионов хлора в промывной жидкости. Выход продукта 36 г (90% от теоретического). Сырой продукт является смесью стереоизомеров 4,4'-динитростильбена, и поэтому ие имеет отчетливой температуры плавления. Экстракцией ацетоном удаляют более низко- плавкий изомер и перекристаллизацией из ледяной уксусной кислоты, ацетона и нитробензола получают чистый высокоплавкий изомер с т. пл. 280— 285° С.
Образование новых С—С-связей путем дегидратации
Образование двойной связи путем отщепления воды может проходить главным образом по реакциям двух типов:
2RaCHOH —* КгС = СК24-2Н3О(1)
-КаСО + ещн; —> Н2с=св; + Н2о(2)
Реакция, выраженная первой схемой, имеет небольшое препаративное значение. Например, ангидрид дифенилмялениовой кислоты [631] получают нагреванием миндальной кислоты при остаточном давлении 500 м,м рт. ст.
Важнейшие методы конденсации основаны на второй схеме. Однано метильная или метиленовая группы способны участвовать в конденсации только в том случае, если они активированы соседними карбонильными, карбоксильными, нитрильными или нитрогруппами или некоторыми, замещенными ароматическими остатками. Эти реакции известны под различными названиями, в зависимости от вида функциональных групп и применяемых конденсирующих средств.
Синтез ос,0- и р.у-ненасыщенных карбоновых кислот
Синтез Перкина
Перкии в 1868 г. синтезировал кумарин нагреванием ацетата натрня, салицилового альдегида и уксусного ангидрида [632]. Эта реакция получила особое значение для синтеза а,р-ненасыщенных кислот. Ее осуществляют нагреванием ароматического альдегида с ангидридом алифатической кислоты и ее натриевой или калиевой солью. Реакцию Леркина можно проводить также с коричным альдегидом, но чисто алифатические альдегиды для этой реакции не применяются.
Коричная кислота [633]. В течение 16 ч без доступа влаги кипятят с обратным холодильником 20 г свежеперегнанного бензальдегида, 30 а уксусного ангидрида и 10 а свежерасплавленного ацетата натрня. Затем после охлаждения прибавляют воду, отгоняют с водяным паром непрореагировавший бензальдегид и часть уксусной кислоты, остаток нейтрализуют разбавленной щелочью, фильтруют в горячем виде и осаждают коричную кислоту соляной кислотой. Выход продукта 15—17 а (57% от теоретического). При более длительном нагревании (24 ч) выход повышается до 70—75% от теоретического [634].
Большое влияние оказывает на "выход наличие заместителя в молекуле бензальдегида. Например, при реакции нитро- или галогензамещеиных бензальдегидов [634, 635] с очень хорошим выходом образуются замещенные коричные кислоты. Выход
Р. W а 1 d е n, A. Kernbaum, Вег., 23, 1959 (1890).
С. Bischoff, Р. Walden, Ann., 279, 120 (1894).
W. Н. Perkin, J. Chern. Soc., 21, 53, 181 (186^).
W. H. Perkin, J. Chern. Soc., 31, 389 (1877); Ber., 10, 299 (1877).
F. В б c k, G. L о c k, K. S c h m i d t, Mh. Chern., 64, 401 (1934).
] Org. Synth., 5, 83 (1925).
51 Заказ 1835.
4-онсикоричной кислоты из 4-оксибепзальдегида выше (62%), чем выход коричной •кислоты из незамещенного бензальдегида. Алкил- или оксиалкилбензальдегиды реагируют с незначительными выходами, а диметиламииобенэальдегид не реагирует вообще [636]. Для реакции Перкииа с успехом применяют также гетероциклические альдегиды. Так, из тиофен-2-альдегида была получена тиенилакриловая кислота [637J, описан синтез фуран-2-акриловой кислоты [638].
Конденсацией ангидридов других жирных кислот с ароматическими альдегидами в присутствии соответствующих солей щелочных металлов получают а-замещен- ,ные ‘коричные кислоты.
а-Метилкоричнаяниелота[6391 образуется с выходом 82% при нагревании бензадьдегида, ангидрида пропионовой кислоты и пропионата натрия в запаянной трубке при 150® С в течение 24 ч.
В обычных условиях реакция Перкина коричный альдегид с очень хорошим выходом превращается в Р-стирилакриловую кислоту [640]. При нагревании коричного альдегида с фекилуксусной кислотой в присутствии уксусного ангидрида происходит декарбоксилирование и образуется с 30%-ным выходом 1,4-днфенилбута- циец [641]. В таких же условиях образуется 1,8-дифенилоктатетраен [642] из 2 жаль коричного альдегида и 1 моль янтарной кислоты.
Особое место занимают синтезы Перкина, при которых используется эквимолекулярное соотношение ароматических нли алифатических альдегидов и янтарной кислоты. При этом получаются с хорошим^выходом у-фенил- и у-алкилпараконовые кислоты:
СН2-СООН СвНб-СН-СН-СООН 1П.ОГ
СвН5-СНО+1—*||
СН2-СООННО СН2—СООН с
СвИ6-СН-СН-СООНСвИ6-СН-СН-СООН150°с» СвН5—СН=СН-СП2-СООН4-СО2150°с» СвН5—СН=СН-СП2-СООН4-СО2
СвИ6-СН-СН-СООН
СвИ6-СН-СН-СООН
150°с» СвН5—СН=СН-СП2-СООН4-СО2
150°с» СвН5—СН=СН-СП2-СООН4-СО2
Этн кислоты при нагревании отщепляют двуокись углерода с образованием -р,у-ненасыщенныхашслот и незначительного количества соответствующего у-бутиро- лактона.
Фенилпараконоваякислота[643]. Нагревают при 100° С в течение 15—20 ч смесь бензальдегида, сукцината натрия и ацетангидрида. Затем реакционную массу растворяют в кипящей воде, охлажденный раствор встряхивают с эфиром и экстрагируют фенилпараконовую кислоту из эфирного раствора раствором соды. Из щелочного экстракта свободную кислоту осаждают соляной кислотой. Экстрагированием сероуглеродом можно выделить еще небольшое количество фенилизокротоиовой кислоты. По Фиттигу [644], фенилизокротоновая кислота получается с лучшим выходом при 125—130° С или при нагревании фенилпараконовой кислоты до 300° С. Синтез параконовых кислот по Фиттигу удается также и с моноэамещенными янтарными кислотами. Взаимодействие фенилянтарной кислоты и бензальдегида при 125° С приводит к дифенилизокротоно-
] И. Meyer, В. Beer, Mh. Chew., 34, 649 (1913).
] A. Biedermann, Вег., 19, 1855 (1886).
] Org. Synth., Coll. v. 3, p. 426.
[639J M. Conrad, C.A. Bischoff, Ann., 204, 187 (1880); R. F i t t i g, Ber., 16, 1436 (1883).
W. H. Perkin, J. Chem. Soc., 31, 388 (1877).
В. B. Corson, Org. Synth., Coll. v. 2, p. 229.
R. Kuhn, A. W interstein, Helv. chim. acta, 11, 103 (1928).
R. Fit tig, H.W. Jayne, Ann., 216, 99 (1883).
B. Fittig, Ann., 216, 113 (1883).
вой кислоте [645] С6Н6—CH=C(CeHs)—СН2—СООН. При термическом- декарбоксилировании параконовых кислот наряду с изокротоновыми иислотами образуются также ангидриды итаконовых кислот (алкилиден- или арилиденян- тарные кислоты) и цитраконовые кислоты (замещенные малеиновые кислоты).
Реакция Кневенагеля
Активированная метиленовая группа малоновой кислоты или циануксусиой кислоты в мягких условиях конденсируется с алифатическими и ароматическими альдегидами, а также с кетонами. Вначале эти реакции проводили, как и синтез Перкина, в растворе уксусной кислоты с добавкой уксусного ангидрида, присутствие которого в этой реакции пе обязательно.
Бензилидеималоновая кислота [646].Смесь равных количеств малоновой кислоты н свежеперегнанного бензальдегида нагревают 8—10 ч на кипящей водяной бане с ледяной уксусной кислотой (50% от количества малоновой кислоты). При охлаждении выкристаллизовывается с выходом 55% от теоретического бензилиденмалоновая кислота, которую отфильтровывают и промывают хлороформом. Если эту реакцию проводят в кипящей ледяной уксусной кислоте, то одновременно происходит декарбоксилирование.
Кротоновая кислота[647].Кипятят три дня с эффективным обратным холодильником смесь эквимолекулярных количеств малонового эфира и ледяной уксусной кислоты с избытком паральдегида и затем фракционируют.]
Кневенагель [648] применил для реакций такого типа в качестве катализатора слабое основание (аммиак или амины). В этом случае конденсация и декарбоксилирование образующихся на первой стадии арилиден- или алкилидспмалоновых кислот протекали при более низкой температуре, благодаря чему повышался выход целевых продуктов .
п-Метоксикоричная кислота [649]. Раствор 13,6г анисового альдегида и 12,6 г малоновой кислоты в небольшом количестве 95%-ного спирта приливают к раствору 21 г 8% -ного аммиака в 95% -ном спирте и смесь нагревают на паровой бане. После того как отгонится спирт, маслянистый остаток нагревают на кипящей водяной бане до прекращения выделения СО2 и затвердевания остатка. Продукт обрабатывают теплой водой и растворяют при добавлении небольшого количества воды. Раствор несколько минут кипятят с 1—2 г активированного угля я затем фильтруют. Теплый фильтрат приливают к избытку охлажденной 20%-ной H2SO4; при этом выкристаллизовывается свободная кислота.
Большое значение имеет также использование в качестве растворителя пиридина, в результате чего становится возможным синтез кислот с несколькими двойными связями. Дебиер [650] смог получить таким способом сорбиновую кислоту (гексадиен-2,4-овую кислоту) из кротонового альдегида и малоновой кислоты. С хорошим выходом проходит реакция фурфурола и малоновой кислоты с образованием
-2-фурилдкриловой кислоты [654]. По методу Дебнера часто применяют добавку пиперидина. Так, например, были получены изопренкарбоновая кислота [651], 2,3-димет- .онсикоричная кислота [652] и 2-нитро-4,5-метилендиоксикоричная иислота [653]. Л-Диметиламииобензальдегид, который не реагирует в условиях реакции Перкииа, ,_по методу Дебнера превращается в соответствующую коричную кислоту с выходом .80% от теоретического [655]. По такому же способу была получена додекапентаекил- иденмалоновая кислота [656], СН3—(СН=СН)5—СН=С(СООН)2,декарбокси
лирование которой кипячением со смесью уксусной кислоты и уксусного ангидрида Д1:1) дает с хорошим выходом тетрадекагексаен-2,4,6,8,10,12-овую кислоту.
С помощью синтеза Кневенагеля удалось также осуществить взаимодействие нетоиов с малоновой кислотой. Например, нагревание малоновой кислоты с ацетоном в пиридине в присутствии небольшого количества пиперидина приводит с выходом .60% к р,Р-диметилакриловой кислоте [657]. При такой же реакции с диэтилкетоном выход снижается до 35%, а для циклогексанона он составляет всего 5% от теоретического. В этих случаях, однако, можно осуществить конденсацию нетона с малоновой кислотой, используя в качестве катализатора ацетат пиперидина.
Кун [658], исследуя конденсацию кротонового альдегида (2 моль) до окта- триеналя, показал, что катализаторами этой реакции могут быть только соли вторич- ,яых амвнов:
2СНз—СН=СН-СНО:—*-[СНз—(СН=СН)з-СНО
Исходя из своих наблюдений, а также данных других авторов, он сделал вывод, что •эффект реакции?Кневенагеля основан не столько на каталитическом действии амиков, сколько на каталитическом действии их солей.
Коуп [659] для конденсации альдегидов с циануксусным эфиром применял ацетат пип^ридиня и осуществил взаимодействие кетонов с циануксускым эфиром, используя в качество катализатора ацетат аммония. Растворителем служил бензол, а реакционную воду удаляли при помощи ловушки Днна — Старка. Ацетон по этому .способу реагирует только в том случае, если вместо бензола в качестве азеотропной .компоненты используется хлороформ [660].
' Алкилидёнциануксусный эфир. Смесь 0,5 моль циануксусного эфира, 0,6 моль кетона, 0,05 моль (3,85 г) ацетата аммония, 0,1 моль (6 г) ледяной уксусной кислоты и 50 мл бензола нагревают до кипения с ловушкой Дина — Старка на масляной бане при 130—160° С. Постепенно отделяется 10—12 мд воды, которая содержит незначительное количество ацетата аммония и ацетамида. После отделения воды смесь кипятят еще 1 ч.
В иачестве катализаторов реакции Кневенагеля с успехом использовались А аминокислоты [661]. Из метилэтилкетона и этилового эфира циануксусной кислоты в присутствии р-аланнна с выходом 87% получают этиловый эфир втор-бутилиден- циануксусной кислоты [662]. Катализаторами могут служить также бензиламин [663], добавленный к соли вторичного амина, и ионообменные смолы [664].
В качестве карбонильных компонент могут применяться эфиры Р-кетокарбоно- ных кислот [665]. Напротив, если хотят осуществить конденсацию альдегидов с эфи-
651] 652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665]
Т. Lennart z, Вег., 76, 1009 (1943).
Org. Synth., 31, 35 (1951).
К. Schofield, J. С. Simpson, J. Chem. Soc., 1945, 512.
Org. Synth., Coll. v. 3, p. 425.
Ch. W. Shoppe e, J. Chem. Soc., 1930, 968.
R. Kuhn, Ch. GruBdmann, Ber., 70, 1326 (1937).
S. Dutt, Quart. J. Indian Chem. Soc., 1, 297; C., 1925, II, 1853.
R. Kuhn, W. Badstuhner, Ch. Grundmann, Ber., 69, 98 (1936).
A. C. Cope, J. Am. Chem. Soc., 59, 2327 (1937); 63, 733, 3452 (1941).
S. Wiedequist, Acta Chem. Scand., 3, 304 (1949).
F. 3. Prout, J. Org. Chem., 18, 928 (1953).
Org. Synth., 35, 7 (1955).
S. Deo, J. Indian Chem. Soc., 30, 665 (1953).
M. J. Astle, W. C. G erg el, J. Org. Chem., 21, 493 (1956).
R. Crewe, A. M о n d о n, Chem. Ber., 81, 283 (1948).
. рами Р-кетоиарбоновых кислот, то используют метод Кневенагеля; хорошие резуль- • таты получались также по методу Коупа [666].
':Алкилиденацетоуксусный эфир. Смесь 0,5 лоль ацетоуксусного эфира
, и 0,55 моль альдегида охлаждают до 5° С н затем прибавляют в течение 5—10 мин 90,5 г пиперидина в 1 г спирта таким образом, чтобы температура не поднималась
*выше -}-5—1-100 С. Реакционную смесь затем охлаждают до 0° С, выдержи
вают в холодильнике 12—20 ч и промывают водой, к которой добавлено несколь-
L ко капель ледяной уксусной кислоты (3 раза по 100 «л). Промывные воды экстра!. гируют эфиром, эфирный слой объединяют с продуктом н фракционируют X в вакууме, используя колонку Видмера. Выход 80% от теоретического.
£. Описана аналогичная реакция, которая в одну стадию приводит к эфирам ‘ <с,р-ненасыщеииых карбоновых ннслот [667]; в качестве метиленовой компоненты • использовали моноэфир малоновой ннслоты.
Метиловый эфир п-диметиламинокоричнойкислоты[6б7].Нагреваютсобрат- ’ним холодильником на паровой бане в течение 4 ч 3 г (0,02 моль) п-диметилами-
побелзальдегида, 4,8 мл (около 0,04 моль') монометилового эфира малоновой кислоты, 0,25 лея пиперидила я 10 мл сухого пиридина. Пиридин затем отго- , ияют в вакууме, а кристаллический остаток растворяют в 10—15 мл горячего ацетона. В этот раствор при перемешивании медленно прибавляют по каплям воду до полного выпадения осадка. Кристаллы отсасывают, промывают ацетоном я сушат при 90—100° С. Выход продукта 3,9 г (95% от теоретического).
Синтезы эфиров коричной кислоты, по Клайзену
-Конденсация Клайзена имеет небольшое значение для синтеза а,Р-ненасыщен-
? ных карбоновых кислот, так как в большинстве случаев предпочитают применять 1 указанные выше способы. По Клайзену эфиры коричной кислоты получают из арома- Г тических альдегидов и эфиров жирных кислот под действием металлического натрия.
Таким способом с выходом от 70 до 80% были синтезированы метиловый эфир я-мет- § оксикоричной кислоты [668] и этиловый эфир у-фурфурилиденкротоновой кислоты ’ [669]. Из гомологов эфиров жирных кислот этим методом получают эфиры а-замещен- г ных коричных кислот [670].
■Конденсация Штоббе
,В то время кан в описанном выше синтезе параконовой кислоты исходят из ян-
5 , -тарной кислоты, при конденсации Штоббе реакцию проводят с эфирами янтарной кислоты или продуктами их замещения:
!
COORCOOR
II•
R2C=O + Н2С—CHg—COOR + NaOR —> R2C=C-CII2-COONa + 2ROH
К карбонильным соединениям, которые могут вступать в эту реакцию, отио- ; сятся алифатические, ароматические и а.^-пенасыщенные альдегиды, алифатические, алициклические и ароматические кетоны, дикетоны, кетоэфиры и цианкетоны. В ка, честве конденсирующего средства применяют большей частью этилатднатрия или f -mpem-бутилат калия.
■"р-Карбэтокси-у,у-дифенилвинилуксусная иислота [671]. К охлажденному
•раствору алкоголята, полученному из 2,15 г (0,055 лоль) калия в 45 мл сухого
А. С. С о р е, С. М. Hofmann, J. Аш. Chern. Soc., 63, 3457 (1941).
A. G а 1 a t, J. Am. Chern. Soc., 68, 376 (1946).
A. H о г о a u, Bull. Soc. chim. France, 1948, 414.
A. H i n z, G. M e у e r, G. Schiicking, Ber., 76, 683 (1943). .
L. Claisen, Ber., 23, 978 (1890); T. P о s s n e r, J. prakt. Chem. [2], 82, 435 (1910).
W. S. Johnson, J. Petersen, W. P. Schneider, J. Am. Chern. Soc., 69, 76 (1947).
?пре?п-бутилового спирта, прибавляют 9,11 г (0,05 лоль) бензофенона и 13,05 г (0,075 лоль) диэтилового эфира янтарной кислоты. Воздух вытесняют сухим азотом, смесь умеренно кипятят в точение 30 мин и после охлаждения подкисляют разбавленной НС1. Сначала отгоняют в вакууме mpem-бутиловый и этиловый спирты, а остаток смешивают с водой и встряхивают с эфиром. Из эфирного раствора моноэфир извлекают 20%-ным раствором NaOH и после подкисления щелочного раствора получают 13,94 г (90% от теоретического) указанного выше соединения с т. пл. 119—123° С. После перекристаллизации из смеси бензола и петролейного эфира т. пл. 125—126° С.
Другие примеры см. [672].
Синтез ^^-ненасыщенных альдегидов и кетонов
При реакции двух карбонильных соединений (альдегида или кетона), по меньшей мере одно из ноторых содержит в «-положении метильную или метиленовую группы, образуются, обычно в очень мягких условиях, альдоли (^-оксикарбониль- ные соединения). Альдоли самопроизвольно или при нагревании до 60—100° С отщепляют воду и переходят в «,0-нснасыщенные альдегиды или кетоны.
Катализаторами этой реакции служат спиртовые и водные растворы щелочей, алкоголяты алюминия, ацетат пиперидина, минеральные кислоты и ионообменные смолы.
Смешанная альдольная конденсация между альдегидом и кетопом теоретически может привести к четырем продуктам реакции. Практически она протекает только в одном направлении, так как из-за большей реакционной способности альдегида кетон всегда выступает в роли метиленовой компоненты. При реакции метилкетонов типа метилэтилкетона в зависимости от условий опыта реагируют либо метильные группы, находящиеся в «-положении, либо метиленовые группы, стоящие в а'-положении. Так, из метилэтилкетона и бензальдегида в присутствии 10%-ного раствора NaOH был получен 1-бензилиденбутанон-2, а с газообразным IIC1 — 3-бензилиден- бутанон-2[673]:
СвН5СН-СНСОСН2СН3 СНзСО— С-СНз
снс6н5
, Если в качестве метиленовой компоненты применяют ацетоп, необходим его- избыток, так как обычно с 1 лоль ацетока реагируют 2 лоль альдегида [674].
БензилиДенацетон (675]. В круглодонной колбе емкостью 2 л с мешалкой смешивают 635 г (около 11 моль) ацетона с 420 г (4 моль) свежеперегнанного, не содержащего кислоты бензальдегида и 400 мл воды. К этой смеси при перемешивании и охлаждении водой медленно (0,5 ч—1 ч) приливают 100 мл 10%- ного раствора NaOH, так, чтобы температура в колбе поддерживалась в интервале 25—31° С. Затем перемешивают при комнатной температуре еще 2,25 ч и, наконец, подкисляют (по лакмусу) разбавленной НС1. Отделяют более тяжелый водный слой, встряхивают его со 100 мл бензола; бензольные вытяжки объединяют с бензилнценацетоновым слоем, промывают 100 мл воды, слои разделяют и отгоняют бензол на водяной бане, а остаток перегоняют в вакууме (вода почти полностью отгоняется с первой фракцией). Собирают фракцию с т. кип. 148—160° С (25 мм pm. cm.). После повторной перегонки получают от 375 до 459 г продукта с т. кип. 137—142° С (16 мм pm. cm.). Выход продукта 65—78?6 от теоретического.
По аналогичным методикам с хорошим выходом получают фурфурил- иденацетон [676] и бензилиденацетофеноп [677].
Org. Reactions, 6, 1-73 (1951).
С. Harries, G. Н. М й 11 е г, Вег., 35, 968, 970 (1902).
С. R. Conard, М. A. Dolliver, Org. Synth., Coll. v. 2, 1943, p. 167.
N.L. Drake, P. A 11 e n jr., Org. Synth., 3, 17 (1923).
G. J. Leuck, L. C e j k a, Org. Synth., 7, 42 (1927).
|677] E. P. Cohler, R.C. Leavitt, Org. Synth., 2, 1 (1922).
Конденсация оксиацетофенонов с оксибопзальдегидами приводит к замещенным халконам [678], из?которых обработкой минеральной кислотой могут быть легко получены соответствующие флаваноны. Кроме того, альдольная конденсация с успехом применяется для введения боковой цепи в циклопентаноновое кольцо стероидов [679].
Псевдоионон [680] — важнейший продукт для синтеза витамина А, легко получается с выходом 59% из цитраля и ацетона в присутствии этилата натрия в этиловом спирте.
г '^ Альдольная конденсация чисто алифатических альдегидов протекает однозначно только в тех случаях, когда из двух молекул одного альдегида одна фигурирует в качестве активной С—Н-компонентЫ, а другая — в роли акцептора протонов:
С2Н5-С1Ь—СнО-СПа-СНО N^^ С2Н5-СН2-СН=С-СНО
С2Н5 СаНб
2-Этялгексен-2-аль-1 [681]. К 750 я 1 н. раствора NaOH, нагретого до 80°С, при энергичном перемешивании в течение 1,5 ч прибавляют 2520 г свеже- перегнанного н-масляного альдегида (скорость прибавления определяется эффективностью обратного холодильника и должна быть как можно выше). Температура при этом повышается до 93° С. Затем смесь кипятят еще 1 ч. После охлаждения верхний слой отделяют и без дальнейшей обработки перегоняют с колонкой Вигре высотой 150 см. Выход чистого 2-этилгокссналя 1880 г (86% от теоретического); т. кип. 59,5—60° С (10 мм рта. ст.)', п^ 1,4556.
Для альдольной конденсации с успехом применяют также дикетоны. Например, тетрафенилциклопептадиенон [682] получают с выходом 95% из бензила и дп- бензилкетона в присутствии КОП. Обработка соответствующих 1,4-дикетонов водным NaOH приводит к производным циклопентепопа [683]. Если по соседству с одной из двух карбонильных групп находится метильная группа (СН3СОСН2СН2СОСН2Н), то она не принимает участия в конденсации. Сам ацотоиилацетон в такую реакцию не вступает. Из 1,5-дикетопов образуются соответствующие циклогексеноны [684]. Их можно получить также из альдегидов и ацетоуксусного эфира [685]. Для синтеза макроциклических кетонов можно исходить из дикетонов. Например, конденсацией гексадекапдиопа-2,15 в присутствии магиийоргакического соединения N-метилани- лина с последующим гидрированием был получен мускон [686].
Важный синтез полиеновых альдегидов разработал Кун [687]. Он синтезировал с выходом 50% 7-феиилгептатриеналь конденсацией коричного и кротонового альдегидов в 70%-ном спирте в присутствии ацетата пиперидина. Таким же способом получают 11-фенилундекапентаеналь и фенилпентадекагептаеналь. При помощи ацетата пиперидина удалось осуществить конденсацию 4-метоксидезоксибензоииа с формальдегидом до метилеи-4-мстоксидезоксибеизоина [688]:
СИзО-^Ч-СО-СПа-^Ч + СНгО.-тгд* CHSO-/ Ч-СО-С-/ \=/ \=/ 2 \=/ II \=/
сн2
[678] [679
(680
[681 [682
[683 [684
[685]
[686]
[687]
[688]
L. Reichel, W. Burkart, К. Muller, Ann., 550, 146 (1942).
W. C. J. Ross, J. Chern. Soc., 1945, 25.
A. R n s s e 1, R. L. Kenyon, Org. Synth., Coll. v. 3, 1955, p. 747.
M. Hausermann, Helv. chim. acta., 34, 1487 (1951).
J. R. J 0 h n s о n, O. Grummitt, Org. Synth., 23, 92 (1943).
H. Hunsdiocker, Ber., 75, 455 (1942).
V. P re 1 0 g, L. R uzic ka, P. Barman, L. Frenkiel, Helv. chim. acta, 31, 92 (1948).
E. C. Horn ing, M. O. Denekas R. E. F i e 1 d, J. Org. Chern., 9 547 (1944); Org. Synth., 27, 24 (1947).
M. S t 0 1 1, A. R 0 u v e, Helv. chim. acta, 20, 525 (1937); 30, 2019 (1947).
R. Kuhn, A. Winterstein, Helv. chim. acta, 12, 493 (1929).
H. Fisselmann, J. R i b k a, Chern. Ber., 89, 27 (1956).
а-Метиленальдегиды легко получаются также через основания Манниха. Например, а-этилакролеин [689] образуется из «-масляного альдегида, гидрохлорида диметиламина и водного формальдегида.
Очень- изящно проходит конденсация кетонов при использовании в качестве катализатора сульфированных ионообменных смол. Так, окись мезитила [690] получена с почти 80%-ным выходом пропусканием паров ацетона над ионообменной смолой дауэкс 50. Из метилэтилкетона получается смесь обоих изомеров (З-метилгептен-З- он-5 и 3,4-диметилгексен-3-он-2). Аналогично реагирует диэтилкетон с образованием 5-этил-4-метилгептен-4-она-3. Из циклогексанона образуется. 2-( Г-цнклогексенил) - циклогексанон, из ацетофенона наряду с основным количеством дипнона — 1,3,5-три- фенилбензОл.
Прочие конденсации
Конденсация метильных групп, связанных с ядром. Метильные группы, связанные с ароматическим ядром, реакционноспособны лишь в том случае, когда ароматическое ядро содержит другие заместители в определенных положениях или же если метильная группа связана с гетероциклическим кольцом.
Наличия одного заместителя обычно недостаточно для протекания конденсации. Реакции мононнтротолуола с бензальдегидом проходит очень плохо, в то время как конденсация дннитротолуола с бензальдегидом приводит к соответствующим производным стильбека [691]. Гораздо чаще для конденсации используют реакционноспособные метильные группы гетероциклических систем. Так, из а-пиколнна и ацетальдегида при 250Q С образуется а-пропеннлпиридин [692]. у-Пиколин также вступает в реакцию конденсации [693].
Способность метилпиррола к конденсации с пнрролальдегидом многократно- использовали Фишер и сотр. [694] при синтезе порфиринов. В конденсацию с альдегидами могут вступать метальные группы более высококонденснрованных гетероциклических систем. При взаимодействии гидрохлорида хинальдина с 2-этилгексан- алем-1 в присутствии ZnCl2 образуется 2'-(3-этилгептен-1-ил)-хинолин с выходом 87% от теоретического [695]. С хорошими выходами конденсируется с м- или п-нитро- бензальдегидом 9-метилакрндин, превращаясь в соответствующие стирильные производные акридина [696].
Метиковые конденсации. Разработано много методов получения метиновых красителей, имеющих исключительное значение в качестве сенсибилизаторов фотоматериалов. Для синтеза триметиповых красителей служит введенный Кенигом [697] «ортоэфирный метод». Этим методом, например, конденсацией двух молекул иодэти- лата хинальдина с одной молекулой этилового ортоэфира муравьиной кислоты получен иодид пинацианола:
III1 II 1
^/V^ch-ch=ch/V^/ I-
С2Н5С2Нб
[689][689]690690691692693694691692693694695695[696][697][696][697]С. S. Marvel, R. L. М у е г s, 3. Н. Saunders, 3. Аш. Chern. Soc., 70, 1694 (1948).N. В. L о г е 11 е, J. Org. Chern.,-22, 347 (1957).J. Thiele, R. Escales, Ber., 34, 2843 (1901).A. Ladenourg, Ann., 247, 26 (1888).K. Friedlander, Ber., 38, 2838 (1905).Г. Ф и ш e p, Г. Орт, Химия пиррола, пер. с нем., ОНТИ, Хпмтеорет/ 1937.Е. Graef, J. М. Frederickson, A. Burger, J. Org. Chern., 11, 261 (1946).W. Sharp, М. М. J. S u t h е г 1 а n d, F. J. W i 1 s о n, J. Chern. Soc., 1943, 5, 344.W. Koning, Ber., 55, 3293 (1922).С. S. Marvel, R. L. М у е г s, 3. Н. Saunders, 3. Аш. Chern. Soc., 70, 1694 (1948).N. В. L о г е 11 е, J. Org. Chern.,-22, 347 (1957).J. Thiele, R. Escales, Ber., 34, 2843 (1901).A. Ladenourg, Ann., 247, 26 (1888).K. Friedlander, Ber., 38, 2838 (1905).Г. Ф и ш e p, Г. Орт, Химия пиррола, пер. с нем., ОНТИ, Хпмтеорет/ 1937.Е. Graef, J. М. Frederickson, A. Burger, J. Org. Chern., 11, 261 (1946).W. Sharp, М. М. J. S u t h е г 1 а n d, F. J. W i 1 s о n, J. Chern. Soc., 1943, 5, 344.W. Koning, Ber., 55, 3293 (1922).
[689]
[689]
690
690
691
692
693
694
691
692
693
694
695
695
[696]
[697]
[696]
[697]
С. S. Marvel, R. L. М у е г s, 3. Н. Saunders, 3. Аш. Chern. Soc., 70, 1694 (1948).
N. В. L о г е 11 е, J. Org. Chern.,-22, 347 (1957).
J. Thiele, R. Escales, Ber., 34, 2843 (1901).
A. Ladenourg, Ann., 247, 26 (1888).
K. Friedlander, Ber., 38, 2838 (1905).
Г. Ф и ш e p, Г. Орт, Химия пиррола, пер. с нем., ОНТИ, Хпмтеорет/ 1937.
Е. Graef, J. М. Frederickson, A. Burger, J. Org. Chern., 11, 261 (1946).
W. Sharp, М. М. J. S u t h е г 1 а n d, F. J. W i 1 s о n, J. Chern. Soc., 1943, 5, 344.
W. Koning, Ber., 55, 3293 (1922).
С. S. Marvel, R. L. М у е г s, 3. Н. Saunders, 3. Аш. Chern. Soc., 70, 1694 (1948).
N. В. L о г е 11 е, J. Org. Chern.,-22, 347 (1957).
J. Thiele, R. Escales, Ber., 34, 2843 (1901).
A. Ladenourg, Ann., 247, 26 (1888).
K. Friedlander, Ber., 38, 2838 (1905).
Г. Ф и ш e p, Г. Орт, Химия пиррола, пер. с нем., ОНТИ, Хпмтеорет/ 1937.
Е. Graef, J. М. Frederickson, A. Burger, J. Org. Chern., 11, 261 (1946).
W. Sharp, М. М. J. S u t h е г 1 а n d, F. J. W i 1 s о n, J. Chern. Soc., 1943, 5, 344.
W. Koning, Ber., 55, 3293 (1922).
Иодид пинацианола. В колбе Клайзена с капельной воронкой и термометром нагревают 6 г иодэтилата {хинальдина и 50 лд уксусного ангидрида. К слабо кипящему раствору в течение блин прибавляют 2 г этилового эфира ортомуравьиной кислоты. Содержимое колбы, имеющее вначале желтый цвет, скеро приобретает зеленую окраску, переходящую к концу реакции в темносинюю; при этом выделяется кристаллическая масса и отгоняется смесь этилацетата, йодистого этила и небольшое количество уксусного ангидрида. Затем температуру повышают к отгоняют примерно половину загруженного уксусного ангидрида. Из остатка при охлаждении выделяется кристаллическая масса уже достаточно чистого иодида пинацианола. При перекристаллизации можно получить краситель в виде маленьких призм с красивым -зеленым блеском, которые после высушивания при 140° С имеют, т. разл. 278° С. Выход продукта 2,4 г (50% от теоретического).
При использовании ортоэфиров других карбоновых кислот получают тримети- । новую цепь с ответвлением в виде алкильного остатка. Этот метод подвергался многочисленным модификациям, ио пригоден только Хля получения симметричных красителей. Практическое значение имеет замена ортоэфиров на формамид, алкилизоформ- аннлид (698] или N,N,-дифeнилфopмaмиднн [699], с помощью которых реакцию можно проводить в две стадии. Таким образом становится возможным синтез несимметричных красителей.
Синтезы аминонислот по Эрленмейеру. Этот синтез [700] основан на конденса- ' цпн альдегида с гиппуровой кислотой. В качестве промежуточного продукта образуется алкилиденазлактон, который восстановлением н гидролизом может быть превра- щен в а-аминоиислоту.
J IN ОС6Н5J IN ОС6Н5Н2С— СООНН2С—СО
J I
N О
С6Н5
J I
N О
С6Н5
I—► I I
HN ОNO
\\ /
СС
II
Свн6СеНб
Алкилиденазлактоны образуются при кипячении с обратным холодильником юмеси гиппуровой кислоты, альдегида, ледяной уксусной кислоты к ацетата натрия. Эти соединения могут подвергаться многочисленным превращениям. При омылении их щелочами образуются а-кетокислоты, а при окислении перекисью водорода в щелочной среде — карбоновые кислоты, гомологичные исходному альдегиду. Таким образом была получена 4-метокси-2-метилфепилуксусяая кислота [701]. '
Часто вместо гиппуровой кислоты применяют N-ацетиламиноуксусяую кислоту. Из бензальдегида и ацетилглицппа синтезирован З-бенаилпден-5-метилоксазолоп с выходом 75% от теоретического [702].
В качестве метиленовой компоненты использовали также креатинин. Таким способом получали Р-замещеипые N-метилаланины [703]. Описана конденсация ванилина с креатинином, протекающая с 95%-ным выходом [704].
< Кроме того, для синтеза соответствующих а,Р-ненасыщенных соединений применяли также гидантоин, тиогидантоин, дикетопиперазнн и роданин.
Получение ненасыщенных нитросоединений
Первичные алифатические нитросоединения гладко конденсируются с альдегидами и кетонами. Начальный продукт реакции обычно представляет собой соот- вётствующий ннтроспирт, из которого чаще всего последующей этерификацией
698699700701702703704698699700701702703704Е. В. Knott, J. Chem. Soc., 1946, 120.
698
699
700
701
702
703
704
698
699
700
701
702
703
704
S. Hu nig, Ann., 574, 99, 106, 112 (1951).
E. Erlenmeyer jn, Ann., 271, 164 (1894); 307, 138 (1899); 337, 265 (1904).
J. F. Hudson, E. Walton, J. Chera. Soc., 1946, 86.
R. N. H e г b s t, D. S h e m i n, Org. Synth., Coll. v. 2, p. 1.
B. N. Nicolet, E. D. Campbell, J. Am. Chem. Soc., 50, 1158 (1928).
V. D e u 1 о f e u, T. J. G u e г г о, Org. Synth., 22, 89 (1942).
и отщеплением кислоты можпо получить питроолефин. При взаимодействии с ароматическими альдегидами образование двойной связи может протекать в процессе конденсации;
АгСНОН- CHNO2 —> ArCH=CNO2
В качестве побочных продуктов иногда образуются динитросоединения, в результате присоединения ннтропарафина к нитроолефину.
Катализаторами могут служить соединения основного характера, например карбонаты щелочных металлов, их гидроокиси, бикарбонаты и алкоголяты, первичные алифатические амины, а также Са(ОН)2. В случае ароматических альдегидов применяют и ZnClg.
Лернер предложил использовать для синтеза ненасыщенных нитросоедипоний ароматического ряда этилендиамин [709]. В его работе приводится большое число примеров, когда выходы продуктов реакции составляли около 95%.
Взаимодействие ароматических альдегидов с первичными нитросоединениями в присутствии первичных аминов сразу приводит к нитроолефинам, но при использовании других катализаторов реакция может протекать иначе.
2-Нитро-1-фенилпропеи-1 [706]. В колбе емкостью 1 л в течение 8 ч нагревают с обратным холодильником 1 моль бензальдегида, 1моль нптроэтана, 5 ал н-бутиламина и 100 мл абсолютного спирта. При охлаждении образуется желтая кристаллическая масса, которую перекристаллизовывают из абсолютного спирта. Выход продукта 105 г (60% от теоретического); т. пл. 65° С".
Так же из соответственно замещенного бензальдегида и нитрометана в присутствии метиламина получают 4-окси-3-метокси-ю-витростирол [707].
2,3-Диметокси-й-нитростирол[705]. Из 2,3-диметоксибевзальдегида, нитрометана и спиртового раствора КОН после подкисления реакционной массы 50%-ной уксусной кислотой получают соответствующий а-нитроспирт; при обработке реакционной массы 1 н. H2SO4 с выходом 93?о от теоретического образуется 2,3-диметокси-со-питростирол [705].
Чисто алифатические нитроолефины обычно пс могут быть получены в одну стадию, так как при конденсации образуется нитроспирт. Ею ацетилируют, а из полученного эфира действием КПСО« снова отщепляют уксусную кислоту, в результате чего получается питроолефин [708].
Получение ароматических систем
Взаимодействие соответствующих соединений с отщеплением воды часто используется для синтеза ароматических ядер. Так, при помощи серной кислоты из ацетона получен мезитилов [710]. Описай общий метод синтеза замещеппых 1,3,5-триарил- бепзолов [711].
Триарилбензолы. К 50 .мл насыщенного газообразным IIC1 абсолютного спирта прибавляют Юг замещенного ацетофенона. Через 30 дней твердый трпарилбензол отфильтровывают и промывают холодным спиртом. Повышение
[705][705]706] 707706] 707708709710711708709710711Spath, К. Riedl, G. Kubiczek, Mh. Chern., 79, 72'(1948);L. Canonic a, Gazz. chim. itaL, 79, 192 (1949).Н. В. Hass, A. G. Susie, R. L. H e i d e r, J. Org. Chern., 15, 8 (1950)A. R a m i г e z, A. Burger, J. Am. Chern. Soc., 72, 2781 (1950).E. Schmidt, G. Rutz, Ber., 61, 2142 (1928).О. M. Лернер, ЖПХ, 31, 663 (1958).R. Adams, R. W. Hufferd, Org. Synth., 2, 41 (1922).R. E. Lyle, E. J. DeWitt, N. >1. Nichol s, W. Cleland, J- Аш. Chern. Sue., 75, 5959 (1943).Spath, К. Riedl, G. Kubiczek, Mh. Chern., 79, 72'(1948);L. Canonic a, Gazz. chim. itaL, 79, 192 (1949).Н. В. Hass, A. G. Susie, R. L. H e i d e r, J. Org. Chern., 15, 8 (1950)A. R a m i г e z, A. Burger, J. Am. Chern. Soc., 72, 2781 (1950).E. Schmidt, G. Rutz, Ber., 61, 2142 (1928).О. M. Лернер, ЖПХ, 31, 663 (1958).R. Adams, R. W. Hufferd, Org. Synth., 2, 41 (1922).R. E. Lyle, E. J. DeWitt, N. >1. Nichol s, W. Cleland, J- Аш. Chern. Sue., 75, 5959 (1943).
[705]
[705]
706] 707
706] 707
708
709
710
711
708
709
710
711
Spath, К. Riedl, G. Kubiczek, Mh. Chern., 79, 72'(1948);
L. Canonic a, Gazz. chim. itaL, 79, 192 (1949).
Н. В. Hass, A. G. Susie, R. L. H e i d e r, J. Org. Chern., 15, 8 (1950)
A. R a m i г e z, A. Burger, J. Am. Chern. Soc., 72, 2781 (1950).
E. Schmidt, G. Rutz, Ber., 61, 2142 (1928).
О. M. Лернер, ЖПХ, 31, 663 (1958).
R. Adams, R. W. Hufferd, Org. Synth., 2, 41 (1922).
R. E. Lyle, E. J. DeWitt, N. >1. Nichol s, W. Cleland, J- Аш. Chern. Sue., 75, 5959 (1943).
Spath, К. Riedl, G. Kubiczek, Mh. Chern., 79, 72'(1948);
L. Canonic a, Gazz. chim. itaL, 79, 192 (1949).
Н. В. Hass, A. G. Susie, R. L. H e i d e r, J. Org. Chern., 15, 8 (1950)
A. R a m i г e z, A. Burger, J. Am. Chern. Soc., 72, 2781 (1950).
E. Schmidt, G. Rutz, Ber., 61, 2142 (1928).
О. M. Лернер, ЖПХ, 31, 663 (1958).
R. Adams, R. W. Hufferd, Org. Synth., 2, 41 (1922).
R. E. Lyle, E. J. DeWitt, N. >1. Nichol s, W. Cleland, J- Аш. Chern. Sue., 75, 5959 (1943).
выхода достигается осаждением твердого продукта из маточных растворов водой. Получаемая при этом вторая фракция несколько загрязнена и ее много раз промывают на фильтре этиловым спиртом. Выход зависит от исходного производного ацетофенона и лежит в пределах от 20 до 85% от теоретического.
Для получения ароматических систем использовали также синтез Кневенагеля. Так, из диацетила и о-фекилендиацетонитрила в безводном пиперидине с выходом >65% от теоретического получают [712] 1,4-дициан-2,3-диметилиафталин (реакционную массу сначала охлаждают, затем оставляют на 3 ч).
Диарилкетоны, содержащие в орто-положении к карбонильной группе метильную или метиленовую группу, при пиролизе часто отщепляют воду с замыканием кольца (реакция Эльбса): • х
СО
1 il I II -Н,0
f Эта реакция имеет некоторое значение для получения производных антрацена • ' [713], 1,2,5,6-дибензаытрацена [714], 1,2-бензантрацена [715] и холантрена [716]. ?Обычно реакцию проводят, нагревая кетон без катализатора или раство-
' рителя при температуре кипения или при 400—450° С до прекращения выделе- ния воды. Лишь в редких случаях выходы превышают 50% от теоретического.
СПодробнее о реакции Элбса см. обзор [717[.
С IV. Открепление азота с одновременным образованием новой С=С-связи •
Разложение диазосоедииений. При каталитическом разложении диазоуксус- й иого эфира в присутствии порошкообразной меди образуется, как известно, эфир К'фумаровой кислоты [718]. Грундман распространил эту реакцию на диазокетоны ? [719]. Из диазоацетона он получил с умеренным выходом гексен-З-дион-2,5. Ана- -_ логичные соединения были синтезированы из о-диазоацетофенона и 1-диазонона- ['деканона-2.
Расщепление оснований Шиффа. В описанных ранее (стр. 801) реакциях ; альдегидов с соединениями, содержащими активные метиленовые группы, часто можно i заменять альдегиды полученными из лих оспованиями Шиффа. В некоторых случаях ',• этот метод дает определенные преимущества, так как, например, соединения типа у о-аминобепзальдегида труднодоступны. Так, Борще и сотр. [720] в хинолиновом <' синтезе Фридлендера заменили о-аминобензальдегид 2-амипобензаль-п-толуидином и с хорошими выходами получили этиловый эфир хинальдипкарбоновой-З кислоты.
«■ [712] Н. М о и г е u, Р. Cho vin, G. R i v о а 1, Bull. Soc., chim. France, 1946, 106.
G.T.Morgan,E. A.Coulson, J. Chern. Soc.,1929, 2203.
J.W.Cook. J.Chern.Soc., 1931, 489; E. Clac,Ber., 62, 1574 (1929);
;W.E.В a c h m an u, L. IT. Репс c, J. Am. Chern.Soc., 59, 2339(1937).
J.W.Cook, J.Chern.Soc., 1932, 432; L. F. F ie s e r, E. B.Hersh-
b e г g, J. Am. Chern. Soc., 59, 2502 (1937).
> [716] L. F. F i e s e г, A. M. Soligma n, J. Am. Chern. Soc., 57, 942, 2174 (1935); W. E. Bachmann, J. Org. Chem., 3, 431 (1939).
Org. Reactions,v. 1,John Wileya. Sons, Inc.. NewYork,1942, p.129.
A. Loose, J.prakt. Chern. [2],79, 507 (1909).
Ch. Grundmann, Ann., 536, 30 (1938).
■ (72OJW. В о r sc h o, W.D о e I 1 о r.M. Wagner-Roemmick,Ber., 76,
1099 (1943); W.В о rs c h e. J. Вa r t h e n h c i e r,Ann.,548, 50(1941).
Аналогичным образом реагирует с малоновым эфиром группировка —CH = N— в бнс-(ле-хлорфенил)-формамидине [721]:'
/—XЛ—хл—X/СООС2Н5
NH—CH—N—^>-NH-CH = C<
V=Zх=б\=/ХСООС2Н6
С1С1 01
Отщепление серы с образованием новой С—С-связи
Взаимодействие между этиловым эфиром тритиоортомуравьиной кислоты и малоновым эфиром полностью аналогично реакции, протекающей в тех же условиях между этиловым эфиром ортомуравьиной кислоты и малоновым эфиром, и приводит к образованию серного аналога диэтилового эфира этоксиметилепмалоновой кислоты:
НС(8С2Н8)з+НаС(СООСаН5)2 —» C2H6S-CH=C(COOC2H6)2
Диэтиловыи эфир этилмеркаптометиленмалоновой кислоты [722]. На масляной бане при 130—140° С в течение 10 ч нагревают с обратным холодильником 30 г (0,15'жмь) этилового эфира тритиоортомуравьиной кислоты, 24,8 г малонового эфира, 31,5 г уксусного ангидрида и 2,5 с безводного ZnCI2. После охлаждения отделяют смесь от небольшого количества смолы и перегоняют в вакууме; при этом в конце перегонки наблюдается незначительное разложение. Диэтиловый эфир этилмеркаптометиленмалоповой кислоты перегоняется в виде светло- желтого масла с т. кип. 170—172° С (19 ллг рт. ст.)-, выход 17,67 г (49% от теоретического).
Эфир тритиоортомуравьиной кислоты применялся в аналогичных конденсациях при получении цианиновых красителей [723].
Отщепление фосфора с образованием новой С=С~связи(реакция Вит тага)
Первое применение этой реакции описано Виттигом и Гейслером [724]. получившими при взаимодействии трифенилфосфинметилидена с бензофеноном 1,1-дцфспил- этилев с выходом 84% от теоретическою:
(СвН6)зР=СН2 + О=С(СвН6)3 —* (СвН6)3Р = О + СНг=С(С6Н6)а
Известны взаимодействия фосфориленов с ароматическими альдегидами [725], С альдегидами этиленового ряда [726] и с полиеновыми альдегидами, а также с ароматическими и алифатическими кетонами.
о-Дивинилбензол [727] К 60 ммоль NaNH^B 300 мл жидкого NH3 прибавляют 55 ммоль бромида трифеннлметилфосфония и дают испариться аммиаку. Остаток кипятят с 200 мл эфира в колбе с обратным холодильником. К оранжевожелтому раствору трифенилфосфинметилидена добавляют при перемешивании в течение 15 мин 28 ммоль диальдегида фталевой кислоты в 100 мл эфира и в течение 2 ч нагревают смесь с обратным холодильником. Реакционную массу
[721[721[722[722[723 [724 [725[723 [724 [7251726][727]1726][727]С. С. Price, R. М. Roberts, J. Аш. Chem. Soc., 68, 1255 (1946).К. D. Gundermann, Ann, 578, 48 (1952).I. D. C e n d a 1 1, I. R. M a i e r, J. Chem. Soc., 1948, 687.G. W i t t i g, G. G e i s s 1 0 r, Ann., 580, 44 (1953).U. Schollkopf, Dissertation, Tubingen, 1955; G. Wittig, U. Scholl- k 0 p f, Chem. Ber., 87, 1318 (1954); F. В 0 h 1 m a n n, Chem. Ber., 90, 1519 (1957).G. Wittig, U. Schollkopf, Chem. Ber., 87, 1318 (1954).G. W i t t i g, H. E g g e r s, P. D u f f n e r, Ann., 619, 22 (1958).С. С. Price, R. М. Roberts, J. Аш. Chem. Soc., 68, 1255 (1946).К. D. Gundermann, Ann, 578, 48 (1952).I. D. C e n d a 1 1, I. R. M a i e r, J. Chem. Soc., 1948, 687.G. W i t t i g, G. G e i s s 1 0 r, Ann., 580, 44 (1953).U. Schollkopf, Dissertation, Tubingen, 1955; G. Wittig, U. Scholl- k 0 p f, Chem. Ber., 87, 1318 (1954); F. В 0 h 1 m a n n, Chem. Ber., 90, 1519 (1957).G. Wittig, U. Schollkopf, Chem. Ber., 87, 1318 (1954).G. W i t t i g, H. E g g e r s, P. D u f f n e r, Ann., 619, 22 (1958).
[721
[721
[722
[722
[723 [724 [725
[723 [724 [725
1726]
[727]
1726]
[727]
С. С. Price, R. М. Roberts, J. Аш. Chem. Soc., 68, 1255 (1946).
К. D. Gundermann, Ann, 578, 48 (1952).
I. D. C e n d a 1 1, I. R. M a i e r, J. Chem. Soc., 1948, 687.
G. W i t t i g, G. G e i s s 1 0 r, Ann., 580, 44 (1953).
U. Schollkopf, Dissertation, Tubingen, 1955; G. Wittig, U. Scholl- k 0 p f, Chem. Ber., 87, 1318 (1954); F. В 0 h 1 m a n n, Chem. Ber., 90, 1519 (1957).
G. Wittig, U. Schollkopf, Chem. Ber., 87, 1318 (1954).
G. W i t t i g, H. E g g e r s, P. D u f f n e r, Ann., 619, 22 (1958).
С. С. Price, R. М. Roberts, J. Аш. Chem. Soc., 68, 1255 (1946).
К. D. Gundermann, Ann, 578, 48 (1952).
I. D. C e n d a 1 1, I. R. M a i e r, J. Chem. Soc., 1948, 687.
G. W i t t i g, G. G e i s s 1 0 r, Ann., 580, 44 (1953).
U. Schollkopf, Dissertation, Tubingen, 1955; G. Wittig, U. Scholl- k 0 p f, Chem. Ber., 87, 1318 (1954); F. В 0 h 1 m a n n, Chem. Ber., 90, 1519 (1957).
G. Wittig, U. Schollkopf, Chem. Ber., 87, 1318 (1954).
G. W i t t i g, H. E g g e r s, P. D u f f n e r, Ann., 619, 22 (1958).
фильтруют, фильтрат упаривают до объема 50 лед и снова отфильтровывают трифенилфосфиноксид; из фильтрата получают 2,7 з о-дивннилбензола с т. кип. 75—78° С (14 мм рт. ст.); выход 75% от теоретического.
Описан удобный метод получения ликопина и Р-каротина [728]; о новом методе синтеза витамина А см. [729].
Исключительно важное значспио имеет взаимодействие алициклических кетонов с нленами, так как эта реакция представляет собой единственный метод превращения циклического кетона в соответствующий циклоолефин с экзоциклической двойной связью. При взаимодействии циклогексанона с трифенилфосфинметилиденом образуется свободный от изомеров метиленциклогексап [726]' а с трифеннлфосфинбензил- иденом аналогичным образом можно подучить бензилиденциклогексан.
Метяленциклогексан. К раствору 100 ммоль трнфенилфосфинметилидена в 200 мл абсолютного эфира прибавляют 9,8 з (100 ммоль) циклогексанона, при этом сразу образуется белый осадок. Смесь нагревают в течение 3 ч при 65° С, затем осадок отделяют центрифугированием и промывают его несколько раз эфиром. Эфирные растворы промывают водой, отгоняют растворитель и перегоняют маслянистый остаток с колонкой Вигре высотой 30 см. Выход метиленциклогексана 5,4 е (52% от теоретического); т. кип. 100—103° С (744 мм рт. ст.).
Трифеннлфосфинметилиден. В утку для гидрирования помещают 150 мл эфира и 40 мл 1 н. раствора бутиллития в эфире и при интенсивном встряхивании медленно прибавляют 14,3 г тщательно измельченного бромида трифенил- метилфосфония. Реакционный сосуд встряхивают в течение 3 ч. На дне сосуда остается лишь незначительное количество нерастворснной соли, а трифенил- фоофинметилиден переходит в раствор, окрашивая его в желто-оранжевый цвет. В некоторых опытах продукт реакции выделялся в виде бледио-желтых кристаллов.
Реакция Виттига с успехом применялась и в химии витамина D- [730], так как с ее помощью можно вводить метиленовую группу по углеродному атому Сю- Описано олефинирование тринадцати стероидных кетонов [731].
Подробный обзор по реакции Виттига см. [732].
О. I 8 1 е г et al., Helv. chim. acta, 39, 463 (19o6).
Пат. ФРГ 950552; С., 1957, 5362.
H. H. Inhoffen et al., Chern. Вег., 9f, 2309 (1958).
F. Sondheimer, R. Mechoulam, J. Am-. Chern. Soc., 79, 5029 (1957).
U. Schollkopf, Angew. Chern., 71, 260 (1959).
Реакции, ведущие к разрыву углерод- углеродной связи, имеют несколько меньшее препаративное значение, чем реакции, приводящие к образованию углерод-углеродных связей. Однако онк широко применяются для установления строения органических соединений.
В этом разделе описывается возможность разрыва углерод-углеродных связей в результате реакций термического распада, деструктивного окисления и гидролиза.
ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ
I. Отцеплениедвуокиси углерода
РАЗРЫВУГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*РАЗРЫВУГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*В большом числе случаев термическое расщепление углерод-углеродной связи заключается в отщеплении двуокиси. углерода от соответствующих соединений. Способность карбоновых кислот к термическому отщеплению двуокиси углерода всегда предопределяется электродным состоянием углеродных атомов, смежных с карбоксильной группой. Отщепление двуокиси yi - лерода протекает относительно легко и гладко, если электронная плотность на углеродном атоме, находящемся в a-положении к карбоксильной группе, мала И тем самым высоко его сродство к электрону (тип. I), или если на атоме углерода в р-положенки к карбоксильной группе может возникнуть катиоиоидиый центр, который принимает связанную карбокенгруппой электронную пару с образованием а,Р-двойной связи и таким образом облегчает отщепление двуокиси углерода (тип II).
РАЗРЫВ
УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*
РАЗРЫВ
УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХСВЯЗЕЙ*
Эти крайние случаи можно наглядно пояснить следующими примерами:
С1аС-СОО11 -=-- С13с’ + сог* н'—*■ С13СИ + со2
Декарбоксилирование по типу I
Реакции декарбоксилирования, протекающие по типу I, иллюстрируются следующими примерами.
Для а-галогсиированных жирных кислот и их солей существует правило, что «разрыхляющее действие» атома галогена на карбоксильную группу увеличивается с увеличением атомного веса галогена. Например, трихлоруксусная кислота может перегоняться без разложения и медленно разлагается только при температурах свыше 200 °C. Трииодуксусная кислота, напротив,
разлагается уже при умеренном нагревании. Еще легче разлагаются соли кислот. Трихлоруксусная кислота при нагревании с анилином в бензольном растворе превращается ? в хлороформ и двуокись углерода; калиевая соль трибромуксусной кислоты распадается уже при растворении в ацетоне на бромоформ и бикарбонат; соли трииодуксусной кислоты, очевидно, вообще неустойчивы. Такие реакции получили в последнее время препаративное значение для получения дигалоген- карбенов.
Аналогично ведут себя а-нитро- и а-аминокарбоновые кислоты. Особенно легко декарбоксилируются а-ннтрокарбоновые кислоты. Нитроуксусная кислота, например, очень неустойчива и уже при кипячении с водой или растворении натриевой или калиевой соли в разбавленной H2SO4 превращается в • нитрометан. Значение таких реакций декарбоксилирования для получения нитроуглеводородов алифатического ряда было уже рассмотрено (стр. 442). Общий метод получения первичных нитро- соедииений из нитрилов кислот [1, 2] выражается схемой:
R-CH2-CN I CsHfiONOa R—С—CN ^“ *
NO2Na
—> R—С—COO Na R -СН2
NO2Na NO2
Реакция протекает через натриевое соединение ауи-нитронитрила с образованием а-нитрокарбоновой кислоты, из которой путем отщепления двуокиси углерода получается китросоединение.
Гораздо слабое склонность к декарбоксилированию выражена у а-аминокарбо- новых кислот. Нагреванием а-амннокислот при 200—250° С в таких индифферентных растворителях, как глицерин, дифепилмстан или дифениламин, могут быть получены низшие первичные амины. Таким путем, например,из тирозина был получен тирамин [3].
Модификация этого метода по Вада [4] заключается в предварительном превращении «таминокислоты реакцией с мочевиной в гидантоин и кипячением последнего с кислотами или щелочами с одновременным гидролизоми Отщеплением двуокиси углерода. Однако данные Вада не подтвердились.
Относительно легко протекает декарбоксилирование N- или О-гетероцикличс- скпх а-карбоновых кислот, например а-пиколиновой, хинальдиновой или хелидоновой; причем образуются пиридин, хинолин п у-пирон. Лучшим методом получения фурана является также термическое отщепление двуокиси углерода от пирослизевой кислоты:
Эту реакцию раньше проводили, нагревая ппрослизевую кислоту в запаянной трубке или с натронной известью; аппаратурно просто и удобпо и с очень хорошими выходами (72—78% от теоретического) реакцию удается провести по способу Вильсона [5].
Еще лучшие выходы (85—91% от теоретического) получают, если разложение дирослизевой кислоты проводят в примерно 3,5-кратном количестве высококипящсто сырого пиридиниевого основания в присутствии окиси меди при 170° С. При этом используется тот факт, что декарбоксилирование такого рода особенно гладко
W. Wislicenus, A. Endres, Вег., 35, 1757 (1902).
Gattermann -Wieland, Die Praxis des organischen Chemikers, 33 AufL, Walter de Gruyter a. Co., Berlin, S. 231.
E. Abderhalden, E. Gebelem, Hoppe-Seyler’s Z. physiol. Chern., 152, 126 (1926).
f4] M. W a d a, Biochem. Z., 260, 47 (1933); H о u b e n - W e у 1, Methoden der organischen Chemie, Bd. 11/1, S. 992.
[o] W. C. Wilson, Org. Synth., 7, 40.
316316ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ
316
316
ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ
ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ
происходит в присутствии высококипящих третичных аминов и может быть каталитически ускорено добавлением порошка меди или окиси меди.
Легко проходит также декарбоксилирование а,0-невасыщенных карбоновых кислот. Так, например, из коричной кислоты получают стирол [6]:
СН=СН—СООНСН^СНа
О о
’ Стирол. В аппаратуре, состоящей из круглодонпой колбы, колонки и холодильника точно указанных размеров, нагревают до энергичного кипения коричную кислоту в присутствии небольшого количества гидрохинона в качестве антиоксиданта. Температура верха колонны должна повыситься до 120° С. Собравшийся в приемнике стирол, стабилизованный небольшим количеством гидрохинона, перегоняют с водяным паром и полученное бесцветное масло после высушивания над СаС12 перегоняют в вакууме; т. кип, 44—46° С (40 .ч.чpm. cm.). Выход стирола 38—41% от теоретического.
Механизм реакции декарбоксилирования а,^-ненасыщенных кислот ке может -быть однозначно отнесен к типу I. Имеются данные [7], что а,р-ненасыщенные кислоты «путем миграции двойной связи могут превращаться в р ^-ненасыщенные кислоты, декарбоксилирование которых проходит по типу И (стр, 822).
Большое препаративное значение имеет также декарбоксилирование а-ксто- кислот и глицидных кислот.
а-Кетокислоты распадаются при высоких температурах, правда неоднозначно, ■на альдегид и двуокись углерода; с этой реакцией конкурирует отщепление окиси углерода с образованием карбоновых кислот, имеющих на один атом углерода меньше, -чем исходная кислота:
CO + RCOOH ч—■ R-СО—СООН —> RCHO + COZ
В алифатическом ряду до сих пор не найдено препаративного метода проведения этой реакции для получения альдегида, хотя такая реакция представляет наибольший интерес. Более благоприятно отношение к декарбоксилированию ароматических нетокислот. Их термическое расщепление протекает также неоднозначно (отщепление ,СО и С02). Однако его можно преимущественно направить в сторону образования .альдегида, если декарбоксилировать шиффовы основания кетокарбоновых кислот [8], причем промежуточно образуются шиффовы основания конечных альдегидов.
R—СО—СООН —>■ R—С<^—> R—CH=NR' —> RCHO
\COOH
На практике а-кетокислоты обычно нагревают с обратным холодильником -с избытком анилина до окончания выделения воды. Затем отгоняют воду и анилин, остаток растворяют в минеральных кислотах, причем шиффово основание гидролизуется, и выделяют образовавшийся альдегид. В качестве примера приводится пропись .получения 4-к-Пропил-бензальдегида [9].
4-н-Пропил-бензальдегид. Неочищенную кислоту, получепную омылением • водным едким натром 44 г этилового эфира 4-н-пропил-фенилглиоксалево11 кислоты (с хорошим выходом образуется из м-пропилбензола и хлорангидрида монойфира щавелевой кислоты по Фриделю — Крафтсу), заливают в колбе Клайзена небольшим избытком свежеперегнанного анилина (около 20 г), прп-
Т. W. Abbot, J. R. J о h n s о п, Org. Synth., 8, 84.
[7J R. Т. А г п о I d, О. С. Е I ш е г, К. М. Dodson, J. Аш. Chern. Soc., 72, 4359 (1950).
L. В ou van It, Bull. Soc. chim. France [3], 15, 1020 (1896); 17, 363 (1897).
J9] Th. Siebcnmark, Dissertation, Leipzig, 1940.
чем при подогревании образуется твердая анилиновая соль. При дальнейшем нагревании происходит слабое вспенивание с отщеплением воды и двуокиси углерода. Остающуюся в колбе желтоватую жидкость тотчас же по окончании реакции перегоняют в вакууме; при 205° С (12 ял рт. ст.) перегоняется - 32 г шиффова основания (72% от теоретического). К 32 г этого основания добавляют 150 мл 25%-ной H2SO4 и кагревают 15 мин на водяной бане; после охлаждения продукт трижды обрабатывают эфиром, экстракт промывают раствором Na2CO3, водой, высушивают над Na3COs и перегоняют. Выход 4-н-пропил-бенз- альдегида 14 г (65% от теоретического); т. кип. 112—114° С (13 мм рт. ст.). В более высококипящей конечной фракции содержится еще значительное количество альдегида. .
По другому способу декарбоксилирование а-кетокнелот проводят через бисуль- фитные соединения. Так, например, фталоновую кислоту превращают в формилбеп- зойную кислоту (стр. 842).
Изомерные а-кетокислотам глицидные кислоты термически или под действием кислот также расщепляются до альдегидов и двуокиси углерода:
R-CH—СН-СООН _с0;^ R—СН=СНОН —> R—СН3—СНО хо
Глицидные эфиры обычно получают из карбонильных соединений и эфиров хлоруксусной кислоты (стр. 753) по методу Дарзана, поэтому после омыления эфира и декарбоксилирования глицидной кислоты в качестве конечного продукта из первоначального альдегида или кетона можно получить ближайший высший Альдегид:
RxFRXRx1 Rx
)C-0 —>>C СП—COOR —> >C—CII-COOH —> >CH—CHO
R/Rz \ /Rz \ /Rz
L ООJ
Превращение глицидных эфиров в альдмиды проводят, как правило, в две Стадии. Сначала омыляют эфир водным или спиртовым раствором щелочи и затем расщепляют образовавшуюся глицидную кислоту нагреванием с разбавленной НС1 или нагреванием в вакууме в присутствии меди или хромита меди.
Например, ct-фенилпропионовый альдегид [10] получают из легко доступного (из ацетофенона и хлоруксусного эфира) фенилметилглицидного эфира [11] омылением его алкоголятом и разложением полученной натриевой соли фенплметилглицидной кислоты осторожным нагреванием в разбавленной НС1; при этом выделяется двуокись углерода и выпадает продукт декарбоксилирования;
СН3 ^_^>-со-сиз+с1-сн2-соов —-^ С^-^—CII~C00R
СН3СН3
—сCH—COONa —VCH-CHO-COg
О
Высококонденснрованные ароматические карбоновые кислоты часто очень легко декарбоксилируются до углеводородов при нагревании их в хинолине
С. А 1 1 a n, J. v a n Allan, Org. Synth., 24, 87. (11 ] С. Л 1 1 a n, J. v a n Allan, Org. Synth., 24, 82.
52 Заказ 1835.
в присутствии порошка меди. Таким образом, например, из 4-метоксихризен-1-кар- боновой кислоты при 230—250е С получают 4-метоксихризен [12]:
Трудно декарбоксилируемые карбоновые кислоты, радикал которых не содержит функциональных групп, способствующих расщеплению, могут быть декарбоксилированы лишь в форме сокей в присутствии избытка гидроокиси щелочного металла или СаО. В этом случае только добавочный отрицательный заряд карбоксильной группы посредством индукции создает возможность отщеплеиня остатка R в виде аинона:
онон
R-c/° -25l^ R-c-O- —R- + C-O- —► RH + COg"
ХО'|II
О-о
Для разложения используют солк карбоновых кислот с щелочными или щелочноземельными металлами, ио более удобно применение серебряных, ртутных или медных солей. Иногда такое декарбоксилирование удается провести в высококипящем растворителе, найример этиленгликоле. Главной областью применения этого метода является расщепление таких ароматических и гетероциклических карбоновых кислот, подвижность карбоксильной группы которых не облегчена наличием соответствующих сместителей в орто- или пара-положении или соседством с гетероатомом в кольпе.
Коллидин. Сухую калиевую соль коллидин-3,5-дикарбоновой кислоты смешивают с двойным весовым количеством Са(ОН)а и нагревают в трубке для прокаливания до светло-красного каления, улавливая отгоняющийся при этом коллидин [13].
При декарбоксилировании других карбоновых кислот, особенно алицикличе- Сиих, часто протекают побочные реакции. Так, из бариевой соли циклогексанкарбо- иовой кислоты образуется не циклогексан, а смесь дигидро- и тетрагидробензолов [14].
Из солей жирных кислот таким способом углеводороды получают только с невысоким выходом; побочной реакцией в этом случае является частичное декарбоксилирование, приводящее к кетонам. Если кальциевые соли карбоновых кислот подвергнуть разложению не избытком- СаО, а только сухой перегонкой, то образование кетоиов становится основной реакцией:
(ВСОО)2Са —*- RCOR + СаСОз
При сухой перегонке кальциевых солей]дикарбововых кислот гладко получаются циклические кетоны; на солей щелочноземельных металлов адипиновой кислоты [15] образуется циклопектанон, из соответствующих солей пимелиновой кислоты [16] — циклогексанон. По данным Блана [17], такие же кетоны образуются из свободных 1,6- и 1,7-дикарбоиовых кислот нагреванием их при температуре около 240’ С с уксусным ангидридом, в отличие от 1,4- и 1,5-дикарбоновых кислот, которые в этих условиях дают только циклические ангидриды. «Правило Блана* особенно часто использовали в химии стероидов, как один из способов установления
J. W. Cook, R. Schonta], J. Chern. Soc., 1945, 288.
G a 11 e г ш a n n-Wi el a n d, см.2, стр. 329.
N. Zelinsky, J. Gutt, Ber., 41, 2074 (1908).
J. F. T h о г p e, G. A. R. К о n, Org. Synth., 5, 37.
L. Ruzicka et al., Helv. chim. acta, 9, 515 (1926).
H. G. В 1 a n с, C. r.. 144, 1356 (1907); A. W i n d a u s, Hoppe-SeylerS Z. physiol. Chern., 130, 116 (1923).
величины кольца; иногда в указанных условиях и из 1,6-дикарбоновых кислот вместо циклических кетонов образовывались ангидриды [18]./
Применяемый в технике способ котонизации жирных кислот, по которому пары карбоновой кислоты при температуре около 300° С пропускают над кальциевыми, бариевыми или ториевыми окисными катализаторами, является в принципе тем же «самым методом сухой перегонки кальциевых солей.
’ Предполагают, что эта реакция в большинстве случаев протекает через про- ■межуточно образующиеся Р-кетокарбоновые кислоты [19]:
(СН3СОО)2Са —► СНз—СО—СН$—СООСаОН —► СНз—СО—СН3+ СаСО3
■. Для декарбоксилирования жирных кислот в соответствующие углеводороды с наибольшим успехом используют так каэываемое расщепление солей. Серебряные или ртутные соли преимущественно алифатических и алициклических карбоновых ,ннслот подвергают взаимодействию с бромом в индифферентных растворителях., В результате этой, в большинстве случаев экзотермической, реакции наряду с двуокисью углерода и бромидом серебра образуются галогенированные углеводороды (реакция Бородина — Хунсдикера):
RCOOAg + Br2 —> RBr + CO2 + AgBr-
которые далее легко дегалогенируются каталитически или через гриньяровское Соединение. В качестве побочного продукта вследствие алкилирования серебряной холи карбоновой кислоты галогенидом в незначительных количествах получается [соответствующий сложный эфир:
RCOOAg + RBr —>- RCOOR + AgBr
<•:При использовании в этой реакции иода в зависимости От молярного соотво-
йения серебряной соли карбоновой кислоты и иода основной реакцией может стать „образование эфира [19а].
,. Таким способом из лауриновой кислоты был получен ундецилбромид:
ССН3(СН2)юСООН —> СНз(СН2)еСН3Вг
' Ундецилбромид [20]. Горячие растворы 50 г AgNO3 в 100 лл воды и 59 г
лауриновой кислоты в 200 мл 1,45 н. раствора NaOH одновременно при переме
шивании вливают в 100 мл горячей воды. После охлаждения в темноте отсасывают
■ ■ образовавшуюся серебряную соль лауриновой кислоты, промывают ее водой, ацетоном и высушивают в темноте сначала на воздухе, а затем в высоком вакууме над Р2О6 при 60° С. Выход соли 85 г. В трехгорлой колбе, снабженной метал-
■ кой, обратным холодильником и капельной воронкой, к 46 г полученной серебряной соли и 200 мл СС14 медленно при охлаждении и сильном перемешивании
£ добавляют раствор 7,5 мл брома в 20 мл СС]4; затем реакционную смесь осто- . . рождо нагревают и для полного выделеиня двуокиси углерода непродолжительное время кипятят. Отфильтровывают выпавший AgBr через экстракционную
i гильзу и экстрагируют продукт фильтратом в течение 1—2 ч. Промывая . экстракт разбавленным раствором NaOH и водой, удаляют непрореагировавшую лауриновую кислоту (5,5 г, 18% от теоретического). Пойло отгонки СС14 унде-
'цилбромид перегоняют в вакууме. Выход продукта 24 г (67% от теоретического);
’ т. кип. 131—134° С (15 мм рт. ст.).
Е. Н. Farmer, J. Kracovsky, J. Chem. бос., 1927, 680; F. V о с k е, ‘ . Ann., 508, 1 (1934).
О. Neunhoeller, Вег., 72, 919 (1939).
[19а] J. W. Н. О 1 d Ь а ш, J. Chem. Soc., 1950, 100.•
A. L ii 11 г 1 n g Ь а и з, Вег., 74, 156 5 (1941); J- К 1 е i п Ь е г g, Chem. Rev., 40, 381 (1947); R. G. Johnson, R, К. I n g h a m, Chem. Rev., 56, 219 (1956); С. V. Wilson, Org. Reactions, 9, 332 (1957)..
52»
2. Декарбоксилирование по типу Н
Кетонное расщепление ^-кетокислот
Декарбоксилирование р-кетокислот не зависит от способности кетогруппы к енолизации, вследствие чего возможно декарбоксилирование и а,а-дизамещенных Р-кетокислот. Термостабильны только такие Р-кетокислоты, декарбоксилирование которых приводило бы к кетонам, неспособным к образованию енольной формы. Так, например, не может быть декарбоксилирована кетопиновая кислота, поскольку в этом случае, согласно правилу Бредта, из-за стерических затруднений невозможно образование еиольной формы продукта декарбоксилирования.
фо
Декарбоксилирование р-кетокпелот катализируется как кислотами, так и, прежде всего, малыми количествами слабых оснований. Ацетондикарбоновая кислота бурно разлагается при добавлении небольшого количества анилина с образованием ацетона и двуокиси углерода. Щавелсвоуксусная кислота, декарбоксилирование которой до пировиноградной кислоты кипячением в спиртовом растворе происходит очень медленно, при добавлении небольших количеств пиридина уже при комнатной температуре отщепляет двуокись углерода. Кетонноо расщепление Р-кетокислот имеет большое практическое значение для синтеза кетонов общей формулы
В—СО—СН<
В качестве исходных продуктов применяются соответствующим образом замещенные эфиры p-кетокарбоновых кислот, которые вначале омыляют и затем декарбоксилируют. Ацетоннлацетон, например, но Кнорру [21] получают из эфирадиацетилянтарной кислоты:
СЩСОСП-СНСОСПз ■CHsCOCHj-CHaCOCHs
[I—2ROII;
ROOCCOOK"2C0'
Ацетоннлацетон. К 10 г эфира диацетилянтарпой кислоты добавляют 100 л<л оттитрованного точно 3%-ного раствора NaOH, закрывают колбу трубкой с натронной известью и 2—3 ч нагревают на водяной бане, до тех лор, пока при подкислении пробы реакционной массы ке прекратится выделение эфира диацетилянтарной кислоты. Затем массу охлаждают, насыщают К2СО3, отделяют выделившееся масло, остаток продукта из щелочного слоя дважды экстрагируют эфиром, сушат и перегоняют. С парами эфира переюняется значительное количество ацвтонилацетона. Общий выход продукта 4 г (90% от теоретического); т. кии. 194° С.
Декарбоксилирование малоновых кислот
При декарбоксилировании алкилированных малоновых кислот, также катализируемом кислотами и слабыми основаниями, образуются замещенные уксусные кислоты:
R. СООНRk /Н
R'/C\coOHН'/^СООН
Отдельные примеры этой реакции были приведены ранее (стр. 803). Ниже приводится пример получения «-капроновой кислоты из бутилмалоновой кислоты [21] L. К п о г г, Вег., 22, 2100 (1889).
по Адамсу и Марвелу [22]. Авторы исследовали реакцию декарбоксилирования при различных условиях. По их данным лучшие результаты получаются при проведении этой реакции одновременно с омылением бутплмалонового эфира.
«-Капроновая кислота. В круглодонную колбу емкостью 5 л, снабженную холодильником и капельной воронкой, помещают раствор 500 а КОН в равном количестве воды. Затем при нагревании и частом встряхивании постепенно добавляют 500 г н-бутялмалового эфира (получение см. стр. 755), который быстро омыляется.. Основная реакция полностью проходит после добавления всего эфира; раствор становится прозрачным. Для полного гидролиза и отгонки образующегося спирта открытую колбу нагревают в течение 1 — 2 ч на водяной бане, затем вновь устанавливают обратный холодильник и капельную воронку и подкисляют массу 1500 мл НС1 (d =- 1,19); необходимо Избегать слишком бурного вспенивания. После подкислении смесь кипятят в течение 4— 5 ч и затем перегоняют с нисходящим холодильником до почти полной отгопки /г-капропо- вой кислоты, выделяющейся в дистилляте в виде масла. Кислоту в дистилляте отделяют от водного слоя. Около 400 мл последнего переносят опять в колбу и перегоняют вновь. Отделяют вновь н-капроновую кислоту, объединяют водные слои и высаливают кислоту раствором СаС12. Капроновую кислоту сушат над СаС12 и перегоняют; выход продукта 200 а (74% от теоретического); т. кип. 200—205° С.
Омылением й декарбоксилированием ацилированных малойовых эфиров, реат- рующих одновременно как р-кетокислоты, получают метилкетокы:
RCOCH(COOR')s -Ы+; "=2. МОСНз-; 2СО2Н 2R'OH
Из ангидридов диалкилмалоновых кислот нагреванием при 100—200° С при пониженном давлении можно получать также диалкллкетены [23]:
СО
(СНз^б/ ХО — > (СНз)2С=СО4-СО2
СО
Диметилкотен. В сухую колбу Клайзена вносят 25 г уксусного ангидрида, одну каплю концентрированной H2SO4 и 6,5 г диметилмалоновой кислоты Смесь встряхивают до полного растворения и оставляют раствор на двое суток при комнатной температуре. Затем добавляют немного порошкообразного ВаСО3 и при слабом нагревания на масляной бане отгоняют в вакууме уксусную кислоту и уксусный ангидрид. Устанавливают новый приемник, охлаждаемый льдом. При постепенном повышении температуры реакционной массы до 100° С происходит разложение ангидрида диметилмалоновой кислоты с образованием диме- тилкстена п двуокиси Углерода. Выход диметилкетена 2,3 г (65% от теоретического); т. кип. 34° С.
Этим способом могут быть также получены диэтил-, дипроппл- п диизо- пропидкетены.
Так как ан1идрцды малоновых кислот часто трудно доступны, Штаудипгер рекомендует проводить разложение смешанных ангидридов, которые, например, могут быть получены взаимодействием дизамещенпых малоновых кислот с дифенил- кетеном [24].
В. Adams, С. S. Marve l/j. Am. Chem. Soc.. 42. 317 (1920).
Н. 8 t a u d i п g е г, Helv. chim. acta, 8, 306 (192j).
H. Staudinger. H. S c h e i d e r, P. S c h о t г, P. M. Strong. Helv. chim. acta, 6, 291 (1923).
Декарбоксилирование ^^ненасыгценных кислот
■ Примером этой реакции служит декарбоксилирование циклогексенилуксуспой кислоты при ее перегонке с образованием метиленциклогексана [251:
I II ^/^СНгСООНI II ^/^СНгСООН^/"^сн.^/"^сн.+ COg+ COg
I II ^/^СНгСООН
I II ^/^СНгСООН
^/"^сн.
^/"^сн.
+ COg
+ COg
Декарбоксилирование р,у-непасыщенных кислот, следовательно, связано с миграцией двойной связи.
Декарбоксилирование ароматических окси-и аминокарбоновых кислот
Ароматические о-оксикарбоиовые кислоты декарбоксилируются ари нагревании в пиридине или диметиланилиие, а в некоторых случаях даже при кипячении с водой. На основании этого можно сделать вывод, что ароматические о-оксикарбоно- вые кислоты реагируют в таутомерной кето-форме:
/у/ОН^^соон/у/ОН^^соон/\у0^/\соон/\у0^/\соон
/у/ОН
^^соон
/у/ОН
^^соон
/\у0
^/\соон
/\у0
^/\соон
Так, например, р- и у-резорциловые кислоты кипячением с водой можно легко декарбоксилировать до резорцина [26].
Аналогичным образом декарбоксилируются пиридон- и о-оксихинолинкарбоно- вые кислоты. 4-Оксихинолин-З-карбоновую кислоту можно Превратить в 4-окси- хинолин двумя методами [27] (см. пропись):
Д-Окпихинолин. 1. Сухую измельченную 4-оксихинолик-З-карбоновую кислоту нагревают при температуре плавления на металлической бане до прекращения выделения двуокиси углерода. Сырой 4-оксихинолин растворяют в этиловом спирте и обесцвечивают раствор углем. После отгонки спирта полученный продукт очищают перекристаллизацией.
4-Оксихинолин-З-карбоиовую кислоту добавляют к пятикратному количеству кипящего даутерма н нагревают около 30 лак до полного растворения кислоты. После охлаждения раствора и разбавления его двойным объемом гексана выделяется 4-оксмхияолин, который очищают, как описано выше.
о-Аминокарбоновые кислоты также могут декарбоксилироваться. Так, например, антраниловая кислота ирй быстром нагревании приблизительно до 210° С полностью разлагается ка двуокись углерода и анилин:
[25) F. Sorm, J. В era nek, Chern. Listy, 47, 708 (1953).
F. v. Hemmelmayer, Mh. Chern.. 46, 144 (1925).
B. Riegel, J. Am. Chem. Soc., 68, 1264 (1946).
Аналогичное разложение происходит и при кипячении с водой [28]. n-Окси и n-аминокарбоновые кислоты декарбоксилируются в сходных условиях, то время как соответствующие мета-производные значительно более устойчивы.
Отщепление окиси углерода
Декарбонилирование ряда карбоновых кислот и их производных, например лорангидридов или эфиров, возможно в том случае, если под действием очень сильных ислот или других реагентов происходит промежуточное образование ацильного атиона, легко отщепляющего затем окись углерода:
. R-c/R-C^2R—С=ОR—С=б —> R*4-C=^6
Ч)Н\о-н
т ■I
н
Остаток R в ацильном катионе должен быть построен так, что возникающая зеле отщепления окиси углерода недостача электронов каким-либо образом может ать восполнена. Катион может стабилизоваться также путем отщепления протона.
По этому механизму декарбокилирования протекают следующие реакции: щавелевая кислота расщепляется с образованием окиси углерода, двуокиси щерода и воды при нагревании в сухом виде при температуре свыше 100° С, особенно присутствии концентрированной H3SO4.
Хлорангидрид щавелевой кислоты под действием А1С13 при слабом нагре- щик разлагается с образованием фосгена и окиси углерода [29]:
^х /О AlCJi Г ®\+1
* [ci>C-CSoj[AlCIJ-
—> [О=С—С1][А1С14]-—>А1С1з + СОС12
а-Оксикислоты при нагревании или в присутствии концентрированной Н28О4 ^оцепляются с выделением окиси углерода н воды; при этом образуются альдегиды ди кетоны. При декарбонилировании жирных кислот (Сд и выше) выходы продуктов Ьстигают 90% от теоретического. Из лимонной кислоты может быть получена ацетон- якарбоновая кислота [30]:
ОНО
НООССНа-С—СНаСООН —> HOOCCHs-C-CHaGOOH I соон
Ацетондикарбоновая кислота. Тонко измельченную лимонную кислоту при 0—10° С порциями вносят в дымящую H2SO4, содержащую 20% SO3; лимонная кислота полностью растворяется. При медленном нагревании'реакционного раствора до 30° С выделяется [окись углерода. Когда выделение газа прекращается, массу охлаждают до 0° С и добавляют раздробленный лед, причем температура медленно возрастает до 25—36° С. Затем охлажденный снова до 0° С раствор отсасывают через пористый стеклянный фильтр; полученный продукт размешивают с небольшим количеством этилацетата и вновь отсасывают, повторяя эту операцию несколько раз. Выход ацетондикарбоновой кислоты 92—97% от теоретического. Кислота устойчива только в течение нескольких часов, и поэтому сразу должна перерабатываться далее.
Если расщепление а-оксикарбоновыхткислот до альдегидов, содержащих на ’годин атом углерода меньше, чем исходная кислота, происходит неудовлетворительно, ?f28] L. McMaster, R. L. Shriner, J. Am. Chern. Soc., 45, 751 (192.3). -129] ,H. Stand inger, Ber., 41, 3566 (1908).
R. Adams, H. M. C li i 1 e s. C. F. Rassweller, Org. Synth., 5, 5.
применяют ацетоксикарбоновые кислоты или, по Дарзапу [31], а-алкоксикарбоновые кислоты;
RCHCOGH —> RCHO + CO + CH3OH I ОСНз
Этим способом, например, а-бромстеариповую кислоту, получаемую бромированием стеариновой кислоты, обработкой метилатом натрия превращают в а-метокси- стеариновую кислоту, при нагревании которой до 300° С с почти теоретическим выходом образуется маргариновый альдегид.
а-Бромкарбоновые кислоты, необходимые для синтеза а-алкоксикарбоповых кислот, часто получают также с помощью малонового эфира. Алкилгалогенид подвергают вначале взаимодействию с малоновым эфиром. Образовавшийся алкилмалоновый эфир омыляют в свободную алкилмалоновую кислоту, которую бронируют при низкой температуре и затем декарбоксилируют полученную а-бромдикарбоновую кислоту [32]. Этим путем, имеющим препаративное значение для синтеза альдегидов, алкилгалогенид RX можно превратить в альдегид RCHO, содержащий на один атом углерода больше, чем исходный алкилгалогенид:
RX + СН2(СООВ')з —> R—CH(GOOR')3 —► R—СП(СООП)3 —>
/СООН
—> R— с<"co"* R—ОН—СООН —> R—СП—СООП —►
|ХСООП *||
BrBrOR"
—► RCHO + CO-LR"OH
Этот же альдегид можно получить более коротким путем, если алкилгалогенид подвергнуть взаимодействию с алкокепмалововым эфиром [33[:
,COOR'-СООН
RX4 НС(СООП')» —> R—С<—» R—С/—>
|•| XCOOR'[ ХСООН
OC2II5ОС2НбОС2Н5
—> R—СН-СООН —► RCHO + CO + C2H5OII
ОС2Н5
К реакции докарбонплирования а-оксикислот очень близко примыкает расщепление по Волю, когда из а-оксиальдегидов образуются альдегиды, имеющие па один атом углерода меньше, чем исходный оксиальдегид. Исходят при этом из оксима, который с отщеплением воды превращается в оксииитрил. Отщеплением HCN, аналогичным отщеплению окиси углерода и воды от а-оксикислот, из оксинитрилов получают соответствующие альдегиды:
/Р NH.OH
R—СИ —С^R-CH-C^
| ХН| хн
онон•
/О.
•—» R-СЯ—CN •—► R—+HCN
•1ХП
Эта реакция с особенным успехом применяется в ряду углеводов. Так, например, при нагревании оксима глюкозы с уксусным ангидридом и ацетатом натрия образуется нитрил пентаацстилглюконовой кислоты, из которого, по старой прописи Воля [34], либо действием окиси серебра и аммиака, либо обработкой метилатом натрия в хлоро-
G. Darzens, С. г.. 196, 348 (1933).
Е. Fischer, W. Schmitz, Her.. 39, 2208 (1906).
G. Darzens, M. Mover. C. r„ 196, 489 (1933).
A. W о h 1, Ber., 26, 734 (1893).
форме при —12° С отщепляют цианистый водород. После омыления разбавленной Н25ОД получают ^-арабинозу с выходом примерно 65% от теоретического [35]. Равным образом склонны к декарбопилироваиию эфиры щавелевожирных кислот и кетоны, легко получаемые сложноэфирной конденсацией диалкилоксалатов с соответствующими реагентами (стр. 789). Такие эфиры щавелевожирных кислот термолабильпы и нагревание их при температурах выше 120° С приводит с отщеплением окиси углерода к монозамещенным малоновым эфирам:
R—CH—COOR’R\ /COOR"
|—> СО- )С<
CO-COOR'Hz ^COOR'
Монометилмалоновый эфир получают с 97%-ным выходом нагреванием эфира щаведевопропионовой кислоты при 130° С до" прекращения выделения окиси углерода [36].
От енол-лактона левулиновой кислоты при нагревании его с кусочками кремнезема до 570° С отщепляется окись углерода и образуется ненасыщенный кетон с выходом 80% от теоретического [37|.
НС—сн2
СО + СНз-СО-СН=СН2СО + СНз-СО-СН=СН2| ^со —►
СО + СНз-СО-СН=СН2
СО + СНз-СО-СН=СН2
СНз-С-0
При титровании бромом о-и п-окси-илн аминобензальдегидов в водном растворе при 40—45° С получают 2,4.6-трибромфенол или 2,4,6-трибромапилин; альдегидная группа при этом замещается бромом с отщеплением окиси углерода [38]:
Вт
ЗВг«- 40-46° С,
Y^CHOBr/'Y4'Br
OH(K1I2)OH(NH2)
При температурах ниже 10—15J С о- и тг-окся(амино)-бензальдегиды могут быть превращены в 4,6-дибромпроизводные с сохранением альдегидной группы.
' В диеновом синтезе при применении в качестве диеновой компоненты цикло- пентадиенона получают первичные продукты, эндокарбонпльный мостик которых отщепляется при нагревании в виде окиси углерода. В зависимости от того, проводится ли диеновый синтез с олефиновыми или ацетиленовыми компонентами, при этом образуются производные дигидробеизола или бензола [39|:
35363738393536373839
35
36
37
38
39
35
36
37
38
39
G. Braun, Org. Synth.. 20. 4.
R. Сох, S. М. McElvaiu. Oig. Svnth.. 17, 56.
Англ. пат. 601922; С. А.. 42, 7319 (1948).
A. W. Fra nci s, A. J. Н i 1 I, J. Am. Chern. Soc., 46. 2498 (1924).
W. Foerst, Neuere Methoden der praparativen orgaoischen Chemie, Bd. 1, Verlag Chemie, Weinheim, 1949, S. 311.
Если олефиновая компонента содержит на обоих углеродных атомах двойной связи атомы водорода, то нередко наряду с декарбонилированнем происходит дегидрирование с образованием ароматических систем.
СвН5СвП8\ /к /СОСвН5СвП8\ /к /СОСвИ6 । YoСвН8СвИ6 । YoСвН8CeH5 Y ХСО сви5CeH5 Y ХСО сви5•Тетрафенилциклопентадиенои (тетрациклон) с малеиновым ангидридом в кипящем бензоле почти количественно образует нормальный аддукт, ангидрид 3,6-эндо- карбонил-3,4,5,6-тетрафенял-1,2-дигидрофталевой ккслоты. При'нагревании в хлорбензоле этот аддукт с отщеплением окиси углерода превращается в ангидрид тетрафенилдигидрофталевой кислоты. Если далее реакцию ведут в кипящем нитробензоле, происходит дегидрирование и сразу ясе образуется ангидрид тетрафенилфталевой кислоты. Таким образом, в зависимости от рода растворителя при диеновом синтезе тетрафенилциклопентадиенона с малеиновым ангидридом могут быть получены три соединения:
СвН5
СвП8\ /к /СО
СвН5
СвП8\ /к /СО
СвИ6 । Yo
СвН8
СвИ6 । Yo
СвН8
CeH5 Y ХСО сви5
CeH5 Y ХСО сви5
777. Отщепление других составных частей молекулы
Термический разрыв углерод-углеродиой связи без выделения окиси или двуокиси углерода и, следовательно, с отщеплением других частей молекулы в лабораторной практике используется относительно редко.
Расщепление рицинолевой кислоты
Пиролитическим расщеплением эфиров рицинолевой кислоты с хорошими выходами получают ундециленовую иислоту и энанталь:
CH3(CH2)sCHCH2CH=CH(CH2)7COOR —> СНз(СН2)бСНО + СН2=СН(СН2)8СООК ОН
Эта реакция напомирает декарбоксилирование Р,у-ненасыщеины кислот. Процесс практически проводят следующим образом: неочищенный метиловый эфир рицинолевой кислоты, полученный переэтерификацией касторового масла смесью метилового спирта и сорной кислоты, прибавляют по каплям в соответствующий теплоноситель, нагретый до 500—600° С; собранный дистиллят перегоняют в вакууме [40].
. 2. Расщепление алкоголятов
Свойства, в принципе аналогичные эфирам рпцинолевой кислоты, могут про являться также и у других спиртов, если их в виде алкоголятов в присутствии щелочей подвергают действию высоких температур. Однако для успешного протекания этой реакции молекула спирта должна соответствовать опредёленным требованиям, чтобы поляризация, индуцированная отрицательным зарядом аниона алкоголята,
[40] Франц, пат. 952985; С., 1959, П, 464.
$ действительно привела к отщеплению радикала, связанного со спиртовым углеродом, в виде карбаниона.
< Такие предпосылки, обусловленные строением, имеются в p-кетоспиртах с тре- тичнымц спиртовыми группами. .Так, йапример, диацетоновый'спирт в жестких усло- : днях в присутствии щелочей может расщепляться на две молекулы ацетона [41]:
Lсн3х
f>С-СН2СОСН8 —* 2GH3COCH3
СНзХ I
<он
6 В этом случае речь идет о процессе, обратном альдольной или кетольной кон- денсацин. Определенное препаративное значение такое расщепление имеет для цит- '..раля, который как а р-гтеяягыптйнный альдегид при кипячении с раствором карбоната z калия превращается в метилгелтенон и ацетальдегид [42], предположительно с про- : межуточным присоединением воды и образованием третичного спирта:
СНзСН8
СН8х|,0 СНзхIz°
* >С=СНСН2СН2-С=СН-С^ —>У^СНСНгСНа-С-СНа-С^ —>
сн/\н СНз7| ХН
он
'' СНз
СНз-I
—>>С-СНСНоСНг-С=0-СНз-С<
СН/ХН
Как правило, неоднозначно протекает в тех же условиях расщепление вторичных спиртов, так как первично образующиеся альдегиды легко подвергаются дальнейшим превращениям. Удобный препаративный способ расщепления углеводов заклю- . чдется в обработке гидразином продуктов, окисления тиоацеталей углеводов —сульфонов; при этом расщепление вторичных спиртов под действием гидразина протекает с хорошими выходами [43]:
у ,CH(SC2H6)2C(SO2C2H6)2CH(SO2C2H6)3
СНОАс—> СПСПОИ—► CHelSCWJ^ + RCHO
III
. вRВ
а,р-Ацетилсновыо спирты расщепляются при нагревании с концентрированными щелочами по реакции, обратной синтезу таких соединений по Реппе, с образованием ацетилена и карбонильного соединения. Пропаргиловый спирт, получаемый присое- .динеиием формальдегида к ацетилену, расщепляется при нагревании с концентрированными щелочами на исходные вещества; правда, формальдегид тотчас же превращается далее в формиат или карбонат щелочного металла:
носн2-с=спносн2-с=спсп2о-сп~снсп2о-сп~сн
носн2-с=сп
носн2-с=сп
сп2о-сп~сн
сп2о-сп~сн
Аналогичному расщеплению подвергаются также Р-оксикислоты и а,Р-пенасы- щекные кислоты, причем последние, предположительно, вначале превращаются в Р-оксикислоты. При расщеплении наряду с уксусной кислотой образуется карбонильное соединение, содержащее на два углеродных атома меньше, чем исходная кислота. Если образуется альдегид, то он в щелочной среде окисляется до
L. В о u v е a n 1 t. R. Locquin, Ann. Chimie [8], 21, 415 (1910); С. C. French, J. Am. Chem. Soc., 51, 3215 (1929).
M. A. V e r 1 e y, Bull. Soc. chim. France ]3], 17, 176 (1897); F. Tiemann, Ber., 32, 107 (1899).
[43J D. L. McDonald. II. O. L- Fischer, J. Аш. Chern. Soc.. 74 , 2087 (1952).
соответствующей кислоты. Такое расщепление олефиновых двойных связей концентрированными щелочами до ненасыщенных карбонильных соединений, являющееся также окислительным, обсуждается поэтому при рассмотрении возможностей окислительною расщепления углерод-углеродных связей (стр. 832).
Расщепление ацетона
Кетен наряду с металом получают пирогенетическим расщеплением ацетона:
СН3СОСН3 —► сна=с=о + сн4
Аппаратура [44], пригодная для лабораторного получения кетена, показана на рис. 5.
В кол"бе 1 емкостью 1 л ацетон нагревают до кипения. Пары проходят в реакционную зону 2, в которой помещена нагревательная проволока, и затем поступают в холодильник 4, где конденсируется непрореагировавший ацетон, который возвращается в реакционную колбу. Кетен проходит через второй холодильник и отделитель в приемник, где его либо конденсируют (т. киту, —41° С), либо непосредственно подвергают дальнейшему взаимодействию.
Рис. 6. Кетенный генератор:Рис. 6. Кетенный генератор:Рис. 5. Прибор для лабора-торного получения кетена:1 — колба; 2 — кетенный генератор;3 — делительная воронка; 4 — холо-дильник .Рис. 5. Прибор для лабора-торного получения кетена:1 — колба; 2 — кетенный генератор;3 — делительная воронка; 4 — холо-дильник .1 — медные проводники (один из них до места вплавления в стекло изолирован стеклянной трубкой), 2 — отрезки проволоки из сплава «ковар» (д.чн вплавления в стекло), прочно припаянные к медным проводникам, 3 — клеммы из стали ViA; 4 и 5—стеклянные крючки для укрепления нагревательной нити; 6— пружины из стали V«A для натяжения нагревательной проволоки, 7 — крючки из стали ViA; 8 — нагревательная проволока.1 — медные проводники (один из них до места вплавления в стекло изолирован стеклянной трубкой), 2 — отрезки проволоки из сплава «ковар» (д.чн вплавления в стекло), прочно припаянные к медным проводникам, 3 — клеммы из стали ViA; 4 и 5—стеклянные крючки для укрепления нагревательной нити; 6— пружины из стали V«A для натяжения нагревательной проволоки, 7 — крючки из стали ViA; 8 — нагревательная проволока.
Рис. 6. Кетенный генератор:
Рис. 6. Кетенный генератор:
Рис. 5. Прибор для лабора-торного получения кетена:
1 — колба; 2 — кетенный генератор;
3 — делительная воронка; 4 — холо-дильник .
Рис. 5. Прибор для лабора-торного получения кетена:
1 — колба; 2 — кетенный генератор;
3 — делительная воронка; 4 — холо-дильник .
1 — медные проводники (один из них до места вплавления в стекло изолирован стеклянной трубкой), 2 — отрезки проволоки из сплава «ковар» (д.чн вплавления в стекло), прочно припаянные к медным проводникам, 3 — клеммы из стали ViA; 4 и 5—стеклянные крючки для укрепления нагревательной нити; 6— пружины из стали V«A для натяжения нагревательной проволоки, 7 — крючки из стали ViA; 8 — нагревательная проволока.
1 — медные проводники (один из них до места вплавления в стекло изолирован стеклянной трубкой), 2 — отрезки проволоки из сплава «ковар» (д.чн вплавления в стекло), прочно припаянные к медным проводникам, 3 — клеммы из стали ViA; 4 и 5—стеклянные крючки для укрепления нагревательной нити; 6— пружины из стали V«A для натяжения нагревательной проволоки, 7 — крючки из стали ViA; 8 — нагревательная проволока.
Улучшение этой аппаратуры по сравнению с более ранними прописями в основном заключается в усовершенствовании (производительность п стойкость) греющего агрегата (рис. 6). Используют проволоку диаметром 0,4 .ил из
. G. Quad beck, Chern, fng. Tcchn., 24, 210 (1952); см. также Angew. Chern., '68, 361 (1956).
высокопрочной хромоникелевой стали F extra фирмы Heraeus, натянутую на стеклянные крючки, термическое расширение которой компенсируется пружинами из стали V2A. Подвод тока осуществляется с нижнего конца греющего агрегата, что значительно снижает нежелательное осаждение угля. Сила тока регулируется реостатом сопротивлением около 30 ом или автотрансформатором. Производительность кетенного генератора сильно зависит от напряжения. Для того чтобы избежать осаждения угля, необходимо поддерживать оптимальную силу тока.
Осторожно при обращении с кетеном! Это чрезвычайно ядовитый газ по токсичности соответствующий фосгену; вызывает примерно аналогичные фосгену явления (отек легких).
Расщепление производных циклогексена
гРяд производных циклогексена может термически, особенно при пропускании
' их в виде паров над раскаленной металлической проволокой, расщепляться па олефин f и молекулу диена. В этом случае речь идет о реакции, обратной диеновому синтезу . Дильса — Альдера. Наиболее ранним примером является получение изопрена из дипептена [45]:
дипентенизопрендипентенизопрен
дипентенизопрен
дипентенизопрен
В качестве нагревателя использовали так называемую изопреновую лампу, которая в дальнейшем применялась для проведения целого ряда других процессов. В этой лампе пары дипентепа омывали нагреваемую электрическим током платиновую проволоку, натянутую на стеклянный стержень.
Аналогичным способом [46] можно получать бутадиен из циклогексена [47]:
,СН2
НССН2
'I
НСсн3
Используя подобную аппаратуру, термическим разложением ангидрида дйаце- тилвинной кислоты [48] на слабо раскаленной платиновой проволоке можно получать недокись углерода, С3О2 (механизм реакции не установлен).
Превращение лумистерина в тахистернп
■В некоторых случаях лабильные углерод-углеродные связи расщепляются
; не только под действием высоких температур, но и при облучении ультрафиолетовым светом. Тйк протекает фотохимическое превращение, например, эргостерина в влта-
мин D2. При этом пз системы лумистерина, содержащей четыре кольца, образуется
|[45JС.D.Harries, К. Gottlob, Ann,, 383, 228 (19LL).
у,[46]С.D.Harries, Unlcrsuchungen uber die naturlichen und kiinstlichen Kauts-
chukarten, Springer-Verlag, Berlin., 1919, S. 142.
£[47]F.B.Herschberg, J. R. Ruhoff, Org. Synth., 17, 25.
’[48]E.Оt t, K, Sch m i d t, Ber., 55, 2126 (1922).
с разрывом связи между углеродными атомами Сд и Сю тахистерин, который в отличие от лумистерина имеет три цикла и дополнительную двойную связь :
Различные другие стерины, имеющие аналогичное расположение двойных связей в кольце В стероидного скелета могут подвергаться такому же фотохимическому расщеплению {49].
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ С-С-СВЯЗЕЙ
Окислительное расщепление углерод-углеродных связейв насыщенных алифатических или алициклическихуглеводородах
Окислительное расщепление углерод-углеродных связей в алифатических углеводородах? как правило, не имеет препаративного значения, так как при этом может происходить разрыв связи в любом месте углеродной цепи с образованием смеси карбоновых, дикарбоновых, оксикарбоновых кислот и других продуктов расщепления. Только при точно установленных условиях проведения реакции высокомолекулярные парафины можно, например по Фишеру — Трошпу — Гачу, каталитическим окислением кислородом воздуха относительно однозначно расщеплять до жирных кислот со средней Длиной цепи Сю — С т8. Такой способ приобрел большое техническое значение в мыловаренной промышленности.
Эту реакцию при использовании в качестве катализаторов солей MapiaH- ца проводят следующим образом: через нагретый примерно до 100° С парафин пропускают тонко распределенный ток воздуха. Реакция заканчивается после окисления около Vg исходного парафина.
Циклопарафины, как правило, с большим трудом и с плохими выходами окисляются до неразветвлениых дикарбоновых кислот. Из циклогексана, например, онислением азотной кислотой получают смесь 29% адипиновой кислоты и 36% нитроциклогексана {50].
Окислительное отщепление боковых цепей,связанных с ароматическим или гетероциклическим ядром
1. Окислительное отщепление длинных боковых цепейароматических и гетероциклических соединений
878 1 W Ароматическое ядро в обычных условиях устойчиво'к действию окислителей, однако алифатические боковые цепи ароматических углеводородов относительно легко оннсляются до карбоксильных групп. Подобное окисление метильной группы было
уже подробно рассмотрено (стр. 299). Более длинные разветвленные и нераздетвленны алкильные боковые цепи, как правило, также окисляются до карбоксильной группь Если в ароматическом углеводороде имеется несколько боковых цепей, то в большие стве случаев вначале расщепляются более длинные цепи, а разветвленные цепи с тре тичным углеродным атомом окисляются легче, чем нормальные. В противополож ность этому, например, трет-бутильная группа, содержащая четвертичный углерод ный атом, чрезвычайно устойчива к окислению.
Наиболее употребительными окислителями для окисления боковых цепе] замещенных ароматических соединений являются разбавленная азотная кислота хромовая кислота или перманганат калия. Направление окисления ароматически: соединений, содержащих несколько заместителей, зависит от применяемого окисли теля. Так, например, из n-цимола действием разбавленной азотной кислоты получаю- n-толуиловую кислоту, а действием перманганата калия — оксиизопропплбензойнув кислоту [51]: <
СНэСООНСНэСООН(СНз)гСН(СН3)2С-ОН(СНз)гСН(СН3)2С-ОН
СНэСООН
СНэСООН
(СНз)гСН(СН3)2С-ОН
(СНз)гСН(СН3)2С-ОН
Азотная кислота, применяемая для окисления боковых цепей, для подавлени; нитрующего действия должна быть разбавлена водой в соотношении 1 : 3. Тольке в случае нитроуглеводородов, например 2-хлор-6-нитротолуола, можно использован концентрированную азотную кислоту [52]. Способность к окислению боковых алкиль ных цепей, как правило, сильно снижается при наличии в орто-положенин атомг галогена. В отличие от описанного вытие превращения n-цимола в n-толуиловую ки слоту хлорцимол азотной кислотой окисляется до 3-хлоркуминовой кислоты [53]
СООНСООН
СООН
СООН
При окислительном отщеплении галогенсодержащих боковых цепей азотной кислотой необходимо добавление нитрата серебра для связывания затрудняющего окисление галоюна. ,
Более энергично, чем азотная кислота, действуют хромовая кислота и перманганат калия. Посредством этих окислителен, как правило, все алкильные группы окисляются до карбоксильных. Алкилпиридины, аналогично гомологам бензола, также окисляются с образованием пиридинкарбоновых кислот, напркмер, 4-этил- пиридин окисляется до иаопик оптовой кислоты;
С3Н5 If^ ГКМпО,NС3Н5 If^ ГКМпО,N
С3Н5 I
f^ ГКМпО,
N
С3Н5 I
f^ ГКМпО,
N
Изоинкотиновая кислота. Смесь 160 г 4-этилпиридина и 300 ли воды нагревают до 80° С и прибавляют к ней также нагретый до 80J С раствор 960 в КМпО4 в 4 л воды. Прибавление ведут с такой скоростью, чтобы обеспечить постоянное кипение реакционной массы. Затем кипятят еще 15 мин и в горячем виде отсасывают от образовавшейся двуокиси марганца. Осадок хорошо промывают
A. R. Leeds, Вег., 14, 484 (1881).,
A. W. S 1 n g е г, S. М. М с Е 1 v a i n, Org. Synth., 20, 79.
Е. v. Gerichten, Вег., 11, 364 (1878).
горячей водой и объединенные фильтраты упаривают в вакууме до объема 1 л. Затем подкисляют при 60° С до pH 3—4 концентрированной НС], охлаждают до ■20° С и отсасывают выделившуюся изоникотиновую кислоту. Выход продукта
165 г (90% от теоретического).
Расщепление гомологов фенола до фенолкарбоновых кислотпутем щелочного плавления
Гомологи фенола с помощью названных выше окислителей могут быть расщеплены до фенолкарбоновых кислот только в том случае, если гидроксильная группа защищена, например, алкилированием. Прямое получение свободных фенолкарбоновых кислот из гомологов фенола удастся окислением боковой цепи щелочным плавлением в присутствии кислорода воздуха. Так, например, щелочным плавлением из тимола наряду с другими продуктами получают о-окси-к-толуиловую кислоту [54].
Окислительное раехцепление олефинов
Соединения с одной олефиновой двойной связью при действии окислителей, как правило, легко расщепляются на два фрагмента. Однако очень редко можно наблюдать гладко протекающее расщепление под действием кислорода воздуха; к таким иенлючениям относятся окисление углеводорода Гребе, бис-(флуоренилидепа), который в спиртовом или эфирном растворе на воздухе расщепляется на две молекулы флуоренона [55, 56]:
В большинстве же случаев необходимо применение более сильных окислителей. Для расщепления олефинов наряду с обычными окислителями, такими, как азотпая кислота, перекись водорода, перманганат калия, хромовая кислота и высококонцентрированные щелочи, используют также озон. Расщепление углерод-углеродной связи олефинов под действием названных окислителей приводит к карбонильным соединениям. При этом часто в качество промежуточных продуктов образуются 1,2-гликоли. Конечными продуктами такого окислительного расщепления являются в основном альдегиды или кетоны, в аавкснмости от того, имеется ли у углеродного атома двойной связи водород или нет.
RxzHRxzH
>C=C<f -->>C=0 4 0=C<
r'Z\П"r'Z\R"
Если у углеродного атома двойной связи отсутствует атом водорода, то в любом случае в качестве продукта реакции образуется только кетон. Но если у такого углеродного атома находится по крайней мере один атом водорода, то очень часто первично образующиеся альдегиды под действием окислителя превращаются далее в карбоновые кислоты. Альдегиды этим путем можно получить только через озониды с использованием специальных способов проведения расщепления. Превращение олефинов в альдегиды под действием других окислителей удается только при наличии определенных предпосылок в строении олефина.
В исключительных случаях даже в жестких условиях окисление олефинов не приводит к разрыву углерод-углеродной связи. Сообщалось |57|, например, о получении с хорошим выходом бензоплмуравьиной кислоты окислением стирола перманганатом калия.
L. Barth, Вег., И, 1571 (1878).1
Л. Hantzsch, W. И. Glover. Вег.. 39, 4)56 (1906).
С. G г а Ь е, Вег.. 25, 3146 (1892).
С. D. II u г tl, R. XX . McNamee, F. О. (; г е е n, J. Am. Chem. Soc., 61, 2979 (1939).
Окислительное расщепление ненасыщенных карбонильныхсоединений посредством щелочного плавления
Окислительное расщепление олефиновых двойных связей помимо его ирепаратив ной ценности имеет еще большое значение как метод определения положения двои ной связи. Однако, следует заметить, что при щелочном плавлении ненасыщенные карбонильных соединений расщеплению молекулы предшествует перемещение двои ной связи непосредственно к кярботтльной группе (стр. 847). Так, при сплавлсню олеиновой кислоты со щелочью с хорошим выходом образуется пальмитиновая кислота
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH —> С15Нз1СООН + СН3СООН
Поэтому для установления строения этот метод окислительного расщеплепиг олефинов часто неприменим. Однако с препаративной точки зрения он иногда счет удобен, например для получения пеларгоновой кислоты из легко доступной ундеци леновой кислоты [58J:
СН2=СН(СН2)8СООН ——* [СНз(СН2)7СН-СНСООП1 —»
—► СНз(СН2)7СООН^СНзСООН
Пеларгоновая кислота. В стальном котле смешивают 1 ч. ундецилеповой кислоты с 3—4 ч. КОН и небольшим количеством воды и нагревают при перемешивании. После прекращения выделения водяных паров при более высокой температуре образуется однородный расплав. Нагревание продолжают еще 2—3 ч, причем выделяется значительное количество водорода. После охлаждения плав растворяют в воде, фильтруют, фильтрат нагревают с НС1 в промывают выделившееся масло водой. Ректификацией сырой кислоты в вакууме наряду с содержащей влагу первой фракцией получают почти совсем чистую пеларгоновую кислоту; т. кип. 186° С (100 мм рт. ст.); т. пл. 12,5° С.
Окислительное расщепление олефинов до альдегидовобычными окислителями
Обычно при расщеплепии олефинов с помощью перманганата калия в качестве промежуточных продуктов образуются 1,2-гликоли, которые при соответствующих экспериментальных условиях могут быть выделены из реакционной массы. Для получения альдегидов рекомендуется проводить окисление олефинов перманганатом только до стадии гликолей, которые затем подвергаются действию специфических-окислителей (стр. 835). Метод получения альдегидов из олефинов действием чистого перманганата через стадию образования гликолей представляет препаративный интерес лишь при наличии определенных структурных предпосылок. Например, расщепление арилэтиленовых производных останавливается на стадии альдегидов только в том случае, если образующиеся альдегидные группы как бы «защищены» наличием элек- троноакцспюриого заместителя в орто-положении. Из 4,4г-Динитростильбеп-2,2'- дисульфокислоты можно действием перманганата калия с очень хорошим выходом получить 4-нитробензальдегид-2-сульфокислоту ]59[:
SO3II SO3HSO3H
0^-^^—СН=СН—NO, —► 2O,N—<^ У-СНО
Иногда альдегиды могут быть получены окислением олефинов хромовой или азотной кислотой, например, ацетилванилин пз ацетилизоэвгенола [60].
о- и n-Оксибензальдегиды оказалось возможным синтезирова! ь расщеплением соответствующих арплэтиленов с помощью нитробензола и щелочи. Ванилин, например,
F. Krafft, Вег., 15, 1691 (1882).
]59] Герм. пат. 115410; FrdL, 6, 128.
J. S с h w у z е г, Chern. Ztg., 1930, 8 40-
53 заказ 1835
получают нагреванием изоэвгенола в течение’ 2 ч при 180° С с нитробензолом и 2 н. раствором NaOH под давлением [61]:
СНзОСН3О
но—^~^-сн-сн-сн3 —> ио-if^—сно
Окислительное расщепление олефинов до кетонови карбоновых кислот обычными окислителями
Окислительное расщепление олефинов обычными окислителями используетёя для препаративного получения кетонов и, главным образом, карбоновых кислот. Из рицинолевой кислоты окислением перманганатом калия получают азелаиновую кислоту [62].
Азелаиновая кислота. Раствор 240 г рицинолевой кислоты и 64 г КОН в 1600 мл воды в один прием вносят в нагретый до 35° С раствор 625 г КМпО4 в 7,5’ л воды. Температура при этом повышается до 75° С. После перемешивания в течение 30 мин исчезает окраска перманганата, затем массу подкисляют H2SO4, в горячем состоянии отсасывают от двуокиси марганца, еще раз кипятят осадок с водой, фильтруют и упаривают объединенный фильтрат до объема 4 л. При охлаждении раствора выкристаллизовывается азелаиновая кислота, которую можно очистить перекристаллизацией из воды, Выход продукта 48—56 г (32 — 36% от теоретического); т. пл. 104—106° С.
Большое синтетическое значение имеет также окислительное расщепление циклоолефинов; при этом с расщеплением кольца обычно образуются ы.ы'-дикарбо- новые кислоты. Например, нз циклогексена окислением КМпО4 получают адипиновую кислоту [63]. Если у одного нз атомов углерода двойной связи не имеется атомов водорода, то окислеине таких циклоолефинов приводит к кетокарбоновым кислотам, например, при окислении а-пинена образуется а-пиноновая кислота [64]:
ф фоон
С»а СН,
а-Пиноновая кислота. Энергичным перемешиванием эмульгируют в 600 лл воды 100 г а-пинена (т. кип. 155—160® С), полученного из французского скипидара. К этой эмульсии при охлаждении льдом добавляют по каплям теплый раствор 233 а КМпО4 в 2 л воды до тех пор, пока перманганат не перестанет обесцвечиваться. Смесь оставляют на 12 ч, затем обесцвечивают небольшим количеством метилового спирта и отфильтрованный от двуокиси марганца раствор упаривают до объема 2 л; примеси Исчерпывающе экстрагируют эфиром. Водный раствор подкисляют H2SO4, насыщают (NH4).2SO4 и снова тщательно экстрагируют эфиром. Полученный из кислого раствора эфирный экстракт нейтрализуют NaHCO3, растворенным в небольшом количестве воды, причем выпадает труднорастворимая натриевая соль. Осадок отфильтровывают и фильтрат исчерпывающе экстрагируют эфиром. Затем водную часть вновь подкисляют, насыщают (NH4)2SO4 и вновь экстрагируют эфиром. При отгонке эфира из объединенного экстракта получают'150 а сырого продукта, на которого наследующий день выкристаллизовывается 10 а вещества. Незакристаллизовавшуюся часть
В. Leopold, Acta Chim. Scand.. 4, 1523 (1950).
J. W. Hill, W. L. McEwen, Org. Synth., 13, 4.
K. Vogt, Mitteilungen aus dem schiesischen Kohienforschungsinstitut; C., 1926, I, 2341.
А. В a e у e r, Bcr., 29, 22 (1896).
фракционируют. Выделяют три фракции с т. кип. (14 лл pm. cm.) 180—187, 187—200, 200—230° С. Из этих фракций кристаллизуется 30—40 г пиноновой кислоты (из 300 а пинена). После перекристаллизации из воды т. пл. ЮЗ—
Окислительное расщепление олефинов озоном
Лучшие выходы карбоновых или дикарбоновых кислот получают, если окислительное расщепление соответствующих олефинов или циклоолефинов проводят с помощью озона. Вследствие того, что к олефиновой двойной связи озон присоединяется гораздо легче, чем к ароматической системе, арилолефины можно без особых затруднений подвергать озонированию, заметно не затрагивая ароматическое ядро. Разложение образующихся на первой стадий озонидов водой протекает не однозначна. При этом образуется перекись водорода, альдегиды и продукты их окисления.
RCH = CHB' -^ RCH—О—CHR' -^ - RCHO +R'CIIO +П2Ог
Для получения карбоновых кислот из олефинов озонированием рекомендуется проводить дополнительное окисление продуктов расщепления озонидов горячей суспензией окиси серебра [65] или надуксусной кислотой [66]. Этим путем удалось из циклогексена получить адипиновую кислоту с примерно 90% -ным выходом от теоретического [66].
^^11 —> НООС(СН2)4СООН
Адипиновая кислота. Циклогексен озонируют в метил- или этилацетате, хлороформе или метилендихлориде при температуре от —50 до —20°С или в несколько разбавленной уксусной кислоте при 0° С. По окончании озонирования реакционную массу смешивают с равным объемом ледяной уксусной кислоты и надуксусной кислотой в количестве, соответствующем одному атому активного кислорода на каждую двойную связь. Если при этом в смеси еще остается значительное количество нерастворенного оаопида, смесь осторожно нагревают при 50° С до полного растворения и в вакууме при 50° С отгоняют низкокипящнй • растворитель. К оставшемуся уксуснокислому раствору добавляют надуксусную кислоту, количество которой соответствует двум атомам активного кислорода на двойную связь, и оставляют на 12 ч при 50—60° С. Затем кипятят еще 1 ч с обратным холодильником для полного разложения непрореагировавших озонидов и надуксусной кислоты и после отгонки ледяной уксусной кислоты в вакууме получают продукты расщепления, обычно уже в виде твердого кристаллического соединения.
Для получения альдегидов из озонидов последние подвергают восстановительному расщеплению либо действием цинка в ледяной уксусной кислоте, либо каталитическим гидрированием [67, 68] вад катализатором палладий — карбонат кальция (5% Pd, 95% СаСО3) [69]. Этим путем можно из циклогексена получить адипиновый альдегид с выходом 60 — 70% от теоретического [70]:
СПО
сно
F. Asinger, Вог., 75, 656 (1942).
Н. Wilms, Ann., 567, 96 (1950).
F. G. F i s c h e г, H. Dull, L. E г t e 1, Ber., 65, 1467 (1932).
A. L. Henne, W. L. P e r i 1 s t e i n, J. Am. Chern. Soc.. 65, 2183 (1943).
M. Busch, H. Stowe. Ber., 49, 1064 (1916).
Ga ttermann - Wieland, Die Praxis des organischen Ckemikcrs, 32 Aufl. Walter de Gniyter u. Co., Berlin, S. 352.
Укорочение боковой цепи по Виланду
Особый случай окислительного расщепления олефинов представляет собой укорочение боковой цепи по Виланду. Эта реакция позволяет ступенчато проводить укорочение алифатической цепи с концевой карбоксильной группой на один атом углерода. Виланд, Якоби и Шлихтинг [71], применив метод Барбье [72], подвергли такому ступенчатому расщеплению боковую цепь холановой кислоты. Вначале эфир желчной кислоты взаимодействием с гриньяровским соединением превращали в третичный спирт, из которого отщеплением воды получали олефин. Окисление олофнна, например, хромовой кислотой приводило к карбоновой кислоте, содержащей на один углеродный атом меньше, чем исходный продукт:
СНзСНз
IаСНзМе-х।/СНз
С19ПадСПСН8СП2СООВ С19Н31СНСН2СН2С<
он
СНзСНз
I/СНзI/СПз
—> С19Нз1СНСН»СН=С<.СгО’^ С1дН31СИСНгСООН-^О-С<
ХСНзхсн3
Этим способом из холановой кислоты получили порхолановую. Операцию можно повторить еще дважды и тем самым сократить боковую цепь до стоящей у ядра карбоксильной группы. Метод постепенного упрощения молекулы был использован для точного выяснения строения боковой цепи желчных кислот и места присоединения боковой цепи к кольцевой системе. В определенной модификации (применение бром- сукцннимида) метод и в настоящее время имеет препаративное значение. По этому методу эфир желчной кислоты вначале также действием гриньяровского соединения с последующим отщеплением воды превращают в олефин, который подвергают взаимодействию с N-бромсукцинимидом. Бром вступает в аллильное положение, но сразу же с отщеплением бромистого водорода образуется диен. Одностадийным окислением диен превращается в кетосоедивспие, часто являющееся исходным продуктом для частичных синтезов стероидных гормонов [73]:
СНзСНз
I/СНзI/СНз
С19Нз1СНСП2СП=С<.—> С19Н31СИСНСН=С( —
ХСН3| ХСНз "нВг
Вт
СНзСНз
I/СНзI
— * С19Нз1С=СНСН=С< Сгоа? С19Пз1С=О ХСН3
/У. Окислительное расщепление С—С-связей.в соединениях с гетерофуик^ией в месте, расщепления
Из большого числа реакций окислительного расщепления углерод-углеродных связей, рассматриваемых в этом разделе, препаративное значение имеют главным образом реакции расщепления вторичных спиртов и кетонов, в частности метилкетопов и гликолей, и аналогичных соединений, протекающие под действием как обычных, так и специальных окислителей.
L1. Окислительное расщепление вторичных спиртов н кетонов
,Алифатические вторичные спирты я кетоны с метиленовыми или метннпыь
группами в «-положении к карбонильной группе расщепляются, как правило, не одн значно/а с образованием смеси карбоновых кислот или карбоновых кислот и кетоно так как окислению подвергаются оба углеродных атома, находящиеся в а-положен!
;, к карбонильной группе. Поэтому, например, из симметричных кетонов с двy^ Г «-метиленовыми группами при окислительном расщеплении получаются две карбон ; вые кислоты, различающиеся по составу на один углеродный атом. Из несимметричнь t кетоиов образуется смесь до четырех карбоновых кислот, разделение которой час: « представляет большие трудности.
> ВСН.2СООП + НООСК' RCH2COCH2R' -L-L
:RCOOH + HOOCCthR'
Окислительное расщепление протекает более однозначно, если в а-положепи
к карбонильной группе находится метильная группа (см. ниже) или если у а-углеро) него атома не имеется атомов водорода. В этом случае окисление происходит тольк ■ со стороны метиленовой или истинной группы. Ди-трет-кетопы, например бенз< фенон, вследствие этого почти совершенно устойчивы к окислению.
|:Большое синтетическое значение имеет окислительное расщепление кольц
f алициклических спиртов и кетонов, которые превращаются в йдсо'-дикарбоновы , кислоты с тем же числом атомов углерода. Так, например, из циклогексанола ил ■_ циклогексанона в присутствии солей ванадия п меди действием 60%-ной HNO3 яол$ г' чают адипиновую кислоту с выходом до 90% от теоретического [74].
Адипиновая кислота. Нагревают до 55° С 0,32 ч. ванадата аммония п 0,4 * медных стружек с 301 ч. 60% -ной IINO$ и при 55—60° С в течение 5 ч постепенн добавляют 100 ч. циклогоксанола. Затем массу в течение часа выдерживаю '>.при этой температуре, после чего охлаждают до 17° С, фильтруют, осадок н
фильтре дважды промывают 100 ч. охлажденного до 17° С насыщенного вод кного раствора адипиновой кислоты и cj-шат при 90—95° С. Выход 129,9 г (89^
Гот теоретического).
Действием перкислот, например кислоты Каро, на циклические кетоны полу > чают <о-оксикарбоновые кислоты или их циклические лактоны. Последние при взаимо = действии со спиртами в присутствии кислот образуют эфиры ю-оксикарбоновы: -- кислот. Этим путем, например, из циклогексанона получают эфир ш-оксикапроново! кислоты [75, 76];
ROH; Г^СООН
*H2SO,
* I СН2ОН
Окислительное расщепление метилкетоиов
В лабораторной практике окислительное расщепление метилкетонов исполь- s ' зуется довольно часто. В случае алифатических метилкетонов вследствие большой устойчивости метильной группы к окислению обычными окислителями реакция протекает достаточно однозначно. Например, окислением неразветвлепных алифатиче- - ских метилкетонов хромовой смесью наряду с уксусной кислотой получают жирную
кислоту, имеющую на два атома углерода меньше, чем исходный кетон; из октадекайона-2 образуется пальмитиновая кислота [77]:
СиНззСОСНз —> С15Н31СООН + СН3СООН
Окислительное расщепление метилкетонов было использовано Краффтом для выяснения строения стеариновой кислоты [78]. При сухой перегонке (стр. 818) смеси баржевой соли стеариновой кислоты и ацетата бария был получен соответствующий метилкетон, окислительное расщепление которого дало наряду с уксусной карбоновую кислоту, имеющую на один атом углерода меньше, чем стеариновая кислота. Эти операции повторялись до тех пор, пока стеариновая кислота не была расщеплена до уже тогда синтетически доступной «-каприновой ’ кислоты.
Если в таких кетонах у соседнего с ацетильной группой углеродного атома отсутствуют атомы водорода, то при окислительном расщеплении они дают карбоновую ' кислоту, имеющую на один углеродный атом меньше, чем исходный кетон [79]. Пина- колив хромовой кислотой в серной кислоте окисляется до тркметилуксусной кислоты:
(СНз)зССОСН3 —> (СН3)зССООН + СО2
При окислении в других условиях, например щелочным раствором перманганата, пинаколин может бытЬ превращен в триметиллировивоградную кислоту. Эту а-кетокислоту действием щелочного раствора перекиси водорода затем можно окислительно декарбоксилировать до триметилуксусной кислоты [80]:
КМпО4;Н.О,;
(СНз)зСС0СНз(СНз)зССОСООН N-™- (СНз)зССООН
Такое двухсгаднйное расщепление метилкетонов до карболовых кислот, имеющих на один углеродный атом меньше, чем исходный кетон, возможно только в том случае, если карбонильная труппа метилкетока связана с четвертичным углеродным атомом, как, например, у лияаколива и ряда ароматических метилкетонов типа ацетофенона.
Легче и часто также в более мягких условиях протекает расщепление алкил- и арилметилкетонов до карбоновых кислот, имеющих на один атом углерода меньше, чем Исходный кетон, по так называемой галоформной реакции, причем в качестве окислителей применяют гипогалогениты. Этим способом из пинаколива получают триметилуксусную кислоту с 70%-ным выходом от теоретического [81]. При действии гиногалогенитов концевая метильная группа промежуточно превращается в тригалогенметильную группу; полученный продукт легко гидролизуется щелочью до три- галотенметана и соответствующей карбоновой кислоты (стр. 842):
RCOCH3+3NaC10 —> [RCOCC13] —> RCOOH + CHCI3
При проведении галоформной реакции с 2,4,6-трихлорацетофееопом удалось выделить промежуточно образующийся а, а, а-трибром-2,4,6-трихлорацетофенон [82].
а,а,а-Трябром-2,4.6-трихлорацетофеноп. Перемешивают 5 а 2,4,6-трихлорацетофенона (полученного с 50%-ным выходом из 2,4,6-трихлорбензоилхлорида и метилмагпийбромида) в течение 30 ч при 50° С и затем еще 50 ч при 70° С с 500 .ил раствора гипобромита натрия, приготовленного растворением при
[79 (80 [81][79 (80 [81][82[[82[F. Krafft, Бег., 1а, 1707 (1882).F. Krafft, Вег, 12, 1672 (1879).S. Reformatzky, Вес., 23, 1596 (1890).М. J. Б б s е к с п, Rec. trav. chim., 30, 142 (1911).L. T. Sandborn, E. W. Bousquet, Org. Synth..R. C. Fusou, J. W. В e r t e t t i, W. E. R 0 s s, J.4380 (1932).F. Krafft, Бег., 1а, 1707 (1882).F. Krafft, Вег, 12, 1672 (1879).S. Reformatzky, Вес., 23, 1596 (1890).М. J. Б б s е к с п, Rec. trav. chim., 30, 142 (1911).L. T. Sandborn, E. W. Bousquet, Org. Synth..R. C. Fusou, J. W. В e r t e t t i, W. E. R 0 s s, J.4380 (1932).8, 108.Am. Chern. Sue.,8, 108.Am. Chern. Sue.,
[79 (80 [81]
[79 (80 [81]
[82[
[82[
F. Krafft, Бег., 1а, 1707 (1882).
F. Krafft, Вег, 12, 1672 (1879).
S. Reformatzky, Вес., 23, 1596 (1890).
М. J. Б б s е к с п, Rec. trav. chim., 30, 142 (1911).
L. T. Sandborn, E. W. Bousquet, Org. Synth..
R. C. Fusou, J. W. В e r t e t t i, W. E. R 0 s s, J.
4380 (1932).
F. Krafft, Бег., 1а, 1707 (1882).
F. Krafft, Вег, 12, 1672 (1879).
S. Reformatzky, Вес., 23, 1596 (1890).
М. J. Б б s е к с п, Rec. trav. chim., 30, 142 (1911).
L. T. Sandborn, E. W. Bousquet, Org. Synth..
R. C. Fusou, J. W. В e r t e t t i, W. E. R 0 s s, J.
4380 (1932).
8, 108.
Am. Chern. Sue.,
8, 108.
Am. Chern. Sue.,
0° С 50 г брома в 500 дм 10%-ного раствора NaOH. При этом выделяется трибромкетока (80% от теоретического; т. пл. 126—127° С), длительное ки чение которого с 50%-ным раствором NaOH с почти количественным выход дает трнхлорбвнзойную кислоту.
Для гладкого протекания галоформной реакции желательно, чтобы в остат R мстилкетонов общей формулы RCOCHg не имелось водородных атомов, легко aai щаемых на галоген. Однако при проведении реакции в соответствующих услови замещение таких водородных атомов затрудняется; например, из 2-метил-2-фен< пентаиона-4 с выходом 84% от теоретического гладко образуется Р-фенилизовале} ановая кислота (83]:
СН8 х' СНзх
>С-СН2СОСН3 —>>С-СН2СООН
СН3 7 ICH3Z I
С6Нвсвн6
К аналогичным превращениям склонны также этил- и пропилкетоны общ ■формулы RCOC2H8 или НСОС3Н7, еслк R является ароматическим или гетероцикл ческим остатком [84]. Например, из пропиофенона получают бензойную кисло с выходом 64% от теоретического:
СвН6СОС2Н6 —> С8Н5СООН
Этим путем могут быть синтезированы также ненасыщенные кислоты, ее. окислению гипогалогенитами подвергают а,|3-нснасыщенные метилкетоны. Та из окиси мезитила можно получить р,р-диметилакриловую кислоту (85], а из цин лмилиденацетона — циннамилиденуксусную кислоту с выходом 70% от теорст ческого (88].
С6НВСН=СНСН=СНСОСН3 —> СвН5СН=СНСН=СНСООН
Недостатком этого метода является необходимость проведения реакции в гет рогенной среде. Весьма целесообразно добавление устойчивых к окислению эмул гаторов, а также соответствующих растворителей, например диоксана, к водны растворам гипохлоритов или гипобромитов.
Описан довольно гладкий способ расщепления метилкетонов до карбоновь кислот, содержащих на о^ин атом углерода меньше, чем исходное вещество [87 Принцип метода заключаете^ в том, что монобромпроизводные, полученные действие брома на метилкетоны, обрабатывают пиридином, причем в большинстве случае образуются хорошо кристаллизующиеся пиридинийбромиды. Последние в водп< спиртовом растворе гидролизуются NaOH до карбоновых кислот и метилпиридиниЕ бромида:
RCOCH, -> RCOCH,Br —► [всосна-й^-^]вг- —►
—> RCOOH + [cHs-N^ ^>]вг
Весь цикл превращений проводят без специальной очистка промежуточны продуктов,'при этом желаемые карбоновые кислоты образуются с хорошими выходам® В качестве" примера можно привести получение а-нафтойной кислоты.
а-Нафтойная кислота. а-Ацетилнафталин растворяют в 5—10 ч. ледяно уксусной кислоты, раствор смешивают на холоду с рассчитанным количество] брома и затем умеренно нагревают на водяной бане. Реакционную смесь выливаю в воду, содержащую небольшое количество двуокиси серы; выпавшие кристалл!
J. С о 1 о n g е, L. Pi chat, Bull. Soc. chim. France [5], 16, 180 (1949).
R. Levine, J. R. Stephens, J. Am. Chem. Soc., 72, 1642 (1950).
L. J. S m i t h, W. Richard, L. J. Spillane, Org. Synth., 23, 27.
J. T. P 1 a t i, W. II. S t r a i n. S. L. Warren, J. Am. Chem. S°c., 65 1273 (1943).
(87[ F. К г о h n k e, Ber.. 66, 604 (1933).
отфильтровывают и отжимают на пористой пластинке. Полученный а-нафтацил- бромид смешивают с избытком пиридина; мосле затихания энергичной реакции смесь короткое время нагревают ка водяной бане, извлекают продукт этиловым спиртом и осаждают из раствора эфиром. а-Нафтацилпиридинийбромид можно перекристаллизовать из 10 ч. воды (т‘. пл. 170° С). Затем 0,5 г бромида растворяют в смеси 40 мл воды и 12 ла этилового спирта и в течение 12 .чин, нагревают на водяной бане с 2 мл 10%-ного раствора NaOH. При подкислении выпадает а-нафтойная кислота.
Соответствующим образом синтезируют и р-нафтойную кислоту; при этом из 0,5 а пиридинийбромида получают 0,25 г Р-нафтойной кислоты.
Благодаря предложенному Кингом J88] упрощению этот метод получил еще более широкое распространение. Метил- или метиленкеток примерно в течение часа нагревают на водяной бане с кодом в сухом пиридине, при этом в очень мягких условиях непосредственно образуется пиридинийиодид, который легко расщепляется при нагревапии с водно-спиртовым раствором NaOH. Суммарный выход кислот составляет 60—83% от теоретического.
Окисление тетраацетатом свинца
Соединения, имеющие у соседних углеродных атомов функциональные группы, особенно легко расщепляются по связи, соединяющей эти атомы. К ним относятся 1,2-диолы, кетолы, а-оксикислоты, 1,2-оксиамины, 1,2-диамины, а-аминокислоты и щавелевая кислота. Расщепление протекает однозначно под действием тетраадотата свинца [89] или иодной кислоты [90]. Продуктами расщепления являются карбонильные соединения или соответственно имины, которые, однако, обычно дегидрируются до нитрилов:
)С-ОН")С-ОН)С-ОН")С-ОН^>с-6>с^о^>с-6>с^о
)С-ОН
")С-ОН
)С-ОН
")С-ОН
^>с-6
>с^о
^>с-6
>с^о
ПСНОН-СООЫ —> вело -со3
rxrx
)СОН—СООН —> >С=О —СО»
R'/Wz
В СП-СООН "Тео;? RCH—NH —* rc—n
NHS
Тетраацетат свинца ввиду его растворимости в органических растворителях используется наиболее часто. Тетраацстат свинца с успехом может применяться также в водных эмульсиях или в смесях растворителей с водой [91]. Окисление иодной кислотой ведут в водных средах, часто с применением веществ, повышающих растворимость, — эмульгаторов, диоксана или ледяной уксусной кислоты. В некоторых случаях используют также тетраокись осмия [92].
Тетраацетат свинца и иодная кислота действуют в общем примерно одинаково [93], и хотя тетраацетат свинца является более дешевым реагентом, необходимо отметить, что иодная кислота отличается большей селективностью. Так, третичные гликоли, а также а-оксикислоты не окисляются подпой кислотой. Поэтому, например, Р-фенил-
L. С. К i п g, J. Am. Chern. Soc., 66, 894, 1612 (1944)
R. С Г i e g e e, Z. angew. cliem., 53, 324 (1940).
L. Malaprade. C. r., 186, 382 (1928).
[91 ] E. Baer, J. M. Grossheint z, H. O. Fischer, J. Am. Chem. Soc., 61, 2607. 3379 (1939).
R. С г i e g e e, Ann., 522, 75 (1936).
P. Caro, R. Hirohata Hclv. chim. acta, 16, 959 11933).
молочную кислоту можно превратить в фенилацетальдегид только действием тстраац тата свинца 194]:
С8Н6СН2СНСООН —> СвН6СН2СНО
ОН
Фенилапетальдягид Кипятят Ю г В-фенилмолочной кислоты (получение из фенилаланина) со 150 мл бензола до растворения большей части кислот и затем ностепенно при перемешивании добавляют 26 г тетраацетата свинце Выделившийся ацетат свиаца отфильтровывают и промывают бензилом. Обт единенный бензольный раствор перегоняют в вакууме. Выход фенилацетал! дегида 4,2 г (58% от теоретического); т. кип. 84—86° С (17 мм рт. ст.) Наоборот, превращение винной кислоты и глиоксалевую возможно тольк по реакции с иодной кислотой, так как при действии тетраацетата свинца винна. кислота расщепляется по всем трем углерод-углеродным связям [95]. Напротив, и эфиров винной кислоты по разработанному Вейгандом способу действием тетраацетат, свинца можно получить эфиры глиоксалевой кислоты, так как этерифицированные п< карбоксильной группе а-оксикислоты, аналогично сложным или простым эфира» гликолей, таким способом полностью не расщепляются:
'ROOCCH—CHCOOR —> 2R00C—СНО
II
НОон
Эфир глиоксалевой кислоты. Растворяют 232 г диэтилового эфира винцо! кислоты в 1200 мл высушенного над натрием бензола, охлаждают льдом и в течение часа при перемешивании вносят в раствор 500 г тетраацетата свинца, причем температура пе должна превышать 10° С. Затем перемешивают еще 12 ч, отсасывают осадок, промывают его бензолом. От бензольного раствора отгоняют бензол при уменьшенном давлении. После отгонки первых 500 мл меняют приемник и испытывают дистиллят на наличие эфира глиоксалевой кислоты нагреванием пробы с равным объемом 2 н. раствора NH3. При наличии эфира образуется усиливающееся от желтого до иссиня-красяогб окрашивание. В этом случае ведут отгонку до остаточного объема 300 мл; остаток растворяют в 900 г абсолютного этилового спирта и раствор фракционируют на колонке в вакууме. После отгонки спирта при 40—48° С (17 мм рт. ст.) перегоняется в основном бензол, при}54—55° С (16 мм рт. ст.) — эфир глиоксалевой кислоты в виде алкоголята. Выход алкоголята эфира 146 г (43*^6 от теоретического).
F. Окислительное расщепление кольцевых системароматических и гетероциклических соединений
В конденсированных ароматических системах с помощью окислителей возможно расщепление отдельных колец. Наиболее известным примером этого является ■синтез фталевой кислоты из нафталина, причем хорошие выходы получают при окислении олеумом в присутствии HgSO, при 250—300° С [96]. В настоящее время нафталин окисляют кислородом воздуха при 400—500° С в Присутствии ванадиевых ипи молибденовых окисных катализаторов [97]. Наличие определенных заместителей, например окси- или аминогрупп, в ароматическом ядре конденсированной системы, как правило, облегчает.окисление. Поэтому из нафтолов и нафтиламинов относительно легко получают фталевую кислоту:
NH2
/х /СООН
^/^сооп
Н. О е d a, Bull. cbem. Soc. Japan, 9. 13 (1931).
f95] Freury, В о n - В е г n a t е t s, J. Pharm. Chim. [8]. 23, 85 (1936).
Герм. пат. 91202; Frdl., 4 164.
Герм. пат. 347610, 379822; Frdl., 14 . 450.
Так называемые «отрицательные заместители», как нитрогруппа и галогены, повышают устойчивость к окислению замещенных колец в конденсированных системах. Из а-нитронафталина при окислении хромовой кислотой получают поэтому только нитрофталевую кислоту [98]:
NOa^^СООНNOa^^СООН
NOa
^^СООН
NOa
^^СООН
Если , расщепление нафталина проводят действием перманганата калия, то в тщательно контролируемых условиях реакции в качестве промежуточного продукта можно Получить также фталоиовую кислоту, которая далее может быть декарбоксилирована в формилбензойную кислоту [99] (ср. стр. 817).
,сно,сно.сосоон
,сно
,сно
^/^соон
Часто препаративное значение имеет окислительное расщепление конденсированных гетероциклических систем. Хинолин, например, окислительным расщеплением бензольного ядра под действием щелочного перманганата можно превратить в пйридин-2,3-дикарбоновую кислоту [100]. Из изохиколина в таких же условиях иолучают пирптгнн-.Ч, 4-дикарбоновую кислоту. Но в других условиях может окисляться также и гетероциклическая часть молекулы. При окислении перманганатом в кислой среде из изохинолива, например, образуется фталимид [101]:
н+р кмпо.н+р кмпо.НООС\^\
н+р кмпо.
н+р кмпо.
ч I N ОН-; КМпо4I II *
ноос/"^
В качестве примера окислительного расщеплекия одноядерных гетероциклов следует упомянуть превращение фурфурола в фумаровую кислоту [102]:
[I ДУ сно[I ДУ сноНаСЮ»НаСЮ»НООС— СННООС— СНнс—сооннс—соон+ С Оз+ С Оз
[I Д
У сно
[I Д
У сно
НаСЮ»
НаСЮ»
НООС— СН
НООС— СН
нс—соон
нс—соон
+ С Оз
+ С Оз
Возможность окислительного расщепления фуранового кольца была использована для синтеза триалкилуксусных кислот. Эфир фуран-2-карбоиовой кислоты вначале алкилировали триалкилгалогенидами по Фриделю — Крафтсу и полученные далее омылением 15-алкилфуран-2-карбоновые кислоты окислительно расщепляли до триалкилуксусных кислот действием перманганата калия в щелочной среде [103]:
нс-снНС—СП
НС J-СООСзНбR3C-C С-СООС2Н5RsCCooh
оо
F. Beilstein, A. Kurbatow, Апо., 202, 217 (1880).
J. Н. Gardner, С. A. Naylor, Org. Synth., 16, 68.
W. v. Muller, Ber., 24, 1900 (1891).
G. Goldschmied, Mh. Chern., 9, 676 (1888).
N, A. Milas. J. Am.'Cbem. Soc., 49, 2007 (1927); Org. Synth., 11, 46.
T. Reichstein et al., Helv. chim. acta, 18, 721 (1935).
ГИДРОЛИТИЧЕСКОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ
Гидролитическое расщепление углерод-углеродных связей ограничено относи тельцо немногими, ио важными реакциями. Происходящее, как правило, под дей ствием концентрированных щелочей гидролитическое расщепление предполагав! наличие в исходном соединении карбонильной группы. К карбонильной группе вначале присоединяется акион гидроксила и образующийся промежуточный продук! расщепляется затем на карбанион и карбоновую кислоту:
— С — С—R он~— С — С—R он~0'—C-C-R0'—C-C-RIIОНОНонон
— С — С—R он~
— С — С—R он~
0'
—C-C-R
0'
—C-C-R
I
I
ОН
ОН
он
он
В случае простейших альдегидов и кетонов такого гидролитического расщепления ожидать нельзя, так как реакция протекает в относительно жестких условиях и прежде, чем наступит расщепление, чаще всего происходят другие реакции.
Гидролитически расщепляться под действием щелочей при высоких температурах могут только те кетоны, для которых исключены побочные реакции. Фенхон, например, в молекуле которого оба углеродных атома, находящиеся в о--положении к карбонильной группе, не имеют атомов водорода, под действием раствора КОН при нагревании до 220° С гладко превращается в фенхоловую кислоту [104]:
,СН-СН-СН8
Н2С | i
• | СН2 СНз
Н2с |^С-СООК
СНз
В более мягких условиях происходит щелочной гидролиз С—С-свяэей Р-дикето- нов и эфиров Р-кетокислот. В этом случае находящийся в ^-положении к карбонильной группе катионный центр облегчает расщепление углерод-углеродной связи, исходящей от карбонильной группы:
СН3У' СНз
R—С—СН2—С—R ои_ R—с/ ^С—RИ—С^ ^С+—К
и II -2-L* I [I—►I I—>
00' ОН ОО О'
■он
—> R-COO- + CH2=C-K
о
CHg-C-R
При гидролизе ^-дикетонов происходит, следовательно, расщепление дикетона на молекулу кислоты к молекулу кетона. При гидролизе несимметричных Р-дикетонов в большинстве случаев возможно образование смеси двух кислот и двух кетонов, так как расщепление, согласно следующему общему уравнению, может идти по двум направлениям:
НСОСНз ГН'СООН -— RCOCH,COK' — - RCOOH + СН3СОН'
Однако если R — ароматический, a R' — алифатический остатки, то гидролиз идет по реакции (я) и получается почти исключительно жирно-ароматический кетон, например ацетофенон из бензоилацотона:
С6Н5СОСН2СОСИ3 —► С6Н6СОСНз+СН3СООН
Из эфиров р-кетокислот в результате гидролиза образуются две молекулы карбоновых кислот:
R'R'
II
RCO—С—COOR"’ —* RCOOH+HC-COOHt R"'OH
II
R"И"
Такое расщепление, происходящее, как правило, под действием концентрированных щелочей, называют «кислотным расщеплением» эфиров р-кетокислот в отличие от протекающего под действием кислот или разбавленных щелочей «кетонного расщепления» с одновременным декарбоксилированием (стр. 820). Кетонное расщепление часто происходит более гладко, чем кислотное, успех которого в сильной степени зависит от выбора оптимальной концентрации щелочи. Кислотное расщепление не нашло очень большого препаративного применения уже потому, что образующиеся при этом карбоновые кислоты обычно более изящно и удобно могут быть получены путем соответствующих синтезов с малоновым эфиром. Однако этот метод оказался пригодным для синтеза а-замещенных адипиновых кислот и пимелиновой кислоты. В первом случае эфир циклопентаион-2-карбоновой кислоты, полученный конденсацией Дикмана (стр. 791) из диэфира адипиновой кислоты [105], вначале путем взаимодействия его епольной соли с алкилгалогенидами алкилируют по а-углеродному атому и затем подвергают «кислотному расщеплению», причем обычно с почти количественными выходами образуются а-замещенные адипиновые кислоты:
COOR'
I
COORCOOR.CH— R’
j 1 R'X; NaOH , p—L.R'> П2С
\/^O\^O H2C ngoH
CH2
Пимелиновую кислоту также очень гладко получают кипячением эфира циклогексанон-1-карбоновой-2 кислоты с избытком КОП в метиловом спирте [106]. Пиме- линовая кислота может быть также легко синтезирована восстановлением салициловой кислоты водородом в момент выделения. При этом несомненно, что реакция протекает через промежуточное образование циклогексанонкарбоновой кислоты [107]:
5=5 f’7"'^=oн_> 11ООС(СНг)еСОО1[
V^OOH \/ХСООН
В аналогичных условиях п-аминосалициловая кислота пе превращается в р-амппо- пимелиновую кислоту [108].
Р. S- Pinkney, Org. Synth., 17, 30.
W. Dieckmann, Ann., 317, 100 (1901); Org. Synth., 11, 44.
А. МйИег, E. R о 1 t z, Mh. Chern., 48, 734 (1927).
L. В irk of er, I. S t о r c h, Ber., 86 749 (1953).
Кислотное расщепление особенно легко протекает в случае ацилированных эфиров р-кетокислот. Исходя из ацетоуксусных эфиров, относительно легко можно синтезировать любые эфиры р-кетокислот. Продукт ацилирования ацетоуксусного эфира подвергают гидролизу или алкоголизу. При этом, как Правило, происходит отщепление ацеткльнои группировки, а не введенного в ацетоуксусный эфир ацильного остатка. Так, например, из а-беязоил-а-метилацетоуксусного эфира слабым нагреванием в сильно разбавленном метанольном растворе метилата натрия получают эфир а-метилбензоилуксусной кислоты [109]:
СНзСН3СО—С—COOR I сосвн5СНзСН3СО—С—COOR I сосвн5СНз
СНз
СН3СО—С—COOR I сосвн5
СНз
СН3СО—С—COOR I сосвн5
Еон- CH3COOR + C,HSCO-CH-COOR
Точно так же из бензоилацетоуксусного эфира слабым нагреванием его в водном растворе NII3 и NH4C1 получают бенз онлуксуоный эфир [110].
Бензоилацетоуксусный эфир. В колбе емкостью 5 л с мешалкой и обратным холодильником в течение 24 ч кипятят 4,5 л сухого бензола с 250 а ацетоуксусного эфира и 46 г натрия. Затем в течение 3 ч прибавляют по каплям 350 г бепзоилхлорида и вновь кипятят 8 ч. Содержимое колбы выливают на 500 мл измельченпого льда, отделяют бензольный раствор, отгоняют бензол и остаток перегоняют в вакууме. Выход продукта 350 г (74,8% от теоретического); т. кип. 177 —181° С (20 мм рт. ст.).
Бспзоилуксусный эфир. К нагретой до 40° С смеси 32 a NH4C1, 10 мл концентрированного NH3 и 150 мл воды добавляют 58,5 а бензоилацетоуксусного эфира и нагревают в течение 10 мин цри 40° С. Затем массу быстро охлаждают и экстрагируют продукт 100 мл эфира. Эфирный раствор сушат над безводным MgSO4, отгоняют эфир и остаток перегоняют в вакууме. Выход бензоилуксусного эфира 37,5 ? (78,1% от теоретического); т. кип. 165—169° С (20 мм рт. ст.).
а,а-Дизамещенные эфиры р-кстокислот иногда могут быть расщеплены также путем катализируемого щелочами алкоголиза. Из соответствующего эфира Р-кето- кислош при этом образуются два эфира жирных кислот, например этилацетат и этил- изобутират из а,а-диметилацетоуксусного эфира [111]:
СНз
СН3СО-С-СООС2Н5 C»H»OH^ СН3СООС.-Н5^-СНзСНСООС2Н6I■ I
СНзСНз
Аналогично кислотному расщеплению p-кетоэфиров под действием щелочей протекает гидролиз хлораля с образованием хлороформа и муравьиной кислоты:
/Н ли-/О
С13С-С4 * CI3C-CH-O- —> CHCh^HC^
он
Трихлорметилкетоны также претерпевают аналогичное разложение до хлороформа и карбоновой кислоты (стр. 838):
ПСОСЫз -ЕУДЦ RCOONa + CHCl3
Если на хлораль действуют первичными или вторичными аминами, то с хорошими выходами получаются формильпыо производные аминов (стр. 511):
R2N-CH-CCI3 —> R2N-CHO-; CHCI3
W. Dieckmann. A. Wittmann. Вег., 55, 3344 (1922).
R. L. Shriner, Л. G. S с li in i d t. J. Arn. Chern. Soc., 51, 3636 (1929).
W. Dieckmann, Bor.. 33, 2672 (1900).
Под перегруппировками понимают некоторые «ненормально» протекающие реакции. Однозначного во всех отношениях определения понятия перегруппировки ке "имеется. Предпосылкой для него явилось бы такое же однозначное определение понятия нормально протекающих реакций.
Общей характеристикой большинства перегруппировок является следующее.
ПЕРЕГРУППИ-РОВКИУГЛЕРОД-СОДЕРЖАЩИХСОЕДИНЕНИИ(ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМПРОСТРАНСТВЕН-НЫХ ПЕРЕГРУПППРОБОК)*ПЕРЕГРУППИ-РОВКИУГЛЕРОД-СОДЕРЖАЩИХСОЕДИНЕНИИ(ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМПРОСТРАНСТВЕН-НЫХ ПЕРЕГРУПППРОБОК)*Любая реакция начинается с разрыва или со значительного' ослабления связи между атомами. При нормально протекающих реакциях новая связь с находящимся вне могггкулы реагентом образуется в том же месте, где произошел разрыв старой связи. В реакциях перегруппировок, напротив, вначале в месте разрыва старой связи образуется новая .связь с атомом той же молекулы. Это приводит к миграции заместителей, миграции или образованию двойных связей или к замыканию кольца. Только после этого все еще ненасыщенный скелет молекулы стабилизуется посредством отщепления или присоединения атома или группы атомов.
ПЕРЕГРУППИ-РОВКИ
УГЛЕРОД-СОДЕРЖАЩИХСОЕДИНЕНИИ(ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМПРОСТРАНСТВЕН-НЫХ ПЕРЕГРУППП
РОБОК)*
ПЕРЕГРУППИ-РОВКИ
УГЛЕРОД-СОДЕРЖАЩИХСОЕДИНЕНИИ(ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМПРОСТРАНСТВЕН-НЫХ ПЕРЕГРУППП
РОБОК)*
Если же двойная связь образуется с срседним атомом и стабилизация происходит в результате отщепления атома пли группы атомов от того же соседнего атома, то протекает нормальное 1,2-отщепление.
Например, неопентиловый спирт при замещении гидроксильной группы кодом может реагировать либо нормально, когда новый заместитель встает на место старого, либо после отрыва гидроксила метильная группа мигрирует к соседнему углеродному атому и новый заместитель вступает на ее первоначальное место. Обе реакции происходят параллельно [1]:
(СН8)3ССН2ОН—>(СН3)зССН3 —*(СН3)зССН8Г
(СН3)2ССН2 — > (СН3)2С1СН2
II
СНдСПз
Приведенное выше определение перегруппировок справедливо почти для всех рассматриваемых в этом разделе реакций. Кроме того, оно охватывает также все реакции замыкания кольца. Однако нецелесообразно и не принято все случаи замыкания кольца рассматривать как перегруппировки, поскольку многие реакции замыкания кольца в принципе не отли- чаютей от реакций, происходящих без замыкания кольца. Например, внутримолекулярная циклизация фенилэтилциклогексена с образованием
октагидрофенаНтрена [2] соответствует образованию связи между бензольным кольцом к циклогексеновым:
б" Реакции такого рода уже рассматривались в предыдущих разделах.
й>. Напротив, циклизация дихлорангидрида фталевой кислоты в днхлорфталид № (стр. 859) не имеет аналогии в ациклическом ряду. Эта реакция является настоящей L перегруппировкой и будет рассмотрена нйке.
следующим признакам: перегруппировки перегруппировки перегруппировки перегруппировкиследующим признакам: перегруппировки перегруппировки перегруппировки перегруппировкис сохранением углеродного скелета;с построением углеродного скелета; с расщеплением углеродного скелета; с перестройкой углеродного скелета.с сохранением углеродного скелета;с построением углеродного скелета; с расщеплением углеродного скелета; с перестройкой углеродного скелета.№ -■ Рассматриваемые здесь перегруппировки разделены пами на четыре типа по
следующим признакам: перегруппировки перегруппировки перегруппировки перегруппировки
следующим признакам: перегруппировки перегруппировки перегруппировки перегруппировки
с сохранением углеродного скелета;
с построением углеродного скелета; с расщеплением углеродного скелета; с перестройкой углеродного скелета.
с сохранением углеродного скелета;
с построением углеродного скелета; с расщеплением углеродного скелета; с перестройкой углеродного скелета.
В каждом подразделе вначале рассматриваются перегруппировки углеводородов. а затем перегруппировки’соединений, содержащих кислород, азот, галоген и серу.
Соответственно основной концепции этой кинги при изложении материала данного раздела авторы исходили только из того, какие связи разрываются и образуются при образовании конечных продуктов из исходных веществ, и не учитывали, ■протекают ли реакции фактически внутри- или межмолекулярво и происходит ли разрыв связей по ионному или радикальному механизмам. Механизм перегруппировок ■подробно рассмотрен в руководствах по теоретической органической химии.
ПЕРЕГРУППИРОВКИ С СОХРАНЕНИЕМ УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА
I. Перемещение кратных связей
Перемещение двойной связи
t В ненасыщенных соединениях более или менее легко происходит перемещение ^двойных связей, особенно легко в присутствии кислотных или основных веществ. . Это наблюдается уже при введении двойных связей в молекулу. При достаточно продол- рЖительном действии условий, вызывающих изомеризацию, часто устанавливается J-.равиовесное состояние, при котором образуется смесь всех возможных по положению •^твойной связи изомеров [3]. Так, из н-додецена изомеризацией под действием карбо- •,;ияла кобальта при 150° С получили смесь всех возможных изомеров с разным положе- лиием двойной связи [4]. Соответствующие смеси олефинов образуются при отщеплении хлористого водорода от н-додецилхлорида и при отщеплении воды от первичных
^высших нормальных опиртля
'j При взаимодействии с соляной кислотой бензоата днгидрозимостерика были .•получены бензоаты а- и р-холестенола [5].
D. Р е г 1 m a n, D. Davidson, М. Т. Bogert, J. Ore. Chern., 1, 288 н (1936).
F. Asinger, Ber., 75, 1247 (1942).
Ek [4] F. Asinger, Chern. Ber., 88, 445 (1955).
К 15] H. W i e 1 a n d, L. G 6 г n h а г d t, Ann., 557, 248 (1947).
До некоторой степени однозначное и полное перемещение двойной связи и нужное положение может произойти, как правило, только в том случае, если новая двойная связь будет находиться в сопряжении с С—С-, С—О- или С—^-кратными связями. Известно большое число примеров таких направленных перегруппировок, вызываемых действием щелочей, кислот или простым нагреванием.
Так, при получении пеларгоновой кислоты из ундециленовой посредством щелочного плавления происходит перемещение двойной связи в «-положение к карбоксильной группе и затем отщепление двух атомов углерода (стр. 833).
СН2^СН(СН3)8СООН —> CH3(CH2hCH=CHCOOH —► СН3(СНг)7СООН
Изоэвгенол (по Тяману [6]). Для превращения эвгенола в изоэвгенол 12,5 ч.
- КОН растворяют в 18 ч. кипящего амилового спирта, декантируют раствор от нерастворимого карбоната и нагревают его с 5 ч. эвгенола при 110° С в течение 16—20 ч. После отгонки амилового спирта с водяным паром реакционную массу подкисляют HaSO3, промывают выделившееся масло раствором соды й перегоняют с водяным паром. После соответствующей обработки получаю г пзоэвгенол в виде бесцветного вязкого масла; т. кип. 261° С.
СН3Ох^\ ^Пг—СН=СН2СН3Ох^\ ^Пг—СН=СН2изи\^\, по/^изи\^\, по/^СНзО^^х уСН=СН—СНзСНзО^^х уСН=СН—СНзно/4но/4
СН3Ох^\ ^Пг—СН=СН2
СН3Ох^\ ^Пг—СН=СН2
изи\^\, по/^
изи\^\, по/^
СНзО^^х уСН=СН—СНз
СНзО^^х уСН=СН—СНз
но/4
но/4
р.р-Диметнлакрнловая кислота [7}. Смесь 10 г р-метнлвинплуксусноп кислоты в 20 мл сухого эфира |И 10 г 90%-ной H2S04 оставляют на 24 ч при комнатной температуре. Затем разбавляют водой и выделяют продукт. Получают 9,7 г (97% от теоретического) р,р-диметилакриловой кислоты; т. пл. 68—70е С.
сн/'сн/'>с—сн2—соон>с—сн2—соонснзх
сн/'
сн/'
>с—сн2—соон
>с—сн2—соон
>с=сн- соон
CH3Z
Термическое перемещение двойной связи происходит при перегруппировке ангидрида итаконовой кислоты в ангидрид цитракоповой кислоты [8]:
сн2=с—со
СНг-СО
сн3-с—со
I >
сн-со
Ангидрид цитраконовой кислоты. При атмосферном давлении 250 г ангидрида итаконовой кислоты возможно быстрее перегоняют с колонкой Вигре длиной 15 е.». До 200° С перегоняются продукты разложения и небольшое количество воды. При 200—215° С перегоняется 170—180 г ангидрида цитраконовой кислоты. Выход продукта о8—72% от теоретического.
Сопряженные двойные связи только в том случае могут перемещаться в изолированное положение, если образующееся в незначительном количестве песопряжепное соединение непрерывно удаляется из равновесной смеси. Благодаря этому, например, возможно превращение окиси мезитила в изомерный 2-метилпевтея-1-он-4 £9):
СНзх)С ^СНСОСН2СН3ХСНзх)С ^СНСОСН2СН3Хсн^ч>С— СН2СОСН3сн/сн^ч>С— СН2СОСН3сн/
СНзх
)С ^СНСОСН2
СН3Х
СНзх
)С ^СНСОСН2
СН3Х
сн^ч
>С— СН2СОСН3
сн/
сн^ч
>С— СН2СОСН3
сн/
|6]F.Т iР m а п п, Вег., 24. 2870 (1891).
]R.В.Wagner, J. Am. Chetn. Soc., 71. 3214(1949).
)R.L.Shriner, S. G. Ford. L. J. Roll,Org. Synth.,11,2811931).
F.H.Stress, I. M. Monger, H. D e V.F in c k, J.Am.Chern. Soc.,
69 1627 (1917).
2-Метилпентен-1-он-4. Продажную окись мезитила, содержащую около 9% несопряженного изомера, предварительно очищают (см. [9]) и при нормальном давлении в присутствии 0,2% п-толуолсульфокислоты перегоняют с колонкой в. 85 теоретических тарелок. Кислота способствует установлению равновесия, а низкокипящий изомер отгоняется в более высокой концентрации. Фракцию с коэффициентом преломления 1,4210—1,4230 перегоняют на такой же колонке с флегмовым соотношением 1 : 40. Окись мезитила имеет т. кип. 129,8° С, изомерный несопряженный кетон — т. кип. 121,5° С.
Аллильная перегруппировна
;, К аллильным перегруппировкам [10] относятся реакции, протекающие по схеме:
'R—CH=CII—СНХ—R' —> R—СНХ—СП—CH—R'
* Заместитель X мигрирует из положения 1 в положение 3 с одновременным г перемещением двойной связи. Эта миграция в случае аллилгалогенидов происходит у так легко, что можно говорить о подлинной таутомерии. Например, равновесие между •/ обоими изомерными метилаллилбромидаии
?СН3СН=СН-СН2ВгСН3—ClIBr—СН=СН2
» устанавливается при 75° С за несколько часов [11]. Поэтому недопустимо определе- б ние структуры аллилгалт епида на основании способа его получения. ,
". Точно так же аллильные перегруппировки происходят при замене галогена ^другими остатками. Исходя из аллилгалогенидов, получают не только изомерные спирты, но и изомерные сложные или простые эфиры или смеси изомерных продуктов s' с продуктами, образующимися в результате нормального взаимодействия [12].
Г Аллильная перегруппировка чрезвычайно затрудняет выяснение строспия ■■ многих соединений аллильного типа. Однако известен ряд случаев препаративного ./использования этой перегруппировки.
v Например, путем двойной аллильной перегруппировки удалось превратить | декадиен-2,8-ИН-5-ДИОЛ-4,7, полученный из комплекса Иоцича (гриньяровское соеди- ^Пение ацетилена) и кретонового альдегида, в изомерный декадиен-3,7-ин-5-диол-2,9
\ СНз-СН=СН-СНОН-С=С-СНОН-СН=СН-СН3 —
‘> CH8-CHOH-CH=CH-CsC-CII-CH-CHOH-CH3
АДекаднен-3,7-ин-5-диол-2,9. Раствор 5 г декадиен-2,8-ин-5-диола-4,7 в
V 20 мл эфира при 20° С в течение 24 ч встряхивают в токе азота с 30 мл 10%-ной
H2S0.. Из промытого и высушенного эфирного раствора получают 4,3 г дека- ; диен-3,7-ин-5-диола-2,9 в виде вязкой жидкости, перегоняющейся при 10-4 мм ... , рт. ст. и температуре водяной бани 65—70° С.
Перегруппировка третичных спиртов в первичные через их ацетаты используется в синтезе гераниола, фарнезола (R = CI0Hi7) и фитола:
ОН
R-CH2-C-CH-CTT2 —> R-CHa-C=CH—СН2ОН
СНЯСНз
В. II. D о Wolf е, W. G. Y о и ц g, Chern. Rev.. 56, 753 (1956).
[HP W. G. Young, S. W i n s 1 e i n, J. Am. Chern. Soc., 57, 2013 (1935).
Более подробные теоретические и практические данные см. В. X ю к к в л ь, Теоретические основы органической химии, т. I, пер. с нем., Издатиилит, 1958.
J. М. II е i 1 b г о п. Е. В. II. J о n es, В. A. R а р h а е I, J. Chern. Soc., 1943, 268.
51 Заказ 1835.
Фарнезол [14], Нагревают 1ч. неролидола с 1,5 ч. уксусного ангидрида в течение 20 ч в атмосфере двуокиси углерода при 120—140° С. После удаления в вакууме при 100° С образовавшейся уксусной кислоты и избытка уксусного ангидрида остаток омыляют в токе водорода спиртовым раствором КОН. При вакуумной перегонке после первой фракции, состоящей из образовавшегося при отщеплении воды фарпезена и пецрореагировавшего неролидола, при 115—130° С (0,5 мм рт. ст.) перегоняется сырой фарнезол; его очищают через кислый фталевый эфир. Фарнезол имеет т. кип. 120—121° С(0,3 мм рт. ст.).
Понятие аллильных перегруппировок может быть значительно раептрепо, благодаря чему появляется возможность для формального рассмотрения целого ряда изомеризаций с одной общей точки зрения. Эти изомеризации протекают по общей схеме:
А—В—С—X —► X—А—13 = С
ная таутомерия):ная таутомерия):где А, В, С — атомы углерода, азота или кислорода, X — мигрирующий при перегруппировке остаток. Например, если А. В и С — углерод, а X — Н, то миграция двойной связи является наиболее простым случаем аллильной перегруппировки (трехуглерод
ная таутомерия):
ная таутомерия):
-СН=СН-СН2 — ^ -СН2-СН=СН-
Далес необходимо назвать следующие перегруппировки:
\с=с—о—н\сн—С=О
дето-енольная таутомерия
-N^N-C-H —► —NH—N=cZ
I4
превращение аяосоедипений в гидразоны
\CII-N=O —"^>C=N-O-Hпревращение питрозосоединений в оксимы
\c=N—ОН\сН—N=O
таутомерии нитро- и изонитросоединении
Перемещение тройной связи
Факт перемещения тройных связей был открыт Фаворским [15]. Он установил, что н-пропилацетилен (пентин-1) под действием раствора КОН в атиловом спирте при 170° С превращается к метилэтилацетилен (пептин-2)
НС=С-СП2-СН2-СН3 •—> СН3—С=С— С2Н5
в то время как в тех же условиях из изопропилацетилена образует ся диметилаллен:
НС~С-СП(СН3)2 •—> СН2=С=С(СЫа)2
По Джекобсу, Акави и Кунеру [16], из пентипа-1 и и.т пгптииа-2 в спиртовом растворе КОН при 175° С через 3 ч получают идентичные равновесные смеси, содер-
L. Ruzicka, TIelv. cliim. acta, 6, 489 (1923).
|15] Al. F a w о r s k i, J. prakt. Chern., 44, 208 (1891).
ItOJ T. L Jacobs, R. Aka w i e, R. G. Cooper, J. Am. Cheni. Soc., 73, 1273 (1951).
ткащие У5Д% пентина-2, 1,3% пентина-1 и 3,3% нентаднена-1,2. Равновесие,следог тещ,но, практически полностью сдвинуто в сторону дизамещенного ацетилена.
Однако можно осуществить и обратную перегруппировку, превращение д замещенного ацетилена в монозамещенпый, так как моноаамещенные. ацетиле! способны к солеобразованию и тем самым могут непрерывно выводиться из равв веской смеси. Дизамещенные ацетилены при нагревании до 100и С с металлическ! натрием превращаются в монозамещеиные. При этом лучше использовать амид натри так как под действием натрия происходит частичное восстановление тройной связ Последовательное проведение метилирования ацетиленида натрия и перетру штровки с амидом натрия является изящным способом удлинения цепи;
NaC^C—R —> СНз-С=С-ПNaC^C—R —> СНз-С=С-П> NaC^C— СН2— R> NaC^C— СН2— R
NaC^C—R —> СНз-С=С-П
NaC^C—R —> СНз-С=С-П
> NaC^C— СН2— R
> NaC^C— СН2— R
Этот цикл можно многократно повторять. Таким способом Бургслю удалей из З-циклогексиллропина-1 получить 6-циклогексилгексин-1.
Мы ограничимся здесь описанием собственно стадии перегруппировки по Бу; гелю 117):
QHuClIoGH^C^CCHn —* CglliiCHaCII^HgC^CNa
5-Циклогексилпентин-1. Смесь 107 г 5-циклогексилпентипа-2, 39 а амид натрия и 300 мл парафиновой фракции (т. кип. 125—140° С при 15 мм рт. ст нагревают до 160е С. Через 2,5 ч оканчивается выделение аммиака. Зато в вакууме отгоняю! часть растворителя, причем вместе с ним удаляется ненре реагировавший исходный продукт, и остаток разлагают льдом. После выделени получают 81 г (89% or теоретического) б-циклогсксилпентина,-!; т. кип. 84- 85,5е' С (16 мм рт. ст.).
Наблюдается и препаративно используется также миграция тройных связе] через нескол1.ко метиленовых групп [18).
Перегруппировки с изменением кислородной функции
Превращение ct-окисей в карбонильные соед!шения
При изомеризации а-окисей в ^карбонильные соединения происходит превращение эфирной функции в карбонильную, причем обратного превращения не наблюда ется. Окись этилена при 400е С превращается в ацетальдегид, окись пропилена при 500u С — в смесь пропионового альдегида (2/3) и ацетона (^з) [19]. При перегруппировке эфиров фенилглицидола, происходящей при надевании с небольшим количеством хлорида цинка [20], образуются бензилкетоны; раскрытие эпоксидного кольца происходит, следовательно, по соседству с фенильной группой:
С6Н5СН—СНСН2ОП —> С6Н6СП2СОСН2ОН
\ /
О
При перегруппировке алифатических эпоксисоединений раскрытие кольца ведет к кетонам с карбонильной группой, расположенной ближе к началу цепи [21), например:
СНзСН-СПС2Н5 —> СН3СОСН2С2Н5 \ /
о
[17J М. Bonrguel. Ann. Cliim [10], 3, 363 (1925).
Th. II. Vaughn, J. Arn. Chern. Soc., 55. 3 453 (1933).
J. I'. N e (, Ann., 335, 2Щ (1904).
M. Darnion, C. r., 197, 1649 (1933).
{21} M. F a w о r s k i. M. T s e 1) i t s c h о n k i n, j. Iwa n о w, C. r., 199,
1229 (1934).
Перегруппировка осуществляется пропусканием а-окиси над нагретым до 320° С ZnCJ2.
2-0-Фенилэтнлциклогексанон [22]. Нагревают с обратным холодильником в течение нескольких часов 10 г р-фенилэтилциклогексепоксида с 10 г концентрированной НС1 и пятикратным объемом метилового спирта. Образовавшийся кетон осаждают водой, извлекают эфиром и очищают перегонкой в вакууме. Выход продукта 60% от теоретического: т. кип. 174" С (12 .и.и pm. cm.).
Для перегруппировки эпоксисоедннений можно применять щелочные катализаторы [23,24].
З-Ннтромезнтоилбензилкстон [23]. Спиртовой раствор 1-(3'-нитромезитоил)- 2-фенилэтиленоксида нагревают в течение 1,5 ч с раствором КОН (1.5 моль). Выход продукта 75% от теоретического.
СПз NO2СН3 NO2
Реакция Вильгеродта [25]
Неразветвленные арилалкилкетоны при нагревании до 200° С С полисульфндом "аммония превращаются в амиды кислот [26]:
. (NH.)2S
СбНзСОСНз ——c6h5ch2conh.2
При этом перемещается не арильный остаток, как при перегруппировке Вольфа (стр. 882), а кислород мигрирует па конец цепи при сохранении углеродного скелета. В реакцию вступают не только арилметилкетоны. Например, из пропиофенона образуется амид гидрокоричной кислоты [27]:
СбН5СОС2Н5 —>.CeH6CH2CII2CONH2
Эпоксисоединения, ацетиленовые соединения, олефины и карбинолы жирноароматического ряда, если они содержат неразветвленную цепь, также вступают в реакцию Вильгеродта. Особенно хорошие результаты получаются в случае метил- кетонов высших конденсированных ароматических систем, таких, как фенантрен или пирен.
Физер и Килмер [28] дают следующую пропись для превращения 1-ацетил- аценафтена в 1-аценафтилуксусную кислоту.
R. Grewe. Вег., 72, 1314 (1939).
R. Р. В а г л е 8, L. A. Gist jr., J. Am. Chem. Soc . 72, 2509 (1950).
А. С. С o p e, B. D. Tiffany, J. Am. Chem. Soc., 73, 41a8 (1951).
Обзорная статья: M. Carmack, M. A. Spielman, Org. Reactions, 3, 83 (1949).
C. W i 1 1 g er о <1 t. Bor., 21, 534 (1888).
C. Willgerod I, F. IL Mor k, J. prakt. Chem. |2J. 80. 102 (1909).
L. F. F i e s e r, G. W. k i I m c r, J. Am. Chem. Soc., 62. 13al (1940).
1-Аценафтилуксусная кислота. Раствор 1 г серы в 10 г раствора (NH4)2S(no лученного насыщением концентрированного раствора аммиака сероводородом^ нагревают при 160° С с 2 г кетона и 8 г очищенного диоксана в течение 12 * в запаянной трубке. Полученный 1-аценафтилацетамид омыляют кипячениек в течение 4 ч с 50 мл 15% -лого раствора NaOH. Выход кислоты 57% от теоретического, считая на введенный в реакцию кетон.
/\/\ /СН2С00Н। II х7/\/\ /СН2С00Н। II х7
/\/\ /СН2С00Н
। II х7
/\/\ /СН2С00Н
। II х7
При таком способе проведения реакции температуру 160—170° С можно считать стандартной температурой. Однако, используя предложенную Киндлером [29] моди- .фнкацию, можно применять и более низкие температуры. По Киндлеру, метнлкетон взаимодействием с примерно эквивалентными количествами серы и ямина (как правило, морфолин) превращают в тиоамид, который затем омыляют кислотой. Реакция протекает при температуре кипения морфолина (128° С) с достаточной скоростью [30].
^X/WC°CH,оI I! I -^111^X/WC°CH,оI I! I -^111
^X/WC°CH,о
I I! I -^111
^X/WC°CH,о
I I! I -^111
2-Нафтилтноацетоморфолид. Нагревают смесь 373 г (2,2 моль) 2-ацетилнафталина, Ю5 г (3,3 лоль) серы и 290 г (3,3 моль) морфолина. Во избежание сильного вспенивания и бурного выделения сероводорода нагревание сначала ведут медленно. Через час нагревание усиливают. В общем кипячении с обратным холодильником проводят в течение 10—15 ч. Затем разделившуюся па два слоя реакционную смесь вливают в 1200 мл горячего этилового спирта и оставляют для кристаллизации. Получают 534 а (90% от теоретического) достаточно чистого для дальнейшей переработки 2-нафтйлтноацстоморфолида: т. пл. 102 — 108° С. Кипячением со смесью ледяной уксусной и разбавленной серной кислот в течение 5'ч тиоамид омыляют до свободной кислоты.
Кето-енольная таутомерия
Карбонильные соединения находятся в равновесип с производными винилового спирта, что связано с миграцией протона и перемещением двойной связи. У альдегидов и кетонов доля епольной формы неизмеримо мала. Однако кето-и енольная формы существуют в сравнимых количествах, если образующаяся при енолизации двойная С— С-связь сопряжена со второй карбонильной группой, как, например, в случае 1 .S-дякетонов и эфиров р-кетокислот:
ВСОСНгСОН' 5=^ RC=CHCOH'
. ОН
П'^алкил- или алкоксил
О таутомерии вообще говорят в тех случаях, когда при быстро протекающей и обратимой реакции перегруппировки количества обеих форм в равновесном состоянии соизмеримы.
Это равновесие может быть сдвинуто только в сторону енола и нет никакого химического средства для смещения равновесия в обратном направлении. Превращение енольной формы в кетонпую может быть лишь ускорено действием катализатора.
К. Kindler, Ann.. 431, 193, 222 (1923).
М. С а г m а с k, М. A. Spielman, Org. Reactions, 3, 97 (1949).
Вейганду и Коху [31] удалось получить в чистом виде енольную форму метил- бензоилацстона следующим путем:
СдНдСОСНСОСНз •— Енолят •—> Енол I сн.
Енольная форма метилбензоилацетона. К раствору 0,15 г натрия в 3 лм метилового спирта прибавляют 1 г маслянистого метилбензоилацетояа, тотчас же фильтруют темно-желтый раствор и по каплям прибавляют его к 30 .мл 5 н. H2SO4, охлажденной смесью льда с солью. Образующуюся вначале эмульсию тщательно разбивают интенсивным перемешиванием стеклянной палочкой, что способствует кристаллизации основного количества продукта в виде тонкого, хорошо отфильтровывающегося порошка. Если масло собирается в большие капли, то продукт кристаллизуется с трудом и не выдерживает длительного хранения- Осадок сразу же отфильтровывают, промывают водой подкисленной, соляной кислотой, небольшим количеством охлажденного льдом этилового спирта, нетроленным эфиром и тотчас же перекристаллизовывают из низкокипящего петролейного эфира в кварцевой посуде. Выход продукта почти количественный; т. пл. 51° С.
Изомеризация кетоспиртов
Описана [32] перегруппировка а-кетоспиртов *,-происходящая но схеме:
RCOCHR' RCIICOR'
I।
ОНон
По в то время как таутомерные кето- и енольные формы могут быть обнаружены только и кристаллическом состоянии, а в растворе или расплаве они быстро переходят друг в друга, метилбензоилкарбинол С.НЧСНОНСОС6Н5 и фенилацетил карбинол СН3СОСНОПСвН6 не только получены и чистом виде, по и охарактеризованы химически как различные вещества. Взаимная перегруппировка этих соединений катализируется щелочами.
Особым случаем является равновесие меящу кегоспиртами с конечными функциональными группами и соответствующими а-окспальдегпдами. Оно полностью сдвинуто в сторону кетола:
RCHOHCHO —* ВСОСН8ОН
Например, миндальный альдегид (В =- CfiHs) тотчас же после выделения его из ацеталя превращается в бепзоилкарбинол [33].
Частичный синтез кортикостерона |34] основан па легко происходящем превращении а-оксиальдегида в соответствующий кстол:
Кортикостерон. Из Д4-прегпеидиол-11р,20р-он-3-аля-21 с бисульфитом натрия в водно-метанольпом рауворе получают бисульфитное соединение. Оно является производным альдегидной формы, так как при разложении кислотой снова превращается в альдегид. Разложение бисульфитного соединения раствором метилата натрия приводит с изомеризацией к образованию кетола — кортикостерона. Выход 60% от теоретического.
Перегруппировка Канниццаро
а-Кстоальдсгиды, в общем случае,"под влиянием щелочей перегруппировываются в сс-оксикислоты;
всосно -Л5— вснопсоо-
Например, из фенилглиоксаля количественно образуется миндальная кислота |35}.
Эта реакция имеет препаративное значение только в том случае, когда фенил- глиоксаль, образующийся из соответствующих исходных соединений в результате щелочного гидролиза, подвергается дальнейшему превращению без выделения его в чистом виде.
Например, таким способом можно получить 4-бромминдальную кислоту из 4, со, со-трибромацетофенопа [36):
,СОСНВг2/СПОНСОО-
A -?н- Az
Вг/ х/Вг-7^/
4-Промминдальная кислота. Оксикислота образуется с выходом 69—85% от теоретического при многосуточиом стоянии трибромсоединения в водном растворе NaOH при 5° С.
Описан [37) изящный способ получения а-оксикислот из карбоновых кислот с меньшим на один числом атомов углерода. По этому способу на диазокетоны, легко доступные реакцией хлорангидридов и диазометана, действовали этилсульфенилхлори- дом и обрабатывали полученный продукт водной щелочью:
• свндсоснк8 —-—* с6н5со-сн-^--* свн5спонсоо-
^SCsIIs
Миндальная кислота. К раствору 12 г диазоацстофенона в 75 мл абсолютного эфира при 0—5° С медленно добавляют 7.9 г этилсульфенхлорида, причем происходит бурное выделение азота. После двухчасовой выдержки при комнатной температуре отгоняют в вакууме эфир. Полученный с почти количественным выходом со-хлор-со-этилмсркаптоацетофенон необходимо тотчас же переработать далее. Для этого 3 г сырого продукта в течение 2 ч встряхивают с 1 н. раствором КОН и затем в течение 1 ч нагревают на водяной бане. После охлаждения из реакционной массы эфиром экстрагируют побочные продукты. Образующуюся с 65%-ным выходом миндальную кислоту выделяют подкислением и извлекают эфиром.
И. V. Pechmann, Вег, 20, 2904 (1887); 22. 2558 (1889).
[36] J. J. К 1 i n g е n b е г g. Org. Synth., 35, 11 (1955).
[37 J F. W e у g a и d, IL J. П estman n, Chern. Ber., 88, 1991 (1955).
Прочие перегруппировки
Перегруппировка а-оксиацетиленов в вннилнетоны,* происходящая при нагр вании сконцентрированными муравьиной или щавелевой кислотами, или с пятиокись фосфора, названа по имени открывателя перегруппировкой Рупе [38].
4-Окси-1-ацетилциклогексен [39]. 1-Этинилхинит кипятят в течение 2,5 с 85% -нон муравьиной кислотой, затем отгоняют в вакууме кислоту и остак для омыления муравьиного эфира в течение 30 мин нагревают с водой. Выл 4-окси-1-ацетилциклогексона 62% от теоретического.
НОХ /ХНОХ /Х
|/ои — Y II^^^СОСНз
Тетрагидрофуриловый спирт [40] при пропускании над окисью алюминия пр 370—380° С с дегидрированием и одновременным расширением кольца превращаете в дигидропиран. Экспериментальные подробности см. [41].
I IVх СН2ОИI IVх СН2ОИоо
I I
Vх СН2ОИ
I I
Vх СН2ОИ
о
о
Перегруппировки азотсодержащих соединений
Перегруппировка Амадори
Под перегруппировкой Амадори ** подразумевают, по Куну и Вейганду [43] изомеризацию N-гликозидов в соответствующие N-замещенные дезоксиаминокетоаы например, превращение я-толуидин-Д-глюкозида в 1-п-толиламино-1-дезокси-Д-фрут
КН-С6П4СП3NH-CeH4CH3
II
Н-С;СН2
I _I '
Н-С-ОН-с=о
А'
но—С—ИО.—„но—с—н
Н-С-ОНН-С-ОН
Н-С1Н-С-ОН
СН2ОНСН2ОН
Производное Д-глюкозы превращается, следовательно, в производное Д-фрук тозы. Реакция аналогична рассмотренной на стр. 854 изомеризации кетОлов.
Фундаментальные, исследования в близкой области выполнены И. Н. Назаровы» и его школой. — Прим. ред.
М. Амадори^посредстпом конденсации Д-глюкозы с ариламинами наряду с N-глю козидами получил продукты их перегруппировки, но описал их как осповапи» Шиффа [42].
Н. Rupe, Helv. chim. acta, 11, 454 (1928).
E. R. H. Jones, F. Sondheimsr, 3. Chern. Soc., 1949, 615.
R. Paul, С. r., 196, 1409 (1933).
R. L. Sawyer, D. W. Andrus, Org. Synth., 23, 25 (1943).
M. A m a d о r i. Atti Reale Aocad. Lincci Roma [6], 2, 337 (1925).
R. К и h n. F. W e у g a n d. Bor., 70, 769 (1937).
Недавно было показано, что перегруппировка Амадори имеет биологическое ’Значение [44).
'.( По Вейганду, перегруппировка Амадори катализируется ионами водорода [45|. ■Катализаторами перегруппировки могут служить также натриевые соли соединений ^подвижным (кислым) водородом у углерода [46].
1-Дибензиламино-1-дезокси-/)-фруктоза. Смешивают 5 г а-2)-глюкозы с 8,1 г дибенэиламина и добавляют 150 мл 10% -него раствора натрийэтнлмалоната в абсолютном атиловом спирте. Смесь 2 ч нагревают на водяной бане. Через полчаса сахар растворяется. Золотисто-желтый раствор охлаждают, фильтруют и в течение 20 ч выдерживают при 0s С- Получают 8,9 г (89% от теоретического) 1-дибензиламино-1-дезокси-/)-фруктозы; т. пл. 161—162° С.
2. Перегруппировка Чепмена
" Изящным методом получения трудно доступных несимметричных диарилами- 3№Й является перегруппировка Чепмена. При нагревании О,К-диарилприванных бенз- ч1дадов арильный остаток мигрирует с одновременным перемещением двойной связи ^кислорода к азоту. Например, замещенный бензимид количественно перегруппи- '^вывается при нагревания в течение 2 ч при 250—270° С [47):
.01
С1,
о
01
,01
,С1 О
XX ^—N—C-C6H5
СК
.01
01
3. Перегруппировка окисей аминов
Было найдено, что при нагревания окисей аминов в водном растворе NaOH К 100° С аллильные и бензильные группы могут перемещаться от азота к кислороду .образованием О-эфиров замещенных гидроксиламинов [48):
CRH6x ch/n— ch2=chch/
">NOCH2CH = CH2 СН/
Реакция позднее была подробно изучена [49) и распространена на окиси чисто тических третичных аминов.
R. Kuh п. Angew. Chern,.. 69. 27 (1957).
F. Weygand, Пег.. 73, 1259 (1940).
J. E. Hodge, С. E. Rist, I. Am. Chcm. Sw.. 75, 316 (1953).
A. W. Chapman, J. Chem. Soc., 1929, 569.
J. Meisenheimer, Ber. 52, 1667 (1919): 55, 513 (19225.
А. С. С о p e et al., J. Am. Chern. Soc., 71, 3123 (1919); 72, 1896 (1950).
Псевдоосновання
Прп обработке щелочами четвертичных аммониевых солей гетероциклических оснований наряду с аммониевыми основаниями образуются так называемые псевдо- основания [50]:
| NR * I NR\/\^+^/\/
I
OH-OH
Псспдооснования пиридинового ряда неустойчивы. В ряду хинолина и изохинолина они могут быть получены при определенных условиях. В ряду акридина и неароматических гетероциклических соединений с большей вероятностью образуются псевдоосновання, причем в некоторых случаях они являются единственно устойчивой формой [51].
Большее препаративное значение имеет открытая Фройндом [52] способность солей четвертичных ароматических оснований реагировать с гриньяровскими соединениями таким способом, что алкильный остаток триньяровского соединения вступает к соседнему с азотом углеродному атому. Б этой реакции, следовательно, четвертичная соль также реагирует в псевдоформс. Например, из иодметилата изохинолина и метилмагвийиодида образуется 1,2-димет11л-1,2-днгмдроизохинопин:
( II ICH,Mgl ] II )
II NCI13 I j NCH3
си»
1,2-Диметил-1,2-дигидроизохиноллн. В раствор соединения Гриньяра, приготовленный из 28.4 г метилиодида, 5 г магния и 100 мл абсолютного эфира, порциями вносят 27 г иодметилата изохинолина. Соль растворяется в результате бурной реакции. Реакционную массу разлагают льдом с добавкой соляной кислоты, доводят до щелочной реакции добавлением NH40H и извлекают продукт эфиром. Полученный 1,2-диметил-1,2-дигидроизохыноямн перегоняют при 150° С (20 мм pm. cm.).
Эта реакция, например, нашла применение при синтезе N-метнлморфинапа [53].
IV. Перегруппировки галогеисодержащих соединений
Перемещение галогена
Установлено, что 1-бром-я-бутаи при 248° С постепенно, но полностью, превращается в 2-бром-н-бутан [54]. Препаративного значения реакция не имеет.
Б значительно более мягких условиях происходит перегруппировка а-бром-^-ке- тоэфиров в у-бром-^-кетОэфиры [55]:
СН3С0СНВгС00СаНб —► CH2BrCOCIl2COOC2H5
Реакция катализируется бромистым водородом.
Обзор предыдущих работ: Н. Decker, A. Kaufmann, J. prakt. Chom., 84, 220 (1911).
Литературные данные см. F. К го links, К. Е I 1 a g a s t, Ann., 600, 176 (1УЛВ).
М. Freund. G. Bode, Бег., 42, 1758 (1909).
R. Grewe, А. М о n d о n. Chern. Вег., 81, 279 (1948).
Н. L и с а 8, A. Jameson, J. Am. Chem. Sue., 46, 2476 (1924).
Л, Hantzsch, Вег., 27, 3168 (1894).
Но Риду и Фортенбауху [56], бронируют а-метил-у-изопропилацето- уксусный эфир в хлороформе и оставляют па ночь. При атом из получающегося вначале а-бромэфира образуется у-бромэфир.
Особенно хорошо изучена взаимная перегруппировка обеих изомерных форм дихлорангидрида фталевой кислоты [57]:
А/сос1I II ^\сос1А/сос1I II ^\сос1
А/сос1
I II ^\сос1
А/сос1
I II ^\сос1
При температуре кипения равновесие полностью сдвинуто в сторону симметричного фталоилхлорида; в присутствии А1С13 симметричный хлорангидрид перегруппировывается в несимметричный дихлорфталид, так как последний образует с А1С1з стабильное комплексное соединение. О проведении синтеза см. пронись [58].
Аналогично происходит перегруппировка а-галогепбензиловых эфиров [59]. 1-Хлоризихромап при нагревании превращается в 2-(Р-хлорэтил)-бензальдегид:
,СН2СН2С1,СН2СН2С1^/х-сно^/х-сно
,СН2СН2С1
,СН2СН2С1
^/х-сно
^/х-сно
2-(Р-Хлорэтил)-бензальдсгид. В течение 4 ч при охлаждении охлаждающей смесью и без доступа влаги в 134 г (1 лоль) изохромана пропускают 71 г хлора. Дозировку хлора проводят путем его конденсации в лопушке, охлаждаемой смесью метилового спирта с сухим льдом, взвешивания и испарения током азота. В начале реакции необходимо следить за тем, чтобы изохроман (т. пл. 3° С) не закристаллизовался. После указанного времени смесь в течение 1 ч выдерживают в вакууме, затем нагревают па масляной бане до 180° С и 10 мии выдерживают при этой температуре.
При фракционировании в вакууме с колонкой Впгре длиной 50 см вначале при 49—51° С (0,5 мм рт. ст.} перегоняется 28 г непревращенного изохромана и затем при 80—85° С (0,8 мм рт. ст.} 118,4 г 2-(р-хлорэтил)- бензальдегида. Выход продукта 89% от теоретического, считая на вступивший в реакцию изохроман [60].
Обе описанные выше перегруппировки прорекают по схеме:
С1С1III I— > С=о | -С--С1I I— > С=о | -С--С1
С1
С1
I
I
I I— > С=о | -С--С1
I I— > С=о | -С--С1
Е. В. Rei d, N. В. F о с t e n b a u с h. J. Org. Chern., 16. 33 (1951).
E. О t t, Ann., 092, 215 (1912).
E. О t t, Org. Synth., 11, 88 (1931).
A. Ricche, E. Scnmitz, Chern. Ber.. 89. 1254 (1956).
E. Schmitz, Chern. Ber., 91, 1133 (1958).
В известной степени аналогично этому протекает реакция, при которой с 1,3-сдвигом галогенид-иона происходит разрыв С—N-связи;
-t—► -C=RHС-С1
Например, в случае циклических аминов расщепление по Брауну бензоилирован- ных амидов кислот пентахлоридом фосфора происходит как перегруппировка:
CeH6CO-N^ ^> C6H5C-N^ ^ cTcl
CeH6C=N(CH2)5Cl CeH6CONH(CH3)6Cl
Cl
1-Бензоиламино-5-хлорпентан [61]. Бензоиллиперидин без доступа влаги нагревают с обратным холодильником с 1 люль РС15. После того, как закончится бурная вначале реакция, массу еще 15 мин, нагревают при слабом кипении. После охлаждения образовавшийся в результате перегруппировки имидхлорид разлагают ледяной водой, нейтрализуют основную часть кислоты и с водяным паром отгоняют побочные продукты (бензонитрил и 1,5-дихлорпентан). Остающийся в виде масла 1-бензоиламино-5-хлорпептан при охлаждении затвердевает. Его очищают перегонкой в вакууме. Выход продукта 50% от теоретического; т. кип. 210—220° С (12 мм рт. ст.)\ т. пл. 66° С.
В общем случае бензоильные производные вторичных аминов при нагревании с РС15 до 130° С с отщеплением 1 жоль алкилхлорида превращаются в бензимидхло- риды, из которых при более сильном нагревании (175° С) отщепляются в виде алкилхлорида также и второй алкильный остаток и образуется бензонитрил [62]:
CeHsCONR3CeH&c=NRCeH5CtX -г RC1
ICl
Перегруппировки при реакцияхгалогенсодержащих соединений
Замощение галогена другими группами атомов часто ведет к перегруппировкам. Приведено несколько примеров этих перегруппировок, особенно при реакциях галогенкарбонильных соединений, протекающих без изменения углеродного скелета.
При взаимодействии З-хлор-пентандиона-2,4 с формиатом щелочного металла формильный остаток не вступает на место галогена, а в результате перегруппировки образуется 2-формилокси-пентандион-3,4 [63]:
СНзСОСНСОСНз —C^—СНзСНСОСОСНз
С1О-СНО
J. v. Braun, Вег.,"37, 2915 (1904).
J. v. Braun, Вег., 37, 2812 (1904).
G. Hesse, И. Stahl, Chern. Вег., 89, 2414 (1956).
Гидролиз 2,6-дибромциклогексанона дает циклогександион-1,2 [64]:
Вг
/Vz\Z
i I—> I ’
\/\вг\/^О
а,а'-Дибромкетоны при взаимодействии с алкоголятом натрия или щелочами превращаются в замещенные акриловые кислоты [65]. Эта реакция (перегруппировка Фаворского) часто протекает с перестройкой углеродного скелета. С кажущимся [65а] сохранением углеродного скелета происходит реакция с щелочными агентами «..а'-дибромиетилизопропнлкетока :
СН3хСНзх
>СВг—СО—СНгВг —>>С=СН-СООН
CH3ZCH3Z
Р,р-Диметилакриловая кислота [65]. Фаворский к 35 г днбромкетона прп охлаждении и перемешивании добавлял раствор 26 г КОН в 60 мл безводного этилового спирта (3 моль КОН на 1 моль кетона). Тотчас же исчезал запах кетопа и жидкость окрашивалась в оранжевый цвет. Перегонка реакционной массы давала две фракции (всего около 10 г) с т. кип. 103—105 (170 мм рт. ст.} и 147—150° С (170 .нм pm. ст.). Первая фракция являлась метиловым эфиром p.p-диметилакриловой кислоты, более высококипящая фракция затвердевала в кристаллы и была идентифицирована как ^,8-диметилакриловая кислота (т. пл. 70° С).
Позднее реакция была далее исследована Вагнером и Муром [66]. Вагнер [67] описал также перегруппировку а,р-дибромкетонов, превращающихся под действием метилата натрия в метиловые эфиры ^.^-ненасыщенных кислот:
СПзСИВгСВгСОСНз —► СН3СН=ССН2СООСН8II
СНзСНз
Превращения галогенкарбонильных соединений следует применять для доказательства строения веществ лить с-крайней осторожностью.
Перегруппировка такого рода происходит также и при омылевии дибромалка- нов с третичным атомом углерода. В некоторых случаях эта реакция имеет препаративное значение, Из дибромизобутана таким способом получают изобутнральдегид [68. 69]:
<-Н3 •Вг СН8хСНзх
>СОН-СНз — >СВг-СН2Вг —►>СН-СНО
СНз^СН8/СНз/
Способные к перегруппировке дибромиды можно получать бромированием третичных спиртов. Особенно гладко происходит образование 1!11обутиральдегнда [68].
Изобутиральдегид. В колбе, соединенной с ректификационной колонкой длиной 90 см, нагревают 2 моль дибромизобутана с 2 л воды. Вначале, нагревание
ведут так, чтобы колонка работала как обратный холодильник; спустя некоторое время температуру повышают. При повышении температуры верха колонки до 59—64е С начинается отгонка изобутиральцегида. Через 50 ч слой дибромида в колбе исчезает и в приемнике собирается 185 г дистиллята. Повторной перегонкой получают 108 г (75% от теоретического) изобутиральдегида: т. кии. 58—65° С. (Перемешивание значительно ускоряет гидролиз.)
ПЕРЕГРУППИРОВКИ С ПОСТРОЕНИЕМ УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА
I. Перемещение от кислорода к углероду
Перегруппировка Фрнса
Перегруппировкой Фриса [70] называют довольно универсальную перегруппировку феноловых эфиров в фенолкетоны по схеме:
ОН ' OCOR ОН
A/corа а
ААV
I
COR
Перегруппировка Фриса имеет большое экспериментальное значение; на этой реакции леновяно много синтезов практически важных фенолкетонов. Реакция важна еще и потому, что, как заметил уже Фрис, прямое введение ацильной группы в фенолы, особенно в замещенные, проходит далеко не так гладко, как через сложные эфиры фенолов, поскольку при прямом С-ацплировапин действие А1С1Я па фенолы иногда приводит к получению ряда нежелательных продуктов. Кроме того, проведение реакции ФрисД примерно однотипно для большого числа эфиров.
Реакция Фриса проводится в условиях, аналогичных реакции ацилирования по Фриделю — Крафтсу, одпако, как правило, требует более высоких температур. В качестве растворителя обычно применяют нитробензол, реже сероуглерод, петро- лейный эфир пли хлорбензол. В качестве катализатора чаще всего используют А1С13 в стехиометрическом соотношении. При этом следует отметить, что в определенных условиях под действием А1С1;, может происходить перемещение или отщепление связанных с ядром алкильных групп. Меервейн и Кестнер изучили каталитическое действие трифторида бора [71]; проведение перегруппировки Фриса в безводной плавиковой кислоте разработало Данном и Милиусом [72].
Перемещение ацильного «татка может происходить в орто- или пара-положения. Соотношение орто- и пара-изомеров зависит от структуры применяемого эфира фенола, однако па него в известных пределах можно влиять посредством изменения температуры, растворителя, вида и количества катализатора. Низкие температуры (ниже 60° С) способствуют перегруппировке в пара-положение, более высокие — в орто-но- ложение. Особенно ярко выражен этот аффект в случае м-крезплацетата, из которого при 25° С образуется 80% пара-соединения, а при 165° С, напротив. — 95% орто-соединения [73]. Однако получение желаемого изомера возможно нс во всех случаях. Разделение обоих изомерных фенолкетонов часто можно провести перегонкой с водяным паром. Как правило, с водяным даром перегоняются только орто-изомеры, параизомеры не летучи.
Описана перегруппировка фепйлацетата в о-оксиацетофенон [74].
о-Оксиацетофенон. Фепилацетат (100 г) порциями смешивают с 200 г А1С1з, причем смесь сначала охлаждают, а затем после окончания довольно бурной
К. Fries, G. Fink, Вог.. 41. 4271 (1908).
D. Kastner, в книге W. Foerst, «Хсиеге Mel linden der organ ischen Chemie», Verjag Chemie, Weinhein, 1949, S- 444—448.
O. Dann, G. M у 1 i и s. Ann., 587, 1 (1954).
K. R о s e ri m u 11 d, W. 8 c h n u r r, Ann . 460. 56 (1928).
K. F г e u d e 11 b e г g, L. О г t h n e r, Her.. 55. 1718 (1922).
86;86;лирнвдшю от кислорода к углш’оду
86;
86;
реакции нагревают еще 5 ч при 120° С на масляном бане. Продукт реакцит разлагают льдом и затем перегоняют с перегретым до 150° С водяным паром. Обычной переработкой дистиллята получают 37 г о-оксиацотофенона; т. кип. 91—92е С (13 лич рт. ст.).
Дапн и Мплиус получили хороший выход п-оксиацетофеиона при использовании безводного фтористого водорода [75].
n-Оксиацетофенон. При 0° С в литую стальную бомбу загружают 10 г фенил» ацетата и 20 лл технического безводного НЕ и, периодически встряхивая, в течение 3 ч нагревают смесь при 100° С. После 'охлаждения основную часть НЕ упаривают на водяной бане, остаток нейтрализуют концентрированным раствором NaOH и экстрагируют продукт эфиром. Поело отгонки эфира реакционную смесь подвергают перегонке с водяным паром. Из остатка от перегонки при охлаждении кристаллизуется п-оксиацетофенон; т. пл. 105—107е С; выход 80% от теоретического.
Реакция Фриса может быть применена также к ацильным соединениям гетероциклов, содержащих кислые имнногруппы. Например, из N-ацетилкарбазола получают З-ацетилкарбазол наряду с небольшим количеством 1-ацетилкарбазола [76].
Перегруппировка Клайзена 177]
Клайзен в 1912 т. открыл гладко протекающую перегруппировку снол-аллило- вых'эфиров в С-адли л соединения, папример, в случае ацетоуксусных эфиров или аце- тилацстона [78]:
СН3С0СН=ССНз —> СИзСОСНСОСНзII
ПСП = СПСН2ОRCH—СНСП2
Еще более важной является также открытая Клайзеном перегруппировка фе- пилаллиловых эфиров в а-глилфенолы:
ОСНгСН=СНН ОН
. ~А^/снсн=сн2
V
Если в молекуле имеется хотя бы одно незамещенное орто-положение, то происходит орто-сдвиг, причем аллильный остаток претерпевает аллильную перегруппировку. Если замещены оба орто-положения, то аллильный остаток сдвигается в пара- положепис, причем, как правило, аллильной перегруппировки не происходит.
OCH3CH=CHRR4 /к ZROCH3CH=CHRR4 /к ZRОН
OCH3CH=CHR
R4 /к ZR
OCH3CH=CHR
R4 /к ZR
R^J. ^R
А/
ch3ch=chr
Реакция идет без катализатора. В большинстве случаев процесс проводят при температуре около 200“ С, целесообразнее в отсутствие кислорода. Эфир фенола нагревают без растворителя или применяют кипящие дпметплапилин (т. кип. 193° С) или диэтиланилин (т. кип. 215° С). Заместителя в ядре почти нс оказывают влияния на реакцию. Перегруппировка Клайзена может быть проведена в присутствии как нитро-, так и ацетиламиногруппы.
О. Dann, G. М у I i u s, Ann., 587, 1 (1954).
Е. Meitnier, J. Am. Cbem. Soc., 57, 2327 (1935).
D. S. T a r b e I 1, Org. Reactions, 2, 1 (1948).
L. Claisen, Ber., 45, 3157 (1912).
о-Аллилфенол. Фенилаллпловый эфир, по Клайзену £79], кипятят в атмосфере двуокиси углерода до тех пор. пока температура массы не повысится от 190° С до примерно 220° С; для этого необходимо около 6 ч. Если за это время температура не поднимется до 220° С, то дальнейшее нагревание не имеет смысла, так как в этом случае образуется несколько большее, чем обычно, количество побочного продукта — 2-метилкумарана, присутствие которого снижает температуру кипения о-аллилфенола. Для удаления постоянной примеси 4—6% 2-метилкумарана продукт растворяют в двойном объемном количестве 20% -ною раствора NaOH и дважды извлекают примесь петролейным эфиром. Затем подкисляют, экстрагируют продукт эфиром, сушат экстракт пад СаС12 и перегоняют. Выход o-аллилфенола выше 80% от теоретического; т. кип. 99е С (12 мм рт. ст.). Добавление гидрохлорида пиридина способствует повышению выхода 2-метилкумарана до 60%.
Ч)СН2СН=СН2Ч)СН2СН=СН2^ZCH2CH=CH2^ZCH2CH=CH2
Ч)СН2СН=СН2
Ч)СН2СН=СН2
^ZCH2CH=CH2
^ZCH2CH=CH2
Тенденция к перемещению аллильной группы в ядро столь сильна, что при повторении вышеописанных операций (этерификация о-аллилфенола и перегруппировка) получают 2,6-диаллилфенол и далее 2,4,6-триаллилфенол, При перегруппировке аллилового эфира 3,5-диаллилсалициловой кислоты аллильная группа даже вытесняет карбоксильную группу с образованием 2,4,6-триаллилфепола и двуокиси углерода:
Galley /х/СООНСзНз^^у^уСдНз
Г III II
Y^OCaH,у^ОН
C3H5C3H5
Перегруппировка Бекера — Венкатарамана
Перегруппировка ароилированных 2-оксиарилметилкетонов в <в-(2-окснбензоил)- ацетофеионы была одновременно описана Бекером [80] и Венкатараманом [81]:
~ zCOCHszCOCH2COCeH5
1 Y — г Y
^^ОСОСаНа ^/^ОН
Перегруппировка происходит под действием основных катализаторов (карбонат калия, амид натрия, этилат натрия и др.). Ее можно рассматривать как внутримолекулярную конденсацию Клайзена. Реакция имеет большое препаративное значение, так как продукты перегруппировки легко циклизуются, например, под действием бромистого водорода в ледяной уксусной кислоте с образованием флавонов:
L. Claisen, Ann., 418, 79 (1919).
W. Baker, J. Chern. Soc., 1933, 1381.
K. Venkataraman, Current Sci. 2, 214 (1933),
2-Окси-2'-метилдибеизоилметан [82]. К раствору 10 г эфира 2-о-толуил- оксиацетофенова в 200 ял сухого бензола добавляют 10 г этилата натрия и 20 мин кипятят на водяной бане. После охлаждения массу встряхивают с раз- бавлепиой НС1, бензольный слой сушат и отгоняют бензол. Остаток перекристаллизовывают из метилового спирта о добавлением активированного угля. Получают 4,2 г (-42% от теоретического) 2-окси-2'-метилдибепзоилметана в виде желтоватых кристаллов; т. пл. 96—97° С.
Перегруппировка бензиловых эфиров
Шорыгин в 1925 г. длительным нагреванием при 100° С дибензилового эфира с металлическим натрием получил фенилбензилкарбпнол [83]:
СоН5СН2ОСП2СвНб —> CeH5CHOHCH2C6II5
Вначале эта реакция не нашла препаративного применения, так как жесткие условия нс позволяли проводить перегруппировки сложных соединений, а простые фенил,тлкилкарбиполы были более доступны другими путями.
Благодаря применению в качестве металлирующего средства фениллития Вит- тигу удалось позднее изомеризовать бензиловые эфиры при комнатной температуре. В качестве примера препаративного применения этой перегруппировки следует привести синтез фенантрена [84]:
Фенантрен. К раствору 0,4 г (2 м.иолъ') циклической окиси в 15 .ил абсолютною эфира добавляют 2 мл 1.3 н. раствора фениллития и оставляют смесь на неделю. Постепенно наступающее красное окрашивание затем бледнеет и выпадают бесцветные кристаллы. Поело добавления воды п оггонки эфира остается 0,3 з (77% от теоретического) дигидрофенантрола. Отщеплением воды посредством обработки продукта смесью ледяной уксусной п серной кислот гладко получается фенантрен.
Перемещение от азота к углероду
Бензидиновая перегруппировка
Перегруппировка гидразобензола в бензидин под действием сильных кислот является прототипом многочисленных аналогичных реакций, которые поэтому в целом рассматриваются как бензидиновые перегруппировки:
<^_^>-МН-МП-ф^ —> Н2М—<(_ф-<^NH™
Бензидины являются промежуточными продуктами для получения субстантивных красителей для хлопка.
F. С г a m е г, G. Н. Е 1 s с h n i g, Chern. Вег., 89, 8 (1956).
Р. Schorl gin. Вег., 58, 2031 (1925).
G. Wittig, Р. Davis, G. Konig, Chern. Вег., 84, 630 (1951).
55 Заказ 1835.
Гидрохлорид бензидина [85]. При прибавлении по каплям раствора гидразобензола в возможно малом количестве эфира в охлажденную льдом разбавленную НС1 (1 : 1) выпадают кристаллы гидрохлорида бензидина.
Бензидиновые перегруппировки в ряду тиазола были описаны Байером и Кройтц- бергером I8G}. Перегруппировка осуществляется только в том случае, если образующийся диамин действием фталевого ангидрида связывается в виде фталимида:
2,2'-Дпфталнмидодитлазолил-5,5'. Тщательно растирают 10,9 г дигидрохлорида 2,2'-дигидрааодитиазола с 11,9 г фталевого ангидрида и смесь нагревают на масляной бане. При темпе,ратуре выше 100° С начинается спекание массы. Часть сублимированного фталевого ангидрида периодически возвращают в колбу. Смесь еще 1 ч периодически перемешивают при 180—200° С. Темные продукты разложения удаляют кипячением с пиридином и раствором карбоната натрия. В осадке в виде желтовато-серого нерастворимого во всех растворителях порошка остается 2,2'-дифталимндодитиаэолил-5,5', Фталоильные остатки отщепляются при нагревании с дымящей НС1.
Индольный синтез по Э. Фишеру
Индольный синтез по Э. Фишеру по своему механизму похож на бензидиновую перегруппировку [87]. Фенилгпдразопы! или замощенные фенилгидразоны альдегидов. кетонов и кетокислот при нагревании с отщепляющими аммиак средствами — ZnCi2, SnQ2 или минеральными кислотами, превращаются в замещенные индолы. Реакция протекает по схеме [88]:
Гi и ”'NHRГi и ”'NHR
Гi и ”'NHR
Гi и ”'NHR
Реакция приобрела большое значение в синтезе природных веществ; например, полный синтез стрихнина [89] начинается с получения 2-вератрилиндола из ацето- вератрона и фенилгидразппа.
2-Фенплиндол [90]. Смесь 53 г свежеприготовленного фепилгидразона аце- тофенопа и 250 г порошкообразного безводного ZnCl2 при перемешивании помещают в нагретую до 170° С масляную баню. Через 3—4 .чин, масса разжижается
и начинается выделение белых паров. Масляную баню удаляют и перемешивают массу еще 5 .чин. После соответствующей обработки получают с выходом 72— 80% ог теоретического 2-фенилиндол; т. пл. 188—189° С.
Особенно пригоден этот синтез для получении тетратдрокарбазолов из циклогексанона и фенплгидразина и продуктов их замещения; в качестве конденсирующего средства в этом случае используют ледяную уксусную кислоту:
Тетрагидрокарбазол [91]. К кипящей смеси 98 г циклогексанона и 360 г ледяной уксусной кислоты в течение 1 ч при перемешивании добавляют 108 г фенил- тидразина, кипятят еще 1 ч. при перемешивании охлаждают до 5J С и отсасывают выкристаллизовавшийся тетрагидрокарбазол. Продукт промывают водой, 75%-ным этиловым спиртом и перекристаллизовываю г из метилового спирта. Выход продукта 75 — 85% от теоретического; т. пл. 115—116° С.
Перегруппировка Стивенса
Соответствующим образом замещенные четвертичные аммониевые соли иод действием сильных оснований подвергаются перегруппировке с перемещением заместителя от азота к а-углеродному атому по схеме (например, при R = Ph, см. [92]):
н—сн2—N(Cn8)a 3^ К—СИ—К(СНз)2 — > R-CH-N(CH3)2
III
сн2с6н6CH2CeH.-tCH2C6H5
По Виттшу [93], под действием основания (алкоголят натрия, фениллитий или амид натрия) от а-атома углерода отрывается протон с образованием неустойчивою «плица», в котором затем бензильный остаток перемещается от азота к углероду.
В качество препаративного примера приводится пропись [94] для превращения дифенациламмопийбромндов в дибензонлэтилены. Реакция происходит уже с относительно слабыми основаниями, водными растворами диметиламина или едкого натра по следующему уравнению:
ПзС СНзХ(СН3)2
С6И5СО-С1Т2-М-СП2-СОС6Н5 —> СвНвСО-СТТ-СПз-СОСбИг, _HN[GH;
СвН6СО-СН-СН-СОСбН5
Дибснзоилэтилсн. Дифенацилдиметлламмонийбромид при перемешивании добавляют к 10 ч. 33% -иого водного раствора дпметиламина. Через непродолжительное время желтая окраска смеси бледнеет, происходит сильное помутнение раствора. Массу охлаждают до 0° С и затравкой вызывают кристаллизацию. После 8 ч стояния при 0е С осадок отфильтровывают и промывают небольшим количеством воды. Выход продукта 78% от теоретического; после перекристаллизации из метилового спирта т. ил. 65° С.
Нагреванием полущенного продукта, в нейтральном или слабокислом растворе с отщеплением диметиламина получают трамс-дпароилэтплеи.
С. U. Rogers. В. В. С о i s о n, Org. Synth., 30, 90 (1950).
Th. Thomson, Th. St. 8 t e v e n s, J. Chern. Soc., 1932, 1932.
G. Wittig, Angew. Chern., 66, 10 (1954).
\\. II e f f e, F. Krohnke, Chern. Ber., 89, 835 (1956).
Перегруппировка Соммле
В качестве побочнрй реакции при перегруппировке Стивенса часто происходит алкилирование бензольного ядра в орто-положение [95]. Эта реакция становится основной при низких температурах. Она получила свое название по имени Соммле, впервые наблюдавшего перегруппировку такого типа [96]. Благодаря работам Кантора и Хаузера [97] эта реакция приобрела препаративное значение. Например, при применении в качестве металлирующего средства амида натрия перегруппировка происходит почти мгновенно при температуре кипения аммиака (—33° С).
Пропись для получения 2-метилбевзилдиметиламина из бензилтриметиламмоний- иодида см. [98]; выходы составляют 90—95% от теоретического.
СНа
NaNH,NaNH,^СНаМ(СНз)е^СНаМ(СНз)еXN(CH3)3
NaNH,
NaNH,
^СНаМ(СНз)е
^СНаМ(СНз)е
СНз
Путем ряда последовательных превращений о-замещенпого бензилдиметиламипа в четвертичное основание и перегруппировои Кантор и Хаузер [97] получили полностью метилированный бензиламин
CH2N(CH3)zCH2N(CH3)zСНзСНз
CH2N(CH3)z
CH2N(CH3)z
СНз
СНз
Перемещение от серы к углероду
Аналогично двум последним рассмотренным выше перегруппировкам под влиянием сильных оснований происходит превращение сульфониевых солей.
Как и ври перегруппировке Стивенса, фенацилбензилметилсульфонийбромид изомеризуется в ю-бензил-о-метилмеркаптоацетофенон:
CeH6COCH2-S-CH3 СвНбС0-СН-5СНзI "нI
СН2СвНбСН2С6П6
Эта реакция также описана Стивенсом [99].
ш-Бензил-й)-метилмеркаптоацетофенон[100[- Раствор метилата натрия, приготовленный из 8 г натрия и 580 м метилового спирта, смешивают с 40 г суль- фонийбромида и и течение 1 ч нагревают на водяной бане. После отгонки с водяным паром метилового спирта оставшееся светло-желтое масло растворяют в эфире, сушат над СаС12 и отгоняют эфир. о-Бенаил-й-метилмеркаптоацето- феион выкристаллизовывается при потирании стеклянной палочкой; после перекристаллизации из этилового спирта т. пл. 55—56° С. Выход продукта 81% от теоретического.
95969798999596979899G. Wittig, Ann., 560, 116 (1948).
95
96
97
98
99
95
96
97
98
99
М. Sommelet, С. г., 205, 56 (1937).
S. W. Cantor, С. R. Н a u з е г, J. Am. Chern. Soc., 73, 4122 (1951).
W. R. В r a s e n, C. R. Hauser, Org. Synth., 34, 61 (1954).
Th. Thomsen, Th. St. Stevens, J. Chem. Soc., 1932, 69.
] F. Krollpfeifer, H. Hartmann, Chem. Ber., 83, 97 (1950).
Описаны перегруппировки сульфолиовых солей по типу реакции Сомиле [101]. Бензилдиметилсульфонийбромид, например, под действием амида натрия в кипящем эфире превращается в 2-метилбензилметилсульфид:
А<СНз^/^cascaА<СНз^/^cascaСН8
А<СНз
^/^casca
А<СНз
^/^casca
,А./\+
I II S-CH, -^
CHs
^IV.Перегруппировка Тиффено
■Реакция бензилмагнийхлорида с формальдегидом приводит к получению не
р-фенилэтилового спирта, а 2-метилбензилового спирта [102]:
I^/^^СНзОН
t'2-Метилбснзиловый спирт [103]. К профильтрованному эфирному раствору
;бензилмагнийхлорида (из 3,4 моль бензилхлорида) добавляют 165 г пара-
ir формальдегида, в течение нескольких суток высушенного в вакууме над пяти, окисью фосфора. Смесь при перемешивании нагревают в течение 18 ч, выливают иа лед и подкисляют разбавленной H2SO4. Затем органический слой промывают водой, 5%-ным раствором соды и вновь водой. Из водных вытяжек извлекают £продукт эфиром и промывают экстракт таким же образом. Перегонкой с наса-
fдочной колонкой получают 248—263 г 2-метилбензнлового спирта; т. кип.
Ь 106—109° С (12 мм pm. ст.у Выход 59—63% от теоретического.
;• Полученный спирт можно снова превратить в хлорид и подвергнуть перегруп- ’• пировке. Трехкратной перегруппировкой Тиффено был получен 2,3,4-триметилбен- « зиловый спирт "[104]. На последних стадиях, однако, были неудовлетворительные выходы.
■Высшие альдегиды иногда реагируют с бензилмагнийхлоридом с образованием
гликолей [105]:''
.CH2MgCl/СН-СНОНК
2RCHO ;'
^/^CIIOHR
С. R. Н a u s е г, S. W. Cantor, W. R. В г a s е n, J. Am. Chern. Soc., 75, 2660 (1953).
Т i f f е n е a u, D е 1 a n g е, С. г., 137, 573 (1903).
L. I. S mi th, L. J. Spillane, J. Am. Chem. Soc., 62, 2639 (1940).
T. Reichstein et al., Helv. chim. acta, 19, 412 (1936).
S. Siegel, S. K. Coburn, D. R. Levering, J. Am. Chem. Soc., 73, 3163 (1951).-
ПЕРЕГРУППИРОВКИ С РАСЩЕПЛЕНИЕМ УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА
Перемещение от углерода к кислороду
Перегруппировка Криге
Криге установил [106], что продукты бензоилированияридроперекиси декалина при нагревании перегруппировываются в изомеры, для которых доказано строение бен- зоилированных полукеталей: .
Кипятят в течение 1 мин 0,28 г бензоата гидроперекиси декалина (т. пл. 67—68° С) в 2 Ад пиридина с 0,2 е гидрохлорида пиридина. После охлаждения выливают массу в разбавленную II2SO4 и для кристаллизации выделившегося масла ставят смесь в холодильник. Выход изомерного бензоата 0,15 г; после перекристаллизации из разбавленною метилового спирта т. пл. 96—97° С.
онСвН5ОС(СН3)2онСвН5ОС(СН3)2Эта реакция представляет собой пример уже давно известного и распространенного для органических перекисей расщепления С—С-связи. Она протекает, например, при широко применяемом в промышленности расщеплении кислотами гидроперекиси кумола [107] на фенол и ацетон. Реакция идет по следующему уравнению:
он
СвН5ОС(СН3)2
он
СвН5ОС(СН3)2
С6Н5С(СН3)2 —> СбН5С(СН3)2 —* С(СПз)8
ООНо* с8н5о
Посредством ионогенного расщепления перекисной группы образуется катион кислорода, который перетягивает к себе фенильную группу с электронной парой, трежде связывавшей ее с атомом углерода. К образующемуся таким образом карбкатиону присоединяется вода с образованием неустойчивого полукеталя, тотчас же раз- тагающегося на фенол и ацетон.
Еще одним примером такой перегруппировки является превращение гидропсрс- сиси метилтетралина при нагревании с серной кислотой в 1-(2'-оксифепнл)-пента- юн-4[108|:
Н3С ООПН3С ООП\ (СТЫзСО СП,\ (СТЫзСО СП,
Н3С ООП
Н3С ООП
\ (СТЫзСО СП,
\ (СТЫзСО СП,
Расщепление проводят преимущественно ледяной уксусной кислотой в присут- твии каталитических количеств хлорной кислоты [109].
Промежуточный сдвиг перекпеного кислорода между а- и р-углероднымп ато- !ами объясняет также часто наблюдаемое аномальное протекание озонирования оле- >ииов [110]. Известны многочисленные примеры тою, что ненасыщенные соединения,
R.С ri egее, Вег., 77,724 (1944).
Н.По с k,S. Lа о g, Вег., 77. 257(1911).
Н.IIо с к,F. I)е р к е,G. К n a u е1, Chern.Вег., 83,238(1950).
М.S.К h а г a sс h, A.F о п о, W.N и dе пЬе г g,J.Org.Chern., 15,
748 (1950).
J. E. L e f [ I e r. Clmm. Rev., 45, 385 (1919).
имеющие функциональные группы по соседству с двойной связью, при озонировании наряду с расщеплением двойной связи претерпевают расщепление простых связей, которые соединяют углерод двойной связи с этими группами. Например, при озонировании кротонового альдегида образуется муравьиная кислота |111 j:
СПз— СН=СПуСНО
Перегруппировка гипохлоритов
При попытке перегонки в вакууме 1-метилциклопентилгипохлорита, полученного хлорированием 1-метилциклопентанола в щелочном растворе, с количественным выходом был выделен изомерный 6-хлоргексанон-2 {112J:
СН2—СП2 ОС1
СН2-СН2 СНз
СН2СН2С1
CH2CH2COCH3
Реакция открыла возможность синтеза со-галогенк₽тонов, трудно доступных иными способами.
Перемещение от углерода к азоту
Гофмановское расщепление амидов кислот [113]
При гофмановском расщеплении происходит дегидрирование амидов кислот по азоту. Промежуточный предполагаемый продукт дегидрирования с одновалентным атомом азота стабилизуется, превращаясь в изоцианат, путем перемещения радикала, связанного с соседним атомом углерода, в виде аниона к азоту. Изоцианат в водных растворах гидролитически распадается на двуокись углерода и ямин, содержащий на один атом углерода меньше, чем исходный амид:
HCONHs —> mco—[NJ —► BNCO ^ RNH,
Реакция в общем случае проводится путем быстрого нагревания амида кислоты в водном растворе гипогалогенита примерно до 70° С. Приводится следующая пропись для превращения амида никотиновой кислоты в З-аминопиридин [114].
З-Амннопирпднн. К раствору гипобромпта натрия, приготовленному при охлаждении смесью льда и соли из раствора 75 г NaOH в 800 лм воды и 95,8 г брома, прибавляют при 0е С в один прием 60 г тонкопзмельченного амида никотиновой кислоты. При энергичном перемешивании растворение происходит в течение 15 мин. Реакционный сосуд помещают затем в нагретую до 75е С водяную баню и выдерживают 45 мин при 70— 75° С. Соответствующей переработкой (подробности в оригинале) получают З-амипопиридин с выходом 60—65% от теоретического.
Прп проведении реакции Гофмана в водной среде для алифатических амидов с шестью и более атомами углерода возможно получение алкилацилмочевин, образование которых объясняют взаимодействием щелочных солей N-галогенированных амидов с промежуточно образующимися изоцианатами. В этом случае предпочтительнее вести реакцию в спиртовом растворе [115] и образующиеся при этом уретаны омылять далее до аминов.
W. G. Young et a]., J. Am. Chern. Soc., 68, 293 (1946).
T. L. Cairns, В. E. Englund, J. Org. Chern., 21, 140 (1936).
E. S. Wallis, S. F. Lane, Org. Reactions, 3, 267 (1949).
C. F. H. A 1 I e n, C. N. W о 1 f, Org. Synth., 30, 3 (1950).
E. Jeffreys, Ber., 30, 898 (1897).
Метиловый эфир пентадецилкарбамииовой кислоты, При слабом нагревании 25,5 г амида пальмитиновой кислоты растворяют в 65 г метилового спирта, раствор смешивают с метилатом натрия (из 4,6 г натрия в 115 г метилового спирта) й тотчас же по каплям прибавляют 16 г брома. Порядок прибавления реагентов не имеет значения; сначала можно прибавить бром и затем раствор метилата. После смешения компонентов массу в течение 10 мин. нагревают на водяной бане, нейтрализуют уксусной кислотой, отгоняют спирт, промывают остаток водой. Отфильтровывают уретан (метиловый эфир поптадецил- карбаминовой кислоты), промывают его, высушивают и при нагревании растворяют в лигроине (г. или. 70—\80э С), лричем непревращенпый амид нс растворяется. Из лигроина получают чистый уретан с выходом 84—93% от теоретического; т. пл. 60—62° С.
• Пентадециламин. Уретан тщательно смешивают с четырехкратным количеством Са(ОН)2 и перегоняют смесь. При атом почти количественно отгоняется образующийся пентадециламин. Его растворяют в лигроине, сушат над КОН и перегоняют над натрием; т. кип. 298—301° С; т. пл. 36,5° С.
При больших загрузках дорогой гипобромит натрия может быть заменен гипохлоритом.
Из а-окси- и а,р-нснасыщенных кислот при гофмаповском расщеплении образуются альдегиды, имеющие на один атом углерода меньше, чем исходная кислота. Эта реакция может служить, например, для получения фепилацетальдегида:
С0П5СН=СНСООН — > [CeH6CH=CHNH2J —> С6Н5СГ13СНО
ОIIC— > ПгГ ^G-NHIII 1C C CHО NH NОIIC— > ПгГ ^G-NHIII 1C C CHО NH NВ случае диамидов дикарбоновых кислот с соответствующей длиной цепи после превращения одной амидной группы происходит замыкания кольца вследствие образования адилмочевинной группировки. Например, диамид имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты превращается в ксантин [116].
О
IIC— > ПгГ ^G-NH
III 1
C C CH
О NH N
О
IIC— > ПгГ ^G-NH
III 1
C C CH
О NH N
ОО
lr2NC-C-NH H2NC- С- NH — II I H3NC—С CH OCN-C СИ II ON L N _|
Расщепление по Курциусу [1171
Такое же препаративное значение, как и гофмановское расщепление амидов, имеет термическое расщепление азидов кислот, называемое расщеплением по Курциусу :
RCON3 —>-RNCO+N2
В отличие от реакции Гофмана при проведении процесса в инертном растворителе, например бензоле, может быть выделен изоцианат.
Феиилизоцианат [118]. Осторожно и медленно нагревают до 60—70° С 12 а абсолютно сухого бензазида в 40 мд высушенного над натрием бензола, причем происходит бурное выделение азота. После окончания основной реакции повышают температуру до 80° С, отгоняют цри нормальном давлении бензол и затем при 60° С (20 .м рт. ст.) перегоняют изоциапат. Выход продукта 7—8 г.
Если разложение азидов проводят в спиртовом растворе, то получают уретаны, которые действием концентрированной НС1 могут быть гидролизоваыы до аминов,
например:
CON3NHCOORNH3
C0N3NHCOORХШ
1,4-Диамипоциклогексан, дигидрохлорид [119]. Раствор 5 г диазида транс- гексагидротерефталевой кислоты в 200 мл абсолютного этилового спирта нагревают в течение 2 ч с обратным холодильником, фильтруют и упаривают в вакууме. При охлаждении кристаллизуется 5,2—5,5 г (90—95% от теоретического) уретана; т. пл. 236° С.
Смесь 4,8 г уретана и 50 лл концентрированной НС1 взгревают в запаянной трубке 7 ч при 120° С (или 24 ч с обратным холодильником) и затем выпаривают досуха. Выход дигидрохлорида 1.4-днаыинЬцпклогексана 95—98% от теоретического.
Для проведения реакции Курциуса не всегда является необходимым выделение азидов в виде индивидуальных веществ. Часто можно галогенангидрид кислоты подвергнуть взаимодействию с азидом натрия и в одну стадию получить изоцианат. Этот вариант способа использован, например, для синтеза метилизоцианата из аце- тилхлорида [120].
Метилизоцианат. При охлаждении смешивают 11,5 г азида натрия в 100 мл амилового эфира с 15,5 г ацетилхлорида. Реакция начинается при нагревании смеси до 60—70° С и вскоре становится очень бурной. Основная часть метилизо- цианата отгоняется через обратный холодильник и конденсируется в приемнике, охлаждаемом охлаждающей смесью. В конце процесса отключают охлаждающую воду и сильнее нагревают реакционную массу. Из 10 г дистиллята фракционированием получают 8 г чистого метилизоцианата; т. кип. 42—43*С.
' Согласно данным Брауна [121], расщепление по Курциусу а-бромкарбоновых кислот является хорошим методом получения альдегидов или кетонов, имеющих на один ато.м углерода меньше, чем исходная кислота. В случае хлорангидрида <х-бром- кцелоты реакцию проводят по следующей схеме:
RCHBrCOCl -—- RCHBrCON, — RCHBrNCO -^» RCHBrNH, —. ВСНО
Промежуточные продукты не выделяют. Выходы карбонильных соединений ^составляют около 60% от теоретического.
у-Фенил-н-бутиральдегид. Раствор хлорангидрида а-бром-ё-фенилвале- риановой кислоты в бензоле смешивают с 1,5 моль азида натрия. Азид натрия рекомендуется активировать тидраяингидратим [122). Реакцию проводят путем кратковременного нагревания на водяной бане. Для омыления образующегося изоцианата после охлаждения смесь обрабатывают холодным раствором 2,5 моль КОН в этиловом спирте и оставляют на некоторое время- Затем подкисляют соляной кислотой и отгоняют у-фенпл-м-бутпральдегид с водяным паром. Выход альдегида 58% от теоретического; т. кип. 120—122° С (16 мм рт. ст.).
СвП8(СН2)3СНВгСОС1 —> С6Н5(СН2)ЭСНО
Th. С u г t i u s. E. DarmstiidUr, H. P r i n g s h e i m, J. prakt. Chern.. 91, 1 (1915).
G. Sc,hroter, Ber.. 42, 3356 (1909).
J. v. Brann, tier., 67, 218 (1931).
J. Nelles, Her., 66, 1315 (1933).
Перегруппировка Бекмана
Кетоксимы при обработке их в пиридине пентахлоридом фосфора, серной кислотой, полифосфорной кислотой или сульфохлоридами превращаются в амиды кислот; при этом оксигруппа обменивается мостами с- транс-расположенным. остатком [123J:
R-C-R’ —> НО—С—R’ —> R'CONHR
II
NOHNR
Бекман [124] при обработке бензофенон оксима и хлорокиси фосфора пятихло- ридом фосфора выделил имидхлорид, гидролизом которою водным этиловым спиртом был получен бензанилид:
СбНз-С-СуИбГNOHСбНз-С-СуИбГNOH> С1-С-СбН6 —v C6H5NI]COCeH6
СбНз-С-СуИбГNOH
СбНз-С-СуИбГNOH
n-c6h5
Описано проведение реакции с РС1Д в эфире или бензоле.
2-Пиридилацетапилид [125]. К раствору Зз оксима 2-фенацилпиридина в абсолютном эфире при «стряхивании постепенно прибавляют 3 г РС]а и встряхивают массу еще 3 ч. Затем слегка подщелачивают раствором К2СОЭ и выделяют продукт. Выход 2-пиридилацетанилида 90% от теоретического.
С! -00
N СН2-С-СбП5 N CHiCONUCgHj
II
HON
Технически важной является реакция расширения кольца циклогексанон- оксима с образованием капролактама [126]:
СН2
flco
H8C CH2
СПз
Перегруппировку оксима 4-этилцМклогсксанона в у-этилкапролактам проводят по следующей прописи [127].
у-Этилкапролактам. К 30 г концентрированной H3SO4 при перемешивании прибавляют по каплям 19 г оксима 4-этилциклогоксанона. Температура смеси не должна подниматься выше 125° С. Затем массу охлаждают до 90° С и одновременно медленно добавляют еще 150 г оксима и 150 г 25%-ного олеума. Перегруппировка оканчивается через 45—60 мня. В заключение массу еще некоторое время нагревают при 130° С. Затем реакционную массу нейтрализуют, прибавляя по каплям в водный раствор аммиака, продукт извлекают
J. Meisenheimer, Ann., 468, 202 (1929); 495, 249 (1932).
Е. Beckmann, Вег.. 19. 988 (1886).
F. G а 1 i п о w s k i, G. К a i n z, Mh. Chern.. 77. 137 (1947).
Лабораторные данные: 3. 3. D о n I e a v у, M. A. Rise, Org. Synth.. f7, 63 (1937).
W. Ziegcnbein, A. S c Ii a f f I e r, R, К a 11 f h о I d, Chern. Bor., 88,
1906 (1955).
большим количеством мстиленхлорида и перегоняют в вакууме. Получают с выходом 90% от теоретического сырой у-этилканролактам; i. кип. 100 — 165° С (15 мм pm. ст.).
Еще один пример расширения кольца описан Кауфманом [128]:
Ацетат лактама дегидроэпиандростерона. К раствору 10 г окспма ацетата дегидроэпиандростерона в 100. мл пиридина прибавляют раствор 10 г 2-ацстил- аминобонзолсульфохлорида в 50 мл пиридина. Реакционную массу выдерживают 3 ч при комнатной температуре, затем выливают на лсд и нейтрализуют разбавленной ПС1. Из осадка продукт экстрагируют хлороформом, промывают экстракт водой и сушат пад Na2SO4. Затем отгоняют растворитель, остаток перекристаллизовывают из метилового спирта. Выход ацетата лактама дегидроэпиандростерона 50% От теоретического; т. пл. 295 — 298° С.
Особенно хорошие результаты получают при проведении бекмановскон перегруппировки с полифосфорной кислотой [129].
Анизоилаиизидин, Смесь 2 г оксима п.я'-диметоксибензофенона и 60 г поли- фосфорпой кислоты нагревают при перемешивании до 130° С и 10 м^н выдерживают при этой температуре. Затем массу выливают в воду и продукт экстрагируют смесью эфира с этилацетатом (1 : 1). Экстракт промывают содой, насыщенным раствором NaCI и сушат над Na..SO4. Выход аинзоиланизидина 91% от теоретического; т. пл. 199 — 203° С.
Реанция Шмидта [130, 131]
Реакция Шмидта включает все реакции карбонильных соединений с азотистоводородной кислотой в присутствии сильных минеральных кислот.
Реакция карбоновых кислот с азотистолодородной кислотой, приводящая к получению обедненных на один атом углерода аминов, аналогична расщеплениям ио Гофману и по Курциусу:
RCOOH + HlN3 — RNH2-CO2 -Х2
Преимуществом этой реакции является возможность синтеза аминов в одну стадию, в то время как для расщепления по Гофману и по Курциусу необходимо предварительное получение производных кислоты. Недостатком реакции Шмидта является большая ядовитость азотистоводородной кислоты * и. кроме того, необходимость использования в качестве катализатора концентрированной H2SO4, что ограничивает Применение реакции в случае веществ, неустойчивых к H2SO4. Хорошие выходы получают при использовании для реакции высших алифатических и гидроароматических карбоновых кислот.
а-Бензилэтиламин [132]. Растворяют 5.5 г иензилметилуксусной кислоты и 8 мл концентрированной H2SO4 и при 40е С но каплям прибавляют 10%-ный раствор азотпетоиодородной кислоты (1,3 моль') в хлороформе. По окончании выделении азота массу выливают на лед. Затем отгоняют хлороформ,
а а-бензилэтпламии отгоняют с водяным паром. После нейтрализации дистиллята НС1 и выпаривания получают 4 г (73% от теоретического) чистого гидрохлорида- т. пл. 146° С.
При реакции котонов с азотистоводородной кислотой формально NH-rpyuna встает между карбонильным и смежным с ним атомами углерода:
R—СО—RВ—СО—Nil—П+Ng
В этом случае получают такой же амид кислоты, что и из кетона (через оксим) посредством перегруппировки Бекмана. В случае несимметричных кетонов теоретически могут образоваться два изомера, в зависимости от того, какой из двух остатков присоединяется н азоту. О попытках проведения реакции в нужном направлении см. [133].
Из левулиновой кислоты, раствора азотистоводородяой кислоты в хлороформе и концентрированной H2SO4 в результате почти взрывоподобно протекающей реакции в качестве одного из основных продуктов получили метиламин с выходом 73% от теоретического [134]:
CHsNHCOCH2CH2COOK • К—- CHsCOCH2CH2COOR;j. bn.
CHsNH2CHaCONHCHzCHiCOOR
J.
NH2CH2CH2COOH
Биркоферу и Шторху при более низкой температуре и с применением вместо серной кислоты соляной кислоты удалось получить Ц-аланин [133].
^-Алаиин. Через раствор 3,4 г этилового эфира левулиновой кислоты в 6 им хлороформа, содержащего 8,1% азотисговодородной кислоты при перемешивании и 3—5° С пропускают слабый ток хлористого водорода, причем тотчас же начинается бурпое выделение азота. Через 3 или 6 ч добавляют в реакционную массу 5,5 мл 8,1%-ного раствора НК3 в хлороформе; общая продолжительность пропускания HCI 9 ч. Затем массу в два приема экстрагируют 200 мл концентрированной HCI и после добавления 30 мл воды в течение 6 ч нагревают с обратным холодильником. Соответствующей обработкой получают [1-аланин с выходом 48,5% от теоретического.
ПЕРЕГРУППИРОВКИ С ПЕРЕСТРОЙКОЙ УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА
I. Перегруппировка Вагнера—Меервейнаи близкие к ней реакции
Перегруппировки Вагнера—Меервейна
Перегруппировка Вагнера — Меервейна охватывает реакция, протекающие с перестройкой углеродного скелета при получении олефинов отщеплением аинона, при присоединении по кратным связям и при нуклеофильном замощении. Общим признаком этих реакций является перемещение алкильного пли арильного остатка к образовавшемуся у соседнего углеродного атома катионному центру молекулы.
Образование этого центра может происходить:
с) посредством отщепления гидроксил-иона или аниона сильной кислоты:
L, В i г к о f е г. I. Storch, Сбега. Вег.. 86, 719 (1953).
|134] М. Oesterlin, Angew. Chern., 45, 536 (1932).
посредством присоединения прогона по С = С-связИ:
I I +н+ \+• I
-С=С-С-)СН-С-С-
в) посредством раскрытия эпоксидного кольца:
К катиопному центру смещается заместитель от соседнего атома углерода. Вновь образовавшийся катион’ стабилизуется в результате присоединения йпиопа или отщепления протона, например:
СН3х +>С-СН-СП3сн3/ IСПзСН3х +>С-СН-СП3сн3/ IСПзОН
СН3х +
>С-СН-СП3
сн3/ I
СПз
СН3х +
>С-СН-СП3
сн3/ I
СПз
СНЭх |
)с-сн-сн3 —>
СНз/1
СНз
3\ +СН3х
>С-СН-СНз —>>С-СН-СНа
CH3Z ' |СН3/ I 1
CI СНз
Формально осуществляется обмен между алкилом и галогспом или гидроксилом.
Перегруппировка Вагнера — Меервойпа очень часто происходит у разветвленных алифатических или жирно-ароматических соединений. Особенное значение она имеет в ряду терпенов и камфоры [135].
Примером (случай а) является перегруппировка камфенгидрохлорида в изо- борнилхлорид:
Изоборнилхлорид [136]. Раствор 300г камфена в 150г этилбромида насыщают при 10—20° С хлористым водородом и в течение шести суток непрерывно нагревают с обратным холодильником при 55° С. Затем основную часть этилбромида удаляют током сухого воздуха, отсасывают изоборнилхлорид и сушат в вакууме над КОП. Выход продукта 271 г, к пл. 145е С. Посте перекристаллизации из амилового спирта т. пл. 161,5° С.
Пример перегруппировки олефииа (случай 6) описали Крите и рибелъ [137]. Сообразно с этим бис-циклопентилиден путем двойной перегруппировки Вагнера — Меервейпа через катион превращается в Д9’10-окта.тин;
о-а-са-ОЭ
Литературный обзор в книге В. X ю к к е л ь, Теоретические основы органической химии, пер. с нем., т. I, Издатинлит, 1955.
И. М е е г w е i п, К. van Е m s t е г, Вет.. 55, 2526 ^1922).
А»’1°-Октадин. в течение 3 ч нагревают при перемешивании при 1icr С 2,5 г бис-циклопептилидена с 1 г Р2О5. Затем смесь охлаждают и продукт акстраги- руют эфиром. Экстракт промывают сначала разбавленным раствором соды, затем водой, сушат и перегоняют. Выход продукта 1,2 г (50% от теоретического); т. кип. 190° С.
Описана также перегруппировка а-окисей [138], вызываемая действием BF3:
С6И5СОСН-С11СбНб —► С6Н6СОСПСНО
оС6Н5
Формилдезоксибензоин, Раствор 0,5 а т/мие-халкопоксида в 25 ,м абсолютного эфира 30 мин кипятят с 5 мл эфирата ВР5. Реакционную массу затем встряхивают с водой и количественно образующийся формилдозоксибензоин осаждают в виде медной соли.
Пииаколиновая и ретропинаколиновая перегруппировки
Наиболее давно известным случаем перемещения алкильной группы в насыщенных системах является открытая Фитгпгом перегруппировка двутретичного гликоля — иинакопп — в пинаколип (.139J:
СНз\ /СПзОН онСНз\ /СПзОН онСН3х>е-СОСПзСПа ^н3СН3х>е-СОСПзСПа ^н3
СНз\ /СПз
ОН он
СНз\ /СПз
ОН он
СН3х
>е-СОСПз
СПа ^н3
СН3х
>е-СОСПз
СПа ^н3
Перегруппировка имеет препаративное .значение, так как с се помощью можно получить нс только трудно доступные иными путями кетоны, но и исходя из них, трехзамещенпые уксусные кислоты. Катализаторами перегруппировки могут служить как органические кислоты средней силы, так и минеральные кислоты.
Перегруппировка пинакона в пинаколип осуществляется нагреванием пинакона с 6 я. Н28О4. Выход пинаколина 65—72% от теоретического (НО].
Принципиально таким же способом из ароматических гликолей типа беизииня- кона получают ароматические пинаколины:
СеПйх /С6Н0
>с—С<— > (СвН6)3ССОС6Но
c6hZ 1 । \с6п5
он он
Описан способ превращения бензпинакона в бензпинаколин [142] кипячением с пятикратным количеством ледяной уксусной кислоты и 1% иода; выход 95—96% от теоретического.
Осуществлена перегруппировка смешанных жирно-ароматических пинаконов [14.3]:
СНз\ zCeH6,СбНэ
>С— с/—> СПзСО—с/
СН/ | I ХС6НГ,I \СВП5
ОН ОНСНя
2,2-Дифенилбутанон-З. Перемешивая, при 5° С к 300 мл концентрированной Н2УО4 прибавляют 50 г 1,1-димотил-2,2-дифснилэтилеягликоля. После двухчасового выдерживания при комнатной температуре смесь выливают на лед, разбавляют водой до объема 3 л и очищают выпавший продукт перегонкой в вакууме. Получают 38 г 2,2-дифепилбутанона-З; т. кип. 101 —103° С (0,3 мм рт. ст.у, т. пл. 40 — 41° С.
Образование из двух соседних третичных атомов углерода одного четвертичного ; и одного вторичною называют шшаколиновок перегруппировкой, обратное иревра- ■f щение — ретропипаколиновой перегруппировкой:
С\ /С С\
"/С-С< ^ С^С-С-С
Классическим примером этой реакции является отщепление воды от пипаколи- нового спирта, ведущее к образованию тетраметилзтилена:
СНзхСН3ч/СПз
>С—СИОН-СПз —>/С-С<
СН/ JСН3^\СНз
СНз
- Теграметилэтилен, однако, никогда по получается в чистом виде; в нем всегда имеется примесь изомеров [144[.
Еепзикпаколиновый спирт (1,1.1.2-тетрафенилэтанол-2) также легко перегруп- < пировынается в тетрафснилэтилеи. По Орехову [145], 2 г спирта на1ревают о 2а г ацетил члорнда в течение 5 ч на водяной бане и выделяют углеводород выливанием реакционной массы в воду.
Диеион-феиольпая перегруппировка
4,4-Дизамещенные циклогексадиепоны при обработке кислотами превращаются Со смещением алкильной группы в замощенные фенолы:
Эга перегруппировка имеет много общего с перегруппировкой семпхинонов, описанной Ауверсом и Циглером [14R|. Ее можно рассматривать как аналог ретропи- наколиновой перегруппировки, протекающей через мезомерный аллильный катион.
П. К. Zaugg, М. F г е i f е I d е г, В. W. И о г г о n, J. Org. Clicm., 15, 1191 (1950).
С. Whit more. L, Meunie г, J. Am. Chern. Soc., 55, 3721 (1933).
А. О г ё k h о [ f. Bull. Soc. chim. France [4], 25, 189 (1919).
К. v. Auwers. К. Ziegler, Ann., 426, 217 11921).
Описано превращение 4,4-Диметил-1-кето-1,4-дигидронафгалина в 3.1-диметил- яафтолацетат [147]:
ООСОСНз
3,4-Диметил-1-вафтолацетат. Смешивают 1,72 г диенона с раствором 0,5 г Н2ЗО4 в 35 лл ацетангидрида и оставляют на 5 ч при комнатной температуре; за это время происходит перегруппировка. Реакционную массу затем осторожно вливают в 250 ял холодной воды, выпадает 2,01 г бесцветных кристаллов; т. пл. 88—90° С.
В аналогичных условиях Ингоффену удалось осуществить ароматизацию кольца А в Д1’4 -холсстадиеноце-3 [148]:
Изомеризация углеводородов [149]
Неницеску и Драганом (150) изучено влияние Alds на алифатические углеводороды. н-Гексан уже при кипячении в основном превращается в смесь изомерных метилпентанов, незначительная часть дегидрируется до циклогексана.
Определенным завершением многочисленных работ о влиянии катализатора на перегруппировку циклических углеводородов являются исследования Неницеску и Кантуннари [151]. Ими показано, что чистый безводный А1С1Я практически не дец- ■ствует на циклогексан; только в присутствии воды может быть достигнута изомеризация.
Метилциклопентан. В течение 3 ч 1500 мл циклогексана кипятят с 500 г све- жесублпмированного А1С13 и 13,6 ял поды. Жидкую часть реакционной массы промывают и сушат. При фракционировании получают 330 ял фракции с т. кип, 71,3—72,3° С, представляющей практически чистый мотилциклипентан.
В таких же условиях метилциклопентан, наоборот, даст смесь циклогексана и метилциклопентана. В этом случае, следовательно, речь идет о равновесии между обеими циклическими системами; на осповании преломляющей способности равновесной смеси установлено, что она содержит 23% метилциклопентана.
Превращение метилциклопентана п циклогексан использовали для получения 14С-бензола [152|:
R. Т. Arnold, J. S. Buckley, J. Richter, J. Am. Chern. Soc., 69, 2322 (1947).
H. H. Inhoflen, Angew. Chern., 53, 171 (1940).
Обзорная статья: L. Schmeri ing, Ind. Eng. Chern., 45, 1147 (1953).
C. D. N e я i t z e sc u, A. Dragan, Ber., 66. 1892 (1933).
{151] C. D. N e л i t 2 e s c u, P. C a n t u n i a г i, Bor., 66, 1097 (1933).
H. S. Turner, R. J. Werne, J. Chern. Soc., 1953. 780.
14С-Бензол. Отщеплением воды от циклопептилметплопого спирта при 320° С пад окисью алюминия получают смесь олефинов, из которой гидрированием получают 14С-метилциклопентан, содержащий 34% 14С-циклогексана (выход ,94% от теоретического). Смесь циклопарафинОв изомеризуют по Неницеску
и Кантуниари [1511 до 14С-циклогексана. Дегидрирование до 14С-бензола проводят на платиново-угольном катализаторе при 360’ С.
При ароматизации циклоолефинов может происходить миграция заместителей. Например, дегидрирование 1-фонил-3,4-дигидронафталина на силикагеле при 350° С дает 2-фенилнафталин [153]:
СвП5 .'
АЛ/С,№
t I - ► |i I
V\/
Обнаружена также перегруппировка стероидного скелета в антраценовую систему [154].
. Прочие перегруппировки-
Реакция Якобсена
В производных бензола, содержащих не менее четырех алкильных групп, при сульфировании концентрированной серной кислотой или ^олеумом .происходит перемещение алкильных групп [155]. Реакция не имеет существенного препаративвого значения. Она применяется, например, для получения из смеси дурола и изодурола (образующейся алкилированием по Фриделю — Крафтсу смеси изомерных ксилолов) чистого пренитола [156]:
'СНз' СНз
Н^х^/СИз Н,^ CH, HsC\J\/CHsНзСхА/СПз
II! + I 1|—>( у—>1| |
Нз^^/^СНз НзС/ууХСП3^^СН3
СНз8О3Н
^2. Перегруппировка типа бензиловой кислоты
L Одной из наиболее давно известных перегруппировок является превращение £ бензила в бензиловую кислоту под действием сильных щелочей [157]:
*,С6115х
)C6IIdCOCOCeH5 —>)с-соон
гс8н5- I
гОН
Бензиловая кислота (по Гаттерману— Виланду [158]). Кипятят на водяной /бане 5 г бензила в 15 мл этилового спирта с раствором 5 8 КОН в 10 мл воды
•в течение 10 лш?1. После охлаждения быстро отсасывают кристаллическую
F. М а у е г, R. S с h I f f n о г, Бог., 67, 67 (1934).
W. R. N e s, E. M о s e t t i g, J. Am. Chern. Soc., 75, 2787 (1953); K. Alder, B. Kruger, Chern. Ber., 86, 985 (1953).
L. J. Smith, Org. Reactions, f, 370 (1947).
См.»», стр. 381.
О. K. Neville et al., J. Am. Chern. Soc., 77, 3280 (1955).
Gatermann-Wieland, Die Praxis desorganischen Chemikers, 33 Aufl., S. 204..
56 Заказ 18.45.
кашицу бензиловокислого калия, промывают этиловым спиртом и растворяют в 20—30 мл воды. После фильтрования бензиловую кислоту осаждают кипячением разбавленной H2SO4. Выход продукта 4 г.
Эта реакция является общей для всех ароматических кетонов. В алифатическом ряду она применяется лишь в отдельных случаях {159]. При проведении бензиловой перегруппировки необходимо обращать внимание на то, чтобы бензил был свободен от цианида. Установлено, что бензил в присутствии циан-понов гидролитически расщепляется иа^бензальдегид и бензойную кислоту (160].
3. Перегруппировка при окислении диалкнлацетиленов
При окислении дпалкилацетиленов иадуисусной кислотой наряду с расщеплением тройной связи происходит образование диалкилуксусных кислот [161]:
С4Н9х
с4н9соон — с4н9-с=с-с4н9 —>^снсоон
Эта перегруппировка является известной аналогией перегруппировки Вольфа- Шрётера.
Ди-и-бутилуксуснаякиелота. Смешивают 20 а дп-л-бутилацетилена с 12%-ным раствором надуксусной кислоты (3 моль1) в ледяной уксусной кислоте. Смесь оставляют на 10 сутои, охлаждая ее сначала. После удаления в вакууме уксусной кислоты остаток подвергают переэтерификации смесью метилового спирта и ЫС1 и перегоняют. Фракцию с т. цип. 909 С (9 мм pm. cm.) омыляют в щелочной среде. Выход ди-к-бутилуксусной кислоты 12 в (54% от теоретического); т. кип. 137° С (12 мм pm. cm.).
III. Перегруппировки при разложении диазосоединений
Перегруппировка Вольфа—Шретера
Шрётер установил, что при нагревании диазодезоксибензоапа отщепляется аэот н образуется дифенилкетен [162]:
С0Н5-СМ2-СО-С6Н5 -^ (С8Н5)йС=С^О
В диазокетонах после отщепления азота остаток R', находящийся у карбонильного углерода, перемещается к соседнему атому углерода:
r-cn2—С—В' —> в— с=с=о
О
Дифенилкетен [163]. Раствор диазодезоксибензоина в бензоле медленно прибавляют по каплям в колбу Клайзена, помещенную в нагретую до ЦО” С баню. При этой температуре отгоняется бензол, а диазодезоксибеизонн претерпевает перегруппировку с выделением азота. Выход днфенилкетена 64% от теоретического.
В. X ю к к е л ь, Теоретические основы органической химии, пер. с нем т. I, Издатиплит, 1955.
W. D i 1t h е у, Р. S с h е i d t, J. prakt. Chern., 142, 125 (1953).
(Rilj V. Franzen, Chern. Ber., 87, 1223 (1954).
1162] G. Sc h г о ter, Ber., 42, 2346 (1909).
16)] L. I. Smith, H. H. Hoehn, Org. Synth.. 20, 47 (1940)
Описано [164] разложение диазокетонов путем УФ-облучения в очень мягких условиях при 0° С.$Выходы около^90% от теоретического.
В качестве источника'' света используется лабораторная погружная лампа (S 81), которая вмонтирована в охлаждаемый ледяной водой кварцевый штуцер. Сосуд для облучения (емкостью 170 лл) помещают в сосуд Дьюара со льдом или охлаждающей смесью.
Дифенилкетен. Раствор 4,4 8 диазодезоксибензоина в 170 мл абсолютного эфира облучают в течение 3 ч, одновременно пропуская через раствор слабый ток азота. По окончании реакции удаляют эфир в токе азота и перегоняют в вакууме дифенилкетен. Выход^продукта 3,5 г.
Мономерные кетены в большинстве .случаев неустойчивы. Однако значение перегруппировки Вольфа — Шрётора заключается в том, что разложение диазокето- нон можно проводить в присутствии воды, спирта или аммиака и связывать образующийся кетой в виде кислоты, эфира или амида.
Как было показано еще Вольфом [165], ш-диазоацетофепон при нагревании в присутствии соответствующих катализаторов и аммиака превращается, в фенил- ■ ацетамид.
После того как со-диазокетоны стали легко доступным классом соединений (166, 167], эта перегруппировка с образованием производных кислот приобрела большое препаративное значение. По разработанному Арндтом и Эйстертом [168] способу почти все карбоновые кислоты через их хлорангидриды могут быть превращены в со-ди- азокетопы, легко перегруппировывающиеся в производные кислот, гомологичных ясходпой кислоте:
1 ncoci ^2^- rcochn2 —► псн2соон
По Арндту иуЭйстерту [168], диазокетоп в присутствии тонкораспыленного серебра, меди или платины нагревают с водой, спиртом, аммиаком или амином до окончания выделения азота, в результате чего образуется-производное гомологичной .кислоты. Как правило, предпочитают вначале получить соответствующий эфир или амид и омылить его до кислоты.
Способ является общим, если в молекуле не имеется функциональных групп, реагирующих^с диазометаном, например фенольных гидроксилов или карбонильных групп.
2-Питрофенилацетамид[168]. При50-^60сС 16г 2-нитробензоилднаэометана растворяют в 150 мл этилового спирта, смешивают с равным объемом 2 п. раствора NHg, прибавляют 10 мл 10%-ного водного раствора AgNO3 п перемешивают смесь при 70° С до окончания выделения азота (2—3 ч). Затем ее разбавляют водой, охлаждают и отсасывают .образовавшийся 2-иитрофенилацет- амид. После перекристаллизации из этилового спирта т. пл. продукта 160— 161° С. Выход 10 г (66% от теоретического).
В случае а-нафтоилдиазометана [169] осуществлена с приемлемым выходом прямая перегруппировка в кислоту.
а-Нафтилуксусная кислота. Раствор Зг а-нафтоилдиазометапа в 25мл диоксана при 50—60® С добавляют к раствору 2 г окиси серебра и 3 8 тиосульфата натрия в 100 мл воды. Массу перемешивают до окончания выделения азота (1 ч), охлаждают и подкисляют разбавленной HNO3. После перекристаллизации из воды выход а-нафтилуксусиой кислоты 1,3 г (49% от теоретического); т. пл. 130° С.
L. Horner, Е. Spietschka, A. Gross, Ann., 573, 17(1951).
L. Wolff, Ann., 394, 43 (1912).
В. Eister t, в книге W. Foerst, Neuere Methoden der praparativen orga- nischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim, 1949, S. 378—388.
W. E. В a c h m a n n, W. S. S t r u w e, Org. Reactions, 1, 38—63 (1947).
F. Arndt, B. Eistert, Ber., 68 , 204 (1935); 69, 1805 (1936).
F. Arndt, B. Eistert, Ber., 68, 200 (1935).
Перегруппировка Вольфа — Шрётера была распространена [170] иа о-хинонди- азиды, легко получаемые диазотированием о-аминофенолов с последующей обработкой щелочью. Под действием света хинондиазиды с отщеплением азота и сужением кольца образуют кетены, которые сразу превращаются в кислоты, так как реакцию всегда проводят в присутствии воды:
ООО^'ЧКГ"О^'ЧКГ"Лj—СООНЛj—СООН
О
О
О^'ЧКГ"
О^'ЧКГ"
Лj—СООН
Лj—СООН
Реакция имеет большую область применения. Как хиноидное, так и ароматическое ядро могут нести самые различные заместители, любое из колец быть гетероциклическим. Например, из хиколинхинондиазида получают индол-3-карбоиовую кислоту:
^-^соон ^/Vn^-^соон ^/Vn
^-^соон ^/Vn
^-^соон ^/Vn
Недостаток способа заключается в том, что реакцию необходимо проводить в очень разбавленных растворах, иначе хинондиазид вступает в реакцию сочетания с продуктом перегруппировки н образуется краситель. Хниондиазиды растворяют в loo—ЮООч. смеси растворителей, соетонщей из ледяной уксусной кислоты, воды и дноксана в переменном соотношении. Раствор затем освещают при охлаждении льдом до отрицательной реакции на диазосоединение (реакция с флороглюцином).
6-Нитроннден-З-карбоновая кислота [171]. Раствор 15 г 6-нптронЬфтохинон- 1,2-диазида-2 в 4,5 л ледяной уксусной кислоты и 240 мл воды фильтруют с Углем и в закрытых чашках Петри освещают при охлаждении льдом солнечным светом или дуговой лампой. Если в растворе больше не обнаруживается диазо- соединекне (примерно через 4 ч), его вновь фильтруют с углем и тотчас же при ' температуре бани 35—40° С упаривают до объема 500 мл. Выпадающую при этом в виде кристаллов 6-нитроииден-3-карбоновук> кислоту отсасывают и промывают петролейным эфиром. Выход продукта 6,5 а, еще 2 г можно получить из фильтрата. После перекристаллизации из ледяной уксусной кислоты т. пл. продукта 188—189° С (раэл.).
Перегруппировки при взаимодействии карбонильных соединений с диазометаном [172]
Альдегиды и неспособные к енолизаций кетоны реагируют с диазокЮтаном по карбонильной группе. Из образующихся при этом «диазонийбетаинов» отщепляется азот, и молекула может стабилизоваться двумя способами: а) «нормально» с образованием эпоксида; б) с миграцией остатка от соседнего атома углерода; при этом в результате перегруппировки образуется карбонильное соединение:
R\ CH.N. ^\*/а) R\
Xc-LH^ >C-CH3-N=N Л1> >CCH2
R,z II R'/ I-N, Rv \ /
ОО"О
-N, | (6)R'COCH2R
O. Su s et al., Ann., 556, 65, 85 (1944); 579, 133 (1953); 583, 150 (1953); 593. 91 /1955).
O. Sus, Ann., 579, 133 (1953).
В. E i s t e r t, cm. [166], стр.ХЗбб.
В данном разделе рассмотрены только реакции, протекающие по пути б. Эти реакции могут идти при взаимодействии альдегидов с дказометаном либо путем перемещения гидрид-иона с образованием метилкетонов, либо путем перемещения карбанионного остатка с образованием гомологов альдегида или продуктов его дальнейших 'взаимодействий:
В-СН2-СНО ч— Й-СН-СН2 —► R—СО—СНз
о-
1Какой из возможных продуктов реакции преобладает в реакционной массе, зависят от природы остатка R и условий реакции. Присутствие метилового спирта, например, способствует образованию метилкетонов [173].
Взаимодействие циклогексанона с диазометаном ведет к расширению кольца ■ до циклогептанона [174]:
Диазометаи получают непосредственно в реакционной массе из нитрозометил-л- ■ толуолсульфамида.Диазометаи получают непосредственно в реакционной массе из нитрозометил-л- ■ толуолсульфамида.
Диазометаи получают непосредственно в реакционной массе из нитрозометил-л- ■ толуолсульфамида.
Диазометаи получают непосредственно в реакционной массе из нитрозометил-л- ■ толуолсульфамида.
Циклогептанон[174]. Смесь 49 г циклогексанона, 125 г нитрозометил-л-то- луолсульфамида, 150 мл 95%-ного этилового спирта и 10 мл воды охлаждают при перемешивании до 0° С и к ней медленно прибавляют по каплям раствор 15 г КОН в 50 мл 50%-ного этилового спирта. Скорость прибавления регулируют так, чтобы температура не повышалась выше 20° С. Через 2 ч реакция оканчивается. Массу нейтрализуют 2 н. НСЗ по лакмусу и образовавшийся циклогептанон выделяют через бисульфитнос соединение. Выход 33—36% от теоретического.
Перегруппировки при взаимодействии аминов с HNO3
Реакция первичных аминов (как правило, с концевыми аминогруппами) с азотистой кислотой часто приводит к перегруппировкам. Например, при взаимодействии с азотистой кислотой н-пропиламина образуется смесь нормального и изопропилового спиртов.
При этом к углеродному атому, несущему аминогруппу, перемещаетсяПри этом к углеродному атому, несущему аминогруппу, перемещаетсяЭти реакции часто протекают с перестройкой углеродного скелета. Циклобутил- метиламин при взаимодействии с азотистой кислотой превращается в циклопентанол (расширение кольца по Демьянову [175]):
При этом к углеродному атому, несущему аминогруппу, перемещается
При этом к углеродному атому, несущему аминогруппу, перемещается
С—С-связь, находившаяся в исходном соединении при соседнем атоме углерода. Кроме того, в переменном количестве получают образующийся в результате нормальной реакции первичный спирт, а также олефины. Препаративное использование реакции
Е. Mosettig, Вег., 61, 1391 (1928); 62, 1271 (1929).
Th. J. de В о е г, Н. J. Backer, Org. Synth., 34, 24 (1954).
Н. Демьянов, М. Л у ч н к к о в, ЖРФХО, 35, 26 (1903).
ограничено еще и тем, что при наличии в гидроароматическом ядре заместителя образуются два изомера, Например [176]:
СНзch2nh2СНзch2nh2
СНз
ch2nh2
СНз
ch2nh2
Согласно данным Альдера с сотр. эта реакция расширения кольца с успехом использована в ряду бициклических аминов. Альдер, Хартунг и Хаусман [177] приводят для получения бицикло[2,3,3]декапола следующую пропись.
Бвцикло[2,3,3]деканол. Краствору13г гидрохлорида амина в 50 им воды при пропускании сильного тока водяного пара последовательно прибавляют по каплям раствор 4,5 г NaNO3 и 4 г ледяной уксусной,кислоты. По окончании реакции операцию повторяют с 2 а нитрита и 1,8 г ледяной уксусной кислоты. Продукт реакции из дистиллята извлекают эфиром, промывают экстракт до отсутствия амина разбавленной НС1, нейтрализуют NaHCOg и после отгонки эфира вновь перегоняют с водяным паром в присутствии 10 мл 10%-ного раствора NaOH. Отсасывают выпадающий из дистиллята в видо хлопьев циклический спирт. Выход продукта 7,5 г (71% от теоретического).
Н. Arnold, Вег., 76, 777 (1943).
- [177] К. Alder, S. Hartung, G. Hausman, Chern. Вег., 89, 1977 (1956).
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Я>ираым шрифтом выделены страницы, на которых приведены методики синтеза
мУаяса катализаторы 34, 54
Е — синтез 777
■ Уаяса и Марвела синтез 821
■п-ипиновая кислота 749, 830, 834, 835,
Е 837
В дегидратация 358, 359
К* декарбоксилирование 818
В дигидразид 459
В- диимидазолид 506
в дихлорангидрид 166, 236
К — ацилирование 770
к диэфир, реакции 85, 791, 844
К 'а-замещенная 844
Е моноэфир хлорангидрида 236
■дипкиовьш альдегид 835
Еипиновый ангидрид 359
Юкинса катализаторы 39, 309
Евелаиновая кислота • 834
Кидоспирты 501
■виды 443, 510, 541
Е восстановление 530
К реакции 373, 376, 507
■вины 407, 474
■ восстановление 519, 530
Евлактоны, реакция с меркаптанами 552
■воаминобенаод, аэосочетанне 406
Вобензол 545
Е восстановление 514, 529
■ реакции 738
■а -Азоизомасляная кислота 138
Г диметиловый эфир 136, 146
к динитрил 136, 138, 146
■воксибсцзол, восстановление 532, 545
Ьоксисоедйнения 412, 514, 534
Г восстановление 532
Еаометан, восстановление 515
Каометины 412, 470, 791
ввосбедкиепия 497, 495
к восстановление 514, 529
В изомеризация 850
| окисление 534
отщепление азота 792
Аэосочетание 400 сл.
? окислительное 407
f. с разрывом С —С-связи 510
Азотсодержащие соединения 372 сл. алкилирование 463, 465 расщепление 680 сл., 693 сл.
Азоттрикарбоновая кислота 438
Азулен 798
Акридин восстановление 23 псевдооснования 858
Акриловая кислота 368 бромирование 679 производные 861 реакции ИЗ, 552 хлорангидрид 237 эфиры 679, 705 — реакции 130, 280, 710
Акрилонитрил 710
реакции 103, 120, 124, 281, 707, 794
Акролеин
диэтилацеталь 355
реакции 118, 124, 280, 281, 704
Аланилглицип 425
Аланины 327, 367, 418, 485, 876
реакции 245
Ализарин 287, 328
N-Алкиланилипы 462
Алкилариламины 519
Алкиларялкотоиы 307 изомеризация 852
Алкилариловые эфиры, расщепление 361
Алкилацилдисульфиды 617
Алкилапилмочевины 871 2-Алки.чбензимидазолы 449 Алкилбромнды 203, 207, 208, 209, 210 очистка 209 оптически активные 212, 213
Алкилгалогениды 225, 242, 245
Алкилгидразины см. Гидразины Алкилгидродисульфиды 617 Алкилгипоиодит 131
Алкилгипохлориты 127
О-Алкилдитиокарбонат 627
Алкиленоксиды 262
Алкиленсульфиды 593
Алкмлеятиомочевины 379
Алкилиденазлактоны 809
Алкилиденацетоуксусный эфир 805
Алкилиден&алоновыи эфир, реакции 711
Алкилиденциануксусный эфир 804
О-Алкилизомочевнны 463
Алкилизотиоцианаты см. Изотиоцианаты
Алкилизоформанилид, реакции 809
Алкилизоцианаты см. Изоцианаты
Алкялиодиды 210, 213, 217, 220
Алкилирование металлов 634
। С-Алкилирование алкилгалогенидами 754 — по Фриделю — Крафтсу 765, 772 ел. олефинами 696 пиколинов 758
спйртамп 779 сл.
N-Алкилироваиие алкилгалогенидами 413 алкплсульфатами 463 арилсульфокатами 466 восстановительное 485 диаэометаном 510 кетонами 490 нитрамидов 537 спиртами 492 уретанов 537 фосфорнокислыми эфирами 465
.О-Алкилирование алкилгалогенидами 333, 348 двазометаном 342, 349 диметилсульфатом 340, 348 карбоновых кислот (солей) 348 толуолсульфонатами 341 фенолов 331, 335, 340, 697
S-Алкялирование 598, 630
Алкилмеркаптохиноны 552
2-(Алкилмеркапто)-циклогексилсульфиды 615
К-Алкил-К-нитрозо-К'-гуанидипы, реак- . ции 547 ‘
Алкилпараконовые кислоты 802
Алкилпиридины, окисление 831
Алкилродаииды 201
Алкилстаннаны 662, 663
О-Алиилтионкарбонат 627 б-’-АлКИлтиопурин 585 Алкилтиосульфаты 582 реакции 614
S-Алкилтритиокарбонат 627
Алкилфенилкетоны 729
Р-Алкил-В-фенилмеркаптопропионнтрилы 552
Алкилфториды 196, 202, 218
5-Алкилфуран-2-карбоновые кислоты
842
Алккл-р-хлорэтилкетоны 124
Алкилциклогексиламины, дезаминирование 319
Алкилциклопентаны 671
Алкииолы, галогенирование 148
Алкины (см. Ацетиленовые углеводороды)
Алкоголиз сложных эфиров 352
Алкоголеты 333, 334
расщепление 826
Алкоксиальдегиды 280
галогенирование 178
^-Алкоксиацетали 280
Алкоксиацетилены 691
гидратация 271
Алкоксибромиды 130
Алкоксибромэтилены, деглдробромирова- нке 690
Алкоксигалогенирование 130
а-Алкоксиизомасляиая кислота 318
а-Алкоксикарбоновые кислоты 824
В-Аляоксикетоны 281
р-Алкоксимеркаптаны 615
а-Алкоксинитрилы 711, 765
Р-Алкоксипропионитрилы 281
р-Алкоксипропионовая кислота, эфирь
280
Р-Алкоксистирол 284
2-Алкоксиэтиловые спирты 334
Аллены 686 сл.
Аллигера метод 549
Аллкламип 468
алкилирование 422
реакции 553
Аллилариловые эфиры 336
Аллилбензол 746
присоединение НВт 115
Аллилбромид 219
бромирование 96
гвдробромирование 111
окисление 293
Аллилбромировапие 136, 137, 138
а-Аллил-а-бромуксусная кислота, эфн
793
Аллилиодцц 205, 210
Аллилиатрин 365
Аллиловый спирт 52
бромирование 99, 100
восстановление 29, 31
обмен ОН на галоген 205
реакции присоединения 101, 553, 5.
Аллиловый эфир, дихлоргидрин 126
Аллилфеяиловыи эфир 336
Аллилфенолы 863, 864
N-Аллилфталимид 130
Аллилхлорид, реакции 96, 333, 696
Аллилхлорирование 136
Аллилцианид 765
реакции 707
Аллильная перегруппировка 137, 204, 41
849
Аллокоричная кислота, эфир 679
Аллопрегнандион-3,20, восстановлен
79
Аллопрегнанон-20 79
Альдазины 475
2-Альдегидобенаимидазол 317
Альдегидоспирты 712
гидрирование 69
Альдегиды 74, 88, 294 сл., 303 сл., 316 с
322 сл., 798, 824, 832, 833, 835, i
ароматические 75, 318, 776 сл., 81
Альдегиды
• восстановление 55, 56, 62, 63, 66, 68 сл..
78 сл., 716
4 галогензамещенные 176, 297 дегидродимернзация 742 димеризация 313
диэтилацетали 99, 118, 176,177, 228 423
- ненасыщенные 318, 369, 681, 806* сл
. окисление 288, 292, 310
; терпенового ряда 304
;ЛЬДимины 323, 470, 777
реакции 556, 729, 730
«дозы, окисление 311
гьдольная конденсация 314, 706, 712 сл
.льдоновые кислоты 311
лактоны 718
люминийорганические соединения 656
дюмогидрид лития 28 сл.
£. приготовление раствора 61
■цаЭори перегруппировка 856
МВД натрия 787
миднны 375, 438, 460, 462, 468
,гидрохлориды 462
'реакции 799 , циклические 463
шдокспмы 375
шдразоны 408, 463
галогензамешснных кислот 169 карбоновых кислот 327, 730, 731 — галогенирование 101, 16з’ — гидрирование 86, 88, 89 — омыление 321
— реакции 464, 468, 537
сульфокислот см. Сульфамиды
илазид 444
1миламин 526
реакции 493, 543
1милацетофопон 769
кмилбензол 747
реаиции 769
Амилбромпл 203
милгидразин 543
диилен 671
реакции 267, 553
йлмеркаптаи 608
*йнл-2«метплпиисрцден 493
лилнатрий 641
?т-Амиловый спирт 267 671
Дегидратация 672
Обмен ОН на галоген 203 214
милхлорид 203’
инали 481, 482, 483
Инирование 408 сл.
восстановительное 487
карбонильных соединений 480, 485
лин ©азобензол
восстановление 530
диазотирование 539
.лноаэосоедпненпя 544
Амниоакриловая кислота, эфир 473
п-(Аминоалкил)-бензойные кислоты 418 Аминоа л ьдегид ы
восстановление 62
галогенирование 178
1-Аминоантрахиион 511
2-сульфокислота 569 Аминоарилсульфохлориды 576 Аминоацетальдегид, диатилацеталь 423 Аминоацетон 527 о-Аминоацетофенон 418 Аминобенза льде гиды
галогенирование 151, 248, 715
реакции 321, 825
2-Аминобензаль-п-толуидин, разложение 811
Аминобензойные кислоты
галогенирование 151, 171, 172 .гидрирование 48
реакции 255, 539
1-Аминооензол-4-сульфо-2-карбоновая кислота 566
.и-Аминобензотрифторид 193
Аминобензофеноны, восстановление 79, 81
2-Аминобутан 486
Амниогептапы 486, 487
Аминогуанидин 376 2-Амино-3,5^Дниодбензойная кислота 172 га-Аминодиметиланилин 528 3-Амино-2,4-Диметилпентая 487 Аминодифенилметаны 79, 81 Аминодифенилы 738
замена NH2 на галоген 253 2-АминО-4,6-диэтоксипиримидин 335 а-Аминододецилбензол 491 З-Амино-1-еиамины 482 Аминоизомасляиая кислота, нитрил 484 2-Амиио-5-иодбензойная Кислота 172 2-Амино-5-иодпиридин 189/
2-Амино-5-иодпиримидин 189 е-Аминокапроновая кислота 76
бензоилирование 433 4-Амино-4-карбметоксистильбен 327 2-Амино-6-карбэтоксибензтиааол 191 Аминокетоны 415, 418, 498
реаицни 453, 492
Аминокислоты 327, 418, 425," 484, 527, 719^ 756, 797, 809 ацилирование 433, 452 галогенирование 169 защитные группы 369 ненасыщенные 473 реакции 244, 251, 457, 822 тиоэфиры 552 хлорангидриды 233 эфиры 85 — гидролиз 366
а-Аминокислоты 395, 402, 416, 485 декарбоксилирование 815 окисление 840
р-Аминокпслоты, производные 457 и-Аминокислоты 417
о-Аминокоричные кислоты, реакции 794
Р-Аминокротоновая кислота реакции 474 эфир 473
Аминомагннйгалогениды 457
Аминомалонопый эфир ацилирование 797 бензоилирование 434 а-Аминомасляная кислота 425
Аминомеркаптаны 415
2-Амино-1-иетилбензол-5-сульфокислота 566
2-Амино-6-метилбенэтназол 191
Аминометиленщавелевоуксусный эфир 498'
Аминометилирование 785 ел.
1-Амино-2-метилнафталин, димеризация
739
4-Амино-2-мстилпентан 487
2-Аминометилфлуорен, реакции 323
2-Амино-4-метоксифснол 529
Амивонафтални, замена NHa на галоген 253
1-Аминокафгалянднсульфокислоты, дезаминирование 320
2-Амиио-З-пафтойная кислота 497
1,4-Аминонафтол-2-сульфокислота 562
Аминонитрилы 483, 484, 719
омыление 327
а-Амино-со-нитроалканы 442
2-АМИНО-5-нитроанизол, дезаминирование
320
1-Амино-5-нитроиентан 442
Аминонитропроизводныеароматические
389
2-Амино-4-нитрофенол,восстановление
524
5-Амино-6-нитрохинолин 409
Аминооксибензолсульфокислоты 567
1-Амино-2-оксинафта линсу льфокислота-4 573
З-Амино-4-окситолуол 523
2-Аминооктан 526
2-Аминопентан 526
2-Аминопентанон-2 527
2-Аминопиридин 408
алкилирование 494
З-Аминопиридин 871'
4-Аминопиридин 505
Аминопиридины, окисление 392, 535
Р-Аминопропионитрил, омыление 327
а-Аминопроционовый альдегид 423
5-Амниорезорцин 495
Аминосалццпловая кислота
восстановление 844
роданировапие 257
Аминосахара ацилированные, реакции 224
Дмпносппрты 69, 85, 415, 500
обмен ОН на галоген 215
реакция с HNOS 319
Аминосульфокислоты 483, 523 । галогенирование 171
5-Аминотетразол 376 п-Аминотиофенол 580 3-Амино-2,4,6-трибромбензойная кислота 140
Амино-2,4,6-трииодбенэойнаякислота
171
1-Амино-3-трифтопметилбензол-4-сульфо- кислота 572_
Аминоуксусная кислота, хлора нитрид 233
Аминофенантрен, замена NH2 на галоген . 253
л-А^инофепиларсоновая кислота 667 2-А1мино-1-фенилпропапы 414 а-Ампно-а-фенилпропиойовая кислота 327 : превращение в а-амияонитрил 484
Аминофенилуксусная кислота, эфирь 346
12-Аминофенол-4-сульфокислота 567
1 Аминофенолы 527
N-алкилирбвание 464 деазотирование 884 реакции 309, 567, 600, 717 2-Аминофлуорен, N-алкилированис 465 5-Аминохинолин 521 реакции 321
8-Аминохинолин 521
Амиио-о-хиноны 309
N-Амниохлорирование 550
Аминоэтиловый спирт, обмен ОН па гало ген 207
Р-Аминоэтилсульфиды 602 2-Амино-4-этокси-6-метоксипиримидин 33! Аминоэфиры 335
Амины 680 сл., 513, 516, 520, 525, 53' ароматические 427 сл. — азосочетание 405 — алкилирование 465, 697 — галогенирование 156, 157, 158, 171 247, 249, 253 — гидрирование 49 сл. — диазотирование 248 сл., 539 — реакции 190, 297; 320, 545 окисление 533, 535 отщепление аммиака 680 сл. первичные 417, 815 реакции 242 сл., 319, 320, 375, 492 508, 538, 630, 782, 785, 845, 885 третичные 87, 677, 688 — окисление 533
• формильные производные 845
Аммониевые четвертичные основания 411 423, 693, 706, 858 восстановительное расщепление 87 разложение 681, 682 реакции 603 соли 243, 858, 867
Ангидриды карбоновых Кислот 282, 358 сл как ацилирующие агенты 351
№ Анетол
нитрование 382
К присоединение родана 101
К ж-Авизидин 429
К нитрозирование 400
к л-Анизидин
кN-алкилирование 464
Е ацетилирование 451
К Анизидины, реакции переаминирования 503
Анизоилаяиэидин 875
Е л-Анизоилбензоилметан, нитрозопроиз-
Е водное димерное 396
В р-(л-Анизоил)-пропионовая кислота 774
Б Анизол 340
|_„ галогенирование 154, 156
Е.- расщепление 363, 365
К' • реакции 774
i /Анилиды 446, 457
арилсульфокислот, алкилирование 465
кбензоилуксусной кислоты 456
Вдиэтилмалоновой кислоты 457
Г:, капроновой кислоты 457
Ь ' фталевой кислоты 451
■ Анилин 623, 530, $22
Е алйнлирование 463, 465, 486, 493, 494,
Е 781
J галогенирование 156, 157, 158
Iгидрирование 50
Креакции 191, 472, 473,503, 733
|^сульфирование 565,572
Рфосгенирование 439
к Анилиновый черный 546
^•4-Анилинопщ)идин 500
Е Анилинсульфокислота 565
г диазотирование 539
| -Анилы 323, 422, 470, 472, 603, 730
| реакции 733
I Анисовая кислота, дезалкилирование 363
В Анисовый альдегид, реакции .389, 715, 803
к‘Антраниловая кислота 302, 566
ггалогенирование 142, 169, 172
декарбоксилирование 822
|эфир гераниола 353
L Антрахинон 298, 703, 782
р сульфирование 562, 569
сульфохлориды, восстановление 607
£v Антрахинонсульфокислоты 562, 570
■ реакции 328
Антрацен 735
восстановление 22, 23
галогенирование 106, 107, 142, 143
нитрование 386
окисление 298
• производные 811
реакции 191, 701, 704
сульфирование 569
Антрацен-9,10-дихлорид 106
Аятролы, простые эфиры 331
Антрон 771
дегидродпмерпзация 741
Арабиноза 82.5
восстановление 66
Аралкилгидразины 426
Арахидоновая кислота, присоединение брома 102
Аргинин 463
Арилазиды 542
реакции 544
Арилалкилкетоны 307 изомеризация 852
Р-Арилакриловые кислоты, восстановление 28
N-Ариламниометилфталимиды 483 №-Ариламинопиридины 502 Ариларсоновые кислоты 667 Арилбенэойные кислоты 776 Арилборгалогениды 654 Арилгидразины см. Гидразины Арилгидразоны см. Гидразоны Арилгидроксиламины см. Гидроксиламины замещенные
Арилглиоисалевая иислота, эфир 776 Арилиэотиоцианаты см. Изотиоцианаты Арилимидоэфиры см. Имидозфиры Арилирование аминов 427 сл. дитиокарбамат^в 630 металлов 634
Арилмасляные кислоты 80 N-Арил-а-нафтиламины 503 Арилоксиброматнлены, дегидробромирование 690
Арилоксиметансульфокислоты, галогенирование 258
Арилоксиметансульфохлориды, отщепление SO2 250
Арилолефины озонирование 835 присоединение формальдегида 707, 708
N-Арнлпиперидины 512
Арилпропиоловые кислоты, эфиры 692 Арилроданиды см. Роданиды Арилстанианы см. Станнаны Арилсульбонилгидрохиноны 556 Арилсульфохлориды, отщепление SOa 258 Арилтиосульфонаты 556 расщепление 620
Арилтиоцианаты см. Роданиды Арилтрихлорсиланы 660 Арилуксусвые кислоты 776 N-Арилформимидоэфиры, перегруппировка в форманилиды 462
Арилфториды 253
Арилэтилены, окислительное расщепление 833
Арины 429
Аристол 152
Арндта — Эйстерта синтез 883
Ароматические углеводороды 810, 881 алкилирование 696, 779, 780 ацилирование 768 сл. бромметплпрование 783 галогенирование в ядро 139, 140, 142, 154, 155, 156
— в боковую цепь 134,141, 142, 145 сл.
Ароматические углеводороды — присоединением 104 сл. # гидрирование 47 сл. нитрование 385 оиислеиие 830 сл. окислительное расщепление 841 разделение смесей через сульфокислоты 89
сульфирование 89
Фторирование 253
хлорметилирование 782
хлорэтилирование 783
Арсаинловая кислота 667
Арсиновые кислоты 667
Арсины 665 сл.
Арсониевые соединения 665
Арсонистые кислоты 668
Арсоновые кислоты 635, 667
Аскаридол 261
Z-Аспарагин, дезаминирование 319
Аспарагиновая кислота 417
Аутроиисление 260, 261, 289, 290
борорганических соединений 655
Аценафтен 29
окисление 285, 297
Аценафтеиол 285
Аценафтенхинон 257
1-Аценафтилуксусная кислота 853
Ацетали 99, 118, 160, 228, 275, 280, 283,
353 сл., 423
галогенирование 176, 177
гидроисилирование 275
гидролиз 369
окисление 292
реакции с хлорангидридами 228
NVN-Ацетали 481, 482, 483
Ацеталирование 353 сл.
Ацетальдегид 269, 827, 851
ацетали 283, 354
галогенирование 174, 175
дяизоамилацеталь 283
димеризация 314, 712
реакции 241, 313, 404, 785, 808
Ацетальдегидсульфокислоты 555
Ацетальдегидциангидрин, реакции 782
Ацетальдоксим, реакции 733
Ацетальдоль 712
Ацетамид 446, 455
Ацетамидин 461, 462
2-Ацетамидо-1-фенилбуганон-3 454
Ацетанилид
алкилирование 420
ацилирование 770
нитрование 387
Ацетилампноацетоуксусный эфир 526
Ацетиламинобензойная кислота 302
4-Ацетиламннобензолсульфокислоты, N-арилзамещенные 622
Ацетиламиномалоновый афир 526
ациламикометилирование 797
п-Ацетиламицо-п'-питродифенилсульфон
п-Ацетиламинотиофенол 607
N-Ацетиламиноуксусная кислота, реакции 809
4-Ацетиламино-4-цианстильбен, омыление 327
1-Ацетилаценафтен, изомеризация 852
Ацетидацетон
изомеризация 863
реакции 606, 778
Ацетилбензоила перепись 293
Ацетилбромид 236
реакции 765
. Ацетилванилин 833
8-Ацетилгексанон 324
Р^^етилгликозиды 337
Ацетилгликозилгалогениды 224
N-Ацетилглицин 451
реакции 809
а-Ацетилглутаровая кислота, эфир 705
N-Ацетилглюкозамин, реакции 224
Ацетилдибенаоилметан 760
Ацетилен 693
галогенирование 103, 148 сл.
гидрогалогепироваиие 120 сл.
полимеризация 683
производные 272, 745, 7 85•
реакций 101, 283, 710, 714, 745, 772, 827
а,Р-Ацетиленамиды 271
Ацетилеидикарбоновые кислоты 691
гидрирование 52, 55
галогенирование 104
Ацетилениды металлов 654, 745, 746
разложение 53
Ацетилениарбоновые кислоты 691
галогенирование 148
гидратация 270
эфиры 746
Ацетиленкетоны "762, 763
гидратация 271
а,р-Ацетиленнитрилы, гидратация 271
Ацетиленовые спирты 752, 827
галогенирование 162, 219
гидратация 271
расщепление 827
этерификация 347
Ацетиленовые углеводороды 688 сл.
галогенирование 148
гидратация 269
гидрирование 52 сл.
гидрогалогенирование 120 сл.
реакции присоединения 123, 124, 131,
654, 658, 663
циклические 692
Ацетилизоцианат 445
Ацетплиэоэвгенол, окисление 833
N-Ацетилимидаэол 458
Ацетилкарбазолы 863
'Ацетилмалоновый эфир в синтезах аминокислот 756
а-Ацетилмеркапто-а-фепилацетон 581
2-Ацетилмеркаито-З-хлорбутан 554 N-Ацетилморфолпн 458
Ацетонитрил, тримеризация 376Ацетоноксим 480, 536Апетонциангидрин 718реакции 383, 385, 484, 676Ацетотолуидниы, окисление 302Ацетофенон 774, 775разложение 768реакции 285, 295, 302, 390, 479. 490, 560, 595, 672, 754, 756, 785, 788, 790, 7921 810, 817со-сульфокислота 560фенилгидрааон 475— реакции 866Ацетофторсахара 22Ацетохлоргалактоза 223Ацетохлорглюкоза 222, 223Ацилазиды 542Ацилгалогениды 176, 231 сл., 687Ацилгидразины, алкилирование 426, 427Ацилтипогалогениты 140, 149N-Ацилимидазол, переамидирование 506Ацилированиеаминов 431, 432, 445, 450, 510аминокислот 433, 452ангидридами кислот 450, 774ароматических соединений 768 сл.гидронсиламина 437имидоэфирами 462карбоновыми кислотами 445, 775меркаптанов 589ортоэфирами 460по Фриделю — Крафтсу 769 сл.спиртов 349фенолов 349, 767, 770, 775хлорангидридами 349, 359, 770 сл.циклоолефинов 772циклопарафинов 771эфирами 454, 463Ацилоиновая конденсация 715Ацилоины 274, 715реакции 492Ацилоксибромиды 130N-Ацилпиридинин, соли 437N-Ацилпиразолы, восстановление 89Ацилсульфенилхлориды 617N-Ацилфта димиды 438Ацилцианиды 765ацилирование аминов 510омыление 327Барбитуровая кислота 459эфиры, алкилирование 757Барбье — Виланда метод окислительного расщепления олефинов 836Барта реакция 635, 667Баудиша реакции 398Бекера — Венкатарамана перегруппировка 864Бекманаокислительная смесь 303перегруппировка 526, 874БензазиД, расщепление 872Бенэальазин 475Ацетонитрил, тримеризация 376Ацетоноксим 480, 536Апетонциангидрин 718реакции 383, 385, 484, 676Ацетотолуидниы, окисление 302Ацетофенон 774, 775разложение 768реакции 285, 295, 302, 390, 479. 490, 560, 595, 672, 754, 756, 785, 788, 790, 7921 810, 817со-сульфокислота 560фенилгидрааон 475— реакции 866Ацетофторсахара 22Ацетохлоргалактоза 223Ацетохлорглюкоза 222, 223Ацилазиды 542Ацилгалогениды 176, 231 сл., 687Ацилгидразины, алкилирование 426, 427Ацилтипогалогениты 140, 149N-Ацилимидазол, переамидирование 506Ацилированиеаминов 431, 432, 445, 450, 510аминокислот 433, 452ангидридами кислот 450, 774ароматических соединений 768 сл.гидронсиламина 437имидоэфирами 462карбоновыми кислотами 445, 775меркаптанов 589ортоэфирами 460по Фриделю — Крафтсу 769 сл.спиртов 349фенолов 349, 767, 770, 775хлорангидридами 349, 359, 770 сл.циклоолефинов 772циклопарафинов 771эфирами 454, 463Ацилоиновая конденсация 715Ацилоины 274, 715реакции 492Ацилоксибромиды 130N-Ацилпиридинин, соли 437N-Ацилпиразолы, восстановление 89Ацилсульфенилхлориды 617N-Ацилфта димиды 438Ацилцианиды 765ацилирование аминов 510омыление 327Барбитуровая кислота 459эфиры, алкилирование 757Барбье — Виланда метод окислительного расщепления олефинов 836Барта реакция 635, 667Баудиша реакции 398Бекера — Венкатарамана перегруппировка 864Бекманаокислительная смесь 303перегруппировка 526, 874БензазиД, расщепление 872Бенэальазин 475
Ацетонитрил, тримеризация 376
Ацетоноксим 480, 536
Апетонциангидрин 718
реакции 383, 385, 484, 676
Ацетотолуидниы, окисление 302
Ацетофенон 774, 775
разложение 768
реакции 285, 295, 302, 390, 479. 490, 560, 595, 672, 754, 756, 785, 788, 790, 7921 810, 817
со-сульфокислота 560
фенилгидрааон 475
— реакции 866
Ацетофторсахара 22
Ацетохлоргалактоза 223
Ацетохлорглюкоза 222, 223
Ацилазиды 542
Ацилгалогениды 176, 231 сл., 687
Ацилгидразины, алкилирование 426, 427
Ацилтипогалогениты 140, 149
N-Ацилимидазол, переамидирование 506
Ацилирование
аминов 431, 432, 445, 450, 510
аминокислот 433, 452
ангидридами кислот 450, 774
ароматических соединений 768 сл.
гидронсиламина 437
имидоэфирами 462
карбоновыми кислотами 445, 775
меркаптанов 589
ортоэфирами 460
по Фриделю — Крафтсу 769 сл.
спиртов 349
фенолов 349, 767, 770, 775
хлорангидридами 349, 359, 770 сл.
циклоолефинов 772
циклопарафинов 771
эфирами 454, 463
Ацилоиновая конденсация 715
Ацилоины 274, 715
реакции 492
Ацилоксибромиды 130
N-Ацилпиридинин, соли 437
N-Ацилпиразолы, восстановление 89
Ацилсульфенилхлориды 617
N-Ацилфта димиды 438
Ацилцианиды 765
ацилирование аминов 510
омыление 327
Барбитуровая кислота 459
эфиры, алкилирование 757
Барбье — Виланда метод окислительного расщепления олефинов 836
Барта реакция 635, 667
Баудиша реакции 398
Бекера — Венкатарамана перегруппи
ровка 864
Бекмана
окислительная смесь 303
перегруппировка 526, 874
БензазиД, расщепление 872
Бенэальазин 475
Ацетонитрил, тримеризация 376
Ацетоноксим 480, 536
Апетонциангидрин 718
реакции 383, 385, 484, 676
Ацетотолуидниы, окисление 302
Ацетофенон 774, 775
разложение 768
реакции 285, 295, 302, 390, 479. 490, 560, 595, 672, 754, 756, 785, 788, 790, 7921 810, 817
со-сульфокислота 560
фенилгидрааон 475
— реакции 866
Ацетофторсахара 22
Ацетохлоргалактоза 223
Ацетохлорглюкоза 222, 223
Ацилазиды 542
Ацилгалогениды 176, 231 сл., 687
Ацилгидразины, алкилирование 426, 427
Ацилтипогалогениты 140, 149
N-Ацилимидазол, переамидирование 506
Ацилирование
аминов 431, 432, 445, 450, 510
аминокислот 433, 452
ангидридами кислот 450, 774
ароматических соединений 768 сл.
гидронсиламина 437
имидоэфирами 462
карбоновыми кислотами 445, 775
меркаптанов 589
ортоэфирами 460
по Фриделю — Крафтсу 769 сл.
спиртов 349
фенолов 349, 767, 770, 775
хлорангидридами 349, 359, 770 сл.
циклоолефинов 772
циклопарафинов 771
эфирами 454, 463
Ацилоиновая конденсация 715
Ацилоины 274, 715
реакции 492
Ацилоксибромиды 130
N-Ацилпиридинин, соли 437
N-Ацилпиразолы, восстановление 89
Ацилсульфенилхлориды 617
N-Ацилфта димиды 438
Ацилцианиды 765
ацилирование аминов 510
омыление 327
Барбитуровая кислота 459
эфиры, алкилирование 757
Барбье — Виланда метод окислительного расщепления олефинов 836
Барта реакция 635, 667
Баудиша реакции 398
Бекера — Венкатарамана перегруппи
ровка 864
Бекмана
окислительная смесь 303
перегруппировка 526, 874
БензазиД, расщепление 872
Бенэальазин 475
! 2-Ацетилнафталим, реакции 839, 853
; N-Ацетил-а-пафтидамин, азосочетание 406 , 5-Ацетилнонапдион-2,8-карбоновая-5 кислота, эфир 705
, 2-Ацетилпиррод восстановление 64
• сульфирование 571
Ацетилтиазол, восстановление 60
' З-Ацетилтиооксиндол 799
: 2-Ацетилтиофен 774
' восстановление 64
. N-Ацетил-3,4,б-трц-О-ацетил-сс-Б-г лю-козаминилгадогенид 224
Ацетилфенилацетилен 763 . 2-(п-Ацетилфенил)-хиноц 794 ’ Ацетилфураи 768.
2-Анетил-5-фурансульфонат бария 571
I Дцетилхлирид, реакции 237, 768, 769,
г 771 сл., 873
Ацетипцианид 765
j 1-Ацетипциклогексанол 272
‘ 1-Ацетилциклогексев-1 772
, N-Ацетилцистеамин 602 Ацетилэтилеидиамин 421 Ацетимидобензиловый эфир, реакции 463 р-Ацетнафталид, металлирование 420 Ацетобромглюкоза 223, 259 гидролиз 315
_ превращение в глюкозид 337 '
? S-глюкозид 585
'Ацетовератрон, реакции 866 а-Ацетоталогевозы 222
синтез гликозидов 337, 338
(Ацетоины, восстановление 78
Ацетоиодсахара 224
«-Апетоксиацетоуксусньш эфир 285 ji-Ацетоксибеяэальбромид 147 ■ Ацетоксикетоны, гидролиз 315 }Ацетоксималоновый эфир 285 Ацетоксимезитилен 784 ;Ацетоксиметилирование 784 «-Ацетоксимеркури-а'-оксимеркуритиофеп 652
Ацетоксициклопентены 286 Ацетомезитилен 775 .Ацетон 1, анил 472 ацетали 346, 354 / гидразон 474
2,4-динитрофенплгидраэон 431 оксим 536
v~ расщепление 828
, реакции 68, 178 сл., 285, 404, 486, 681, /712, 714, 718, 784, 804, 806 807,
;810
‘ тиосемикарбазон 477
^Ацетонафтеноп 771
’ Ацетондикарбоновая кислота 823
Е реакции 394, 404, 820
I эфиры 34t>, 511
с Ацетониды см. Изопропплидоновые произ- ■ водные
Ацетонилацетон 779, 820
Бенаальанилин (Бензилиденанилин) 472 восстановление 519 нитрование 388 реакции 556, 731, 734
Бензальаитраниловая кислота, реакции 556
Бензальацетофенон (Бенэилиденацетофе- нон) 769. 806
реакции 373, 686, 707, 710, 711, 722, 723 эпоксидирование 265
Бензальбромид 147, 247 Бенэальгалогенвды, гидролиз 316 1,3-Бевзальглицерин 358 Бензальдегид 75, 89, 323, 882 ацетали, гидролиз 371 п-бензолазофенилгидразоп 404 восстановительное аминирование 486, 487 восстановление 80 гликольацетали 292 ди-я-бромфепилмеркапталь 596 дя-«-бутилацеталь 356 диэтилацеталь 355 замена кислорода на галоген 240 сл. нитрование 389 окисление 264, 293 оксим, восстановление 526 O.N-полуацетали 378 реакции 357, 471, 472, 481, 483, 490, 713, 714, 715, 718, 801-803, 806, 808—810 сульфирование 567 фенилгидразон, окисление 534 Бензальдегид-3,5-дисульфокислота 567 Бенвальдегид-о-сульфокислота 590 р-Бензальдоксим 396 ■ Бензальмалоновая кислота 803 эфиры 280, 711
Бензальметиламин 471, 518 Бензаль-а-метилглюкозид 371 Бенаальфлуорен, восстановление 24 Бензальхлорид 145, 146, 147, 240 Бензамид, реакция 507 Бензамидоксим 375 Бензанилид 433, 446, 874 1,2-Бензантрацен, производные 811 Бензаитрен, реакции 701 Бензантрон 736 Бензгидразид 507 Бензгидрил-p-хлорэтиловый эфир^ЗЗО Бензгидроксамивая кислота 460 Бензгидрол 59, 715 реакции 329, 780
Бенздиоксан, галогенирование 186 Бензедрин 414 Бензидин 865 гидрохлорид 866
Бензидиновая перегруппировка 865 Бензил 307. 324
бромистый 142, 147, 258, 783 гидразон 474, 686 изомеризация 881 хлористый 145, 146, 147
Бензилазоксибензол 534
Бензиламины 416, 486, 490, 526
ацилирование 450 метилированный 868 реакции 323, 493
Бензиламин-4-карбоповая кислота 517
2-Бензиламинопкридин 494
N-Бензиланилиы 418, 519
N-Бензилацетамид 450
Бензилацетат 285
Бензилбензоат 314
Бензилгалогепиды
гидролиз 315
реакции 318, 764
О-БеНзилгидрОксиламин, ацилирование 449
БензилГдикольальдегид 315
Бензилдйметилсульфонийбромид, изо-
меризация 868
3-О-Беизил-1,2,5,6-ди-О-изопропилидеп- а-Д-глюкоза 339
Бензилиден хлористый 145, 146, 147, 240
Бензилиденанилин см. Бснзальанилин
Бензилиденацетон 806
восстановление 60
реакция с тиофеяолом 551
Бензилиденацетофенон см. Бензальацето- фснои
Бенаилиденбутанопы 806
4,6-Бензилиденглюкоза 357
4,6-Бензилиден-2-дезокси-1-галактонитрил, гидролиз 370
Бепзилиденмалоновая кислота 803
З-Бензилиден-5-мстилоксазолон 809
Бензилиденовые производные углеводов 356
Бензилидеициклогексан 813
Беязилинден 24
Бензилкалий 642
Бензилкарбаминовая кислота 369
Бенэилкетоны 851
Бензиллитий 639
Бензилмагнийбромид, реакции 869
Бензилмагнийхлорид, реакции 639, 869
Бензилмеркаптан 608
реакции 588, 596
Бензилмеркаптолы ароматических кетонов, расщепление 616
S-Бензилметилиэотиуропийхлорид 563
Бензилметидовый эфир, расщепление 362 бёнзилметилуксусная кислота, реакции 875 N-Бензилморфолин 467 N-Бензил-а-нафтпламин 494
Бензиловая кислота 881
восстановление 76
Бензиловые спирты 285
окисление 303, 304
эфиры 331
Бензиловые эфиры, изомеризация 865
Бензиловый спирт 315
восстановитель 31
восстановление 77 реакции 205, 780
1-Бейзилпиридин 493
Бензилсульфннат. реакции 591 Бензилсульфокислота 590
. Беязилсульфохлорид, отщепление SOa 258 1^-Бспзил-л1-толуидин 487
Бецзилтрпметиламмоний, гидроокись 707
Бензилтриметиламмонийиодид, изомеризация 868
Бензилфениловые эфиры, расщепление 365
Бензилфенилсулъфид, окисление 612
< Бепзилфенилсульфонсид 612 Бензилфлуореном 738 Бензилфталимид 416 Бензилхлорид 258, 783
замена хлора алкоксилом 333
Бензилцианамид 436 Бензилциавид гидрирование 323 реакции 713
а-Бензилэтиламин 875
Бевзимидотиофениловый эфир 557
Бепзимидхлориды 860
■■ Бензкарбазолы 497
Бензоила перекись 288 перекристаллизация 263
В-Бензоилакриловая кислота, реакции 119
, Бепзоиламин 242
2-Бевзоиламино-н-бутавол 432
' е-Бспзоиламинокапроновая кислота, га- логенироиание 162
Г- Бензоиламипомалоновая кислота, эфир 434 е- Бензоиламинохлоркапроновая кислота 162
1-Бенэоиламипо-5-хлорпептан 860 Бензоилацетилен, гидратация 271 Бепзоилацетон 792
‘ алкилирование 757
•; бензоилирование 759
•’ нитрозопроизводное димерное 396 реакции 760
.Бензоилацетоуксусный эфир 759,845
!,1-Бензоил-8-бензилпафталин, дегидрирование 738
.'о-Бензоилбензойпая кислота 774
‘;тр^т-Бутиловый эфир 279
!‘Веяэоилглицил-Р, ^лейцинамид,омыле
ние 321
Бензоилизоцианат 445
Бензоилирование 434
аминокислот 433
оксисоединений 350
Бензоилкарбияол 854 ацетат 285
Бензоил-2),/,-лейцпн 321
а-Бензоил-а-метилацетоуксусный эфир, расщеплолие 845
<В-Бензоил-(о-мстилмеркаптоацетофенон 868
1-Бепзоил-4-ме гилппперпдцн 243
N-Бензоил-а-нафтц ламин,азосочетани406Бенвоилнитрат 382Бензоплииперидины 798#изомеризация 860реакции 415Р-Бензоилпропиопнтрпл 795 гидрирование 488p-Бензоилпропионовая кислота 774 восстановление 80Бензоплуксусная кислота, анилид 466Беизоилуксусный эфир 845нптрозироваиие 394Бензоилфенилацетилен 763гидратация 271Н-Бензоил-К'-фенилмочевина 378Бензоилфторид 231Бензоилхлорицреакции 363, 760сульфирование 5771-Бензоил-2-циан-1,2-дигидро хинолин 71 75Бензоилциапид, реакции 511 б-Бензоилцистеамни 589 К-Бензоил-^-эфедрин 511 Бензойная кислота 299, 302, 319, 775, 839, 882ангидрид 359, 360галогенирование 173 «оксипитрование» 380 сульфирование 567 эфиры 78, 84 — фениловый 347— этиловый 345, 363, 723, 788Бензоин 715оксим, восстановление 526реакции 592февилгидразон, расщепление 324Бензоиновая (ацилоиновая) конденсация 715Бензоины, окисление 307Бензолалкилирование олефинами 696галогенирование замещением 142, 143, 144, 145— присоединением 105, 106 гидрирование 25, 45, 47 меркурирование 653 меченный 14С 880, 881 нитрование 382, 383 окисление 2983-Бензолазо-1,5-дифенилформазап 4042-Беизолазо-4-метоксифенол, восстановление 529Бснзолазоформазаны 404Беизол-1,3-дисульфокислота 564реакции 328Беизол-1,4-дпсульфокислота 602Боизолсульфеновая кислота, диметила мп л 623Бензолсульфинамид 622Беизолсульфинолая кислота 578, 601, 610 ангидрид 624N-Бензоил-а-нафтц ламин,азосочетани406Бенвоилнитрат 382Бензоплииперидины 798#изомеризация 860реакции 415Р-Бензоилпропиопнтрпл 795 гидрирование 488p-Бензоилпропионовая кислота 774 восстановление 80Бензоплуксусная кислота, анилид 466Беизоилуксусный эфир 845нптрозироваиие 394Бензоилфенилацетилен 763гидратация 271Н-Бензоил-К'-фенилмочевина 378Бензоилфторид 231Бензоилхлорицреакции 363, 760сульфирование 5771-Бензоил-2-циан-1,2-дигидро хинолин 71 75Бензоилциапид, реакции 511 б-Бензоилцистеамни 589 К-Бензоил-^-эфедрин 511 Бензойная кислота 299, 302, 319, 775, 839, 882ангидрид 359, 360галогенирование 173 «оксипитрование» 380 сульфирование 567 эфиры 78, 84 — фениловый 347— этиловый 345, 363, 723, 788Бензоин 715оксим, восстановление 526реакции 592февилгидразон, расщепление 324Бензоиновая (ацилоиновая) конденсация 715Бензоины, окисление 307Бензолалкилирование олефинами 696галогенирование замещением 142, 143, 144, 145— присоединением 105, 106 гидрирование 25, 45, 47 меркурирование 653 меченный 14С 880, 881 нитрование 382, 383 окисление 2983-Бензолазо-1,5-дифенилформазап 4042-Беизолазо-4-метоксифенол, восстановление 529Бснзолазоформазаны 404Беизол-1,3-дисульфокислота 564реакции 328Беизол-1,4-дпсульфокислота 602Боизолсульфеновая кислота, диметила мп л 623Бензолсульфинамид 622Беизолсульфинолая кислота 578, 601, 610 ангидрид 624Вензоцлмуракьицая кислота 832 Бензоилнафталин восста нов лен ие 80 дегидрпроиакае 736
N-Бензоил-а-нафтц ламин,азосочетани
406
Бенвоилнитрат 382
Бензоплииперидины 798#
изомеризация 860
реакции 415
Р-Бензоилпропиопнтрпл 795 гидрирование 488
p-Бензоилпропионовая кислота 774 восстановление 80
Бензоплуксусная кислота, анилид 466
Беизоилуксусный эфир 845
нптрозироваиие 394
Бензоилфенилацетилен 763
гидратация 271
Н-Бензоил-К'-фенилмочевина 378
Бензоилфторид 231
Бензоилхлориц
реакции 363, 760
сульфирование 577
1-Бензоил-2-циан-1,2-дигидро хинолин 71 75
Бензоилциапид, реакции 511 б-Бензоилцистеамни 589 К-Бензоил-^-эфедрин 511 Бензойная кислота 299, 302, 319, 775, 839, 882
ангидрид 359, 360
галогенирование 173 «оксипитрование» 380 сульфирование 567 эфиры 78, 84 — фениловый 347
— этиловый 345, 363, 723, 788
Бензоин 715
оксим, восстановление 526
реакции 592
февилгидразон, расщепление 324
Бензоиновая (ацилоиновая) конденсация 715
Бензоины, окисление 307
Бензол
алкилирование олефинами 696
галогенирование замещением 142, 143, 144, 145
— присоединением 105, 106 гидрирование 25, 45, 47 меркурирование 653 меченный 14С 880, 881 нитрование 382, 383 окисление 298
3-Бензолазо-1,5-дифенилформазап 404
2-Беизолазо-4-метоксифенол, восстановление 529
Бснзолазоформазаны 404
Беизол-1,3-дисульфокислота 564
реакции 328
Беизол-1,4-дпсульфокислота 602
Боизолсульфеновая кислота, диметила мп л 623
Бензолсульфинамид 622
Беизолсульфинолая кислота 578, 601, 610 ангидрид 624
N-Бензоил-а-нафтц ламин,азосочетани
406
Бенвоилнитрат 382
Бензоплииперидины 798#
изомеризация 860
реакции 415
Р-Бензоилпропиопнтрпл 795 гидрирование 488
p-Бензоилпропионовая кислота 774 восстановление 80
Бензоплуксусная кислота, анилид 466
Беизоилуксусный эфир 845
нптрозироваиие 394
Бензоилфенилацетилен 763
гидратация 271
Н-Бензоил-К'-фенилмочевина 378
Бензоилфторид 231
Бензоилхлориц
реакции 363, 760
сульфирование 577
1-Бензоил-2-циан-1,2-дигидро хинолин 71 75
Бензоилциапид, реакции 511 б-Бензоилцистеамни 589 К-Бензоил-^-эфедрин 511 Бензойная кислота 299, 302, 319, 775, 839, 882
ангидрид 359, 360
галогенирование 173 «оксипитрование» 380 сульфирование 567 эфиры 78, 84 — фениловый 347
— этиловый 345, 363, 723, 788
Бензоин 715
оксим, восстановление 526
реакции 592
февилгидразон, расщепление 324
Бензоиновая (ацилоиновая) конденсация 715
Бензоины, окисление 307
Бензол
алкилирование олефинами 696
галогенирование замещением 142, 143, 144, 145
— присоединением 105, 106 гидрирование 25, 45, 47 меркурирование 653 меченный 14С 880, 881 нитрование 382, 383 окисление 298
3-Бензолазо-1,5-дифенилформазап 404
2-Беизолазо-4-метоксифенол, восстановление 529
Бснзолазоформазаны 404
Беизол-1,3-дисульфокислота 564
реакции 328
Беизол-1,4-дпсульфокислота 602
Боизолсульфеновая кислота, диметила мп л 623
Бензолсульфинамид 622
Беизолсульфинолая кислота 578, 601, 610 ангидрид 624
n-Бензолсульфоарсоновая кислота 602
N-Бeнзoлcyльфo-N,-aцeтилaтилeндиaыин 421
Брнзолсульфодибромамид 130
Бензолсульфокислота 563, 673
ангидрид 621
алкиловые эфиры 620
ариловые эфиры замещенных 621 галогенирование 151
БензолсульФонат, реакции 328
Бенаолсульфохлориды 576, 601, 624
Бензолтрцсульфокислота, реакции 328
Бензонитрил 860
нитрование 381, 390
реакции 557
тримеризация 377
Бензонитрилы о-дизамещенные, гидролиз 326
Бензотрифторид, гидролиз 319
Бензотрихлорид 302
Бензофенон 715, 775
азин 474
восстановление 57, 59
' гилразон 474, 548
диметилкеталь 355
оксим, восстановление 526
оксимирование 479
реакции 470, 472, 687, 806, 812
Бенаофенонанил 472, 603, 730
Бензофеноноксим, перегруппировка Бекмана 874
' Бензофенонхлорид/ обмен хлора на серу 586
о-Бензохинон восстановление 65 реакции 702
Бензохиноны 298, 309
Бенвоциклооктанон 771
Бенвпинаколип 878
Бензпинакон 715 изомеризация 878
Бензпинаконовый спирт, дегидратация 679
Бензпирен, роданирование 191
Бензтиазол-2-сульфокислота 611
Бензтриазолы 541
галогенирование 143
Бензтрифторид 192
Бензтрихлорид 192
Бенэфуран, галогенирование 186
Бергманна карбобензоксиметод 369
Бериллнйорганпческие соединения 642
Бетаин 719
Бетаинхлорид 232
Вешана реакция 667
Бис-(алкилксантогепы) 630 хлорирование 626
1,5-Бис-(бензоилмеркапто)-пентан 589
о.о'-Бис-бромметплдифепил, дебромпрова- ние 745
Бис-диазоаминосоединенпя 544
Бис-дибром.метплнафтал(гн, гидролиз 317
Бис-(2,7-дибромфлуоренилндеп) 800
Бис-(а,р-диброматиловый) эфир 222
Бис-1,3-дикетоиндаинлиден 800
4,4,-Бис-(диметиламино)-ааобензол 528
Бис-(3,4-диметонснфенил)-ацетонитрил 781
Бис-изонитрозоацетон 394
2,2'-Бис-(Р-карбокскаинилфенил)-дисуль- фид 600
1,2,4,5-Бис-(о-ксилилен)-гексагидро-си.н.«- тетразин 483
1,32-Бис-(п-метоксифепокси)-дотриакоп- тап 748
Бис-(р-нафтилметил)-сульфид 583
Бис-п-ннтрофенилсурьма, трихлорид 669 ^^-Бис-ХР-експэтил)-гидроксиламин 501 Бисульфитное сульфирование 592 Бисульфитные соединения 481, 555, 558 реакции 483
Бис-сульфоновые эфиры гликолей, алкилирующие агенты 467
Бис-(тиобензил)-метан 588
Бис-(флуоренилиден), окисление 832
Бис-(гг-хлорбензил)-сульфид 584
Бис-(хлорметил)-дисульфид, хлорирование 619
Бис-(а-хлорметиловын) эфир 221, 222
Бис-(о-хлорфенил)-формамидин 461
Бис-(^-хлорфенил)-формамидин, реакции 812
Бис-(Р-хлорэтил)-амип, гидрохлорид 215
Бис-(р-хлоратил)-дисульфид, хлорирование 619
Бис-(а-хлорэтиловый) эфир 221
Бпс-циклопентилиден, изомеризация 877, 878
Биркенбаха — Губо — Уотерса способ галогенирования 140, 141, 145
Бицикло [2,3,3]деканол 886
Блана правило 358, 818
Бланксма синтез дисульфидов 582
Бобру реакция 457
Бородина — Хунсдикера реакция 140, 819
Боргидриды
комплексные 65 сл.
щелочных металлов 86
Борнеол 65, 279
Борорганические соединения 654 сл. ‘
Брауна реакция 242 перегруппировка 860
Бринтцингера метод 516
а-Бромадипиновая кислота, диэфиры 168 а-Бромакриловая Кислота, этиловый эфир 678
а,со-Бромалканы 208
а-Бромалкиловые эфиры 228 1-Бромалкины 149 Бромаль, окисление 166 Бромальдегиды 160, 176 сл. М-(со-Бром-м-амил)-анилпн 244 З-Бром-4-аминотолуол, реакции 321 N-Бромамииы 550
р-Бромизомасляная кислота, метиловый эфир 119а-Бромизомасляный альдегид, алкилирующий агент 424О-Бромпзокапроновая кислота 164Бромированиеаминов 249, 252гетероциклических соединений 186 сл.кетонов 178 сл.КИСЛОТ 161 сл,лактонов 166нитрилов 169• нитросоединений ароматических 173 оксикислот 169, 186 сл.полуацеталей 221простых эфиров 156, 164, 165спиртов 203, 204, 205, 207, 212. 213, 216, 218 сл.сульфокислот 257 сл.углеводов 223, 224фенолов 150, 151циклопов 683, 692е-Бромкапронитрпл, алкилирующий агент 4242-Бром-З-карбметоксипиразин ,252n-Бромкарбобензокснаминокпслоты 434Бромкарбоновые кислоты 119, 824расщепление 873эфиры 709Броыкетояы 245, 246Бромкетоэфиры 858х Бромкротоновые кислоты 678эфиры 166Бромксилолы 143, 321реакции 317, 668Броммалоновая кислота 167Броммасляные кислоты 119, 165гидролиз 315эфиры 165, 224Броммезнтилен 143о-Бромметилбензойная кислота, реакции 771N-Бромметилбутиламип, циклизация 410З-Бром-З-метилгексеп-5, дегидрогалогенирование 682Бромметилировапие 147, 7832-Бром-2-метилпептанон-4 118Бромметилпиридины 230, 2521-Бром-2-метилпропен-1 677З-Бромметилтиофен 1874-Бромметилхииолин 190З-Бром-4-метоксиацетофенон 183а-Бром- р-метоксивалерпановая кислота1308-Бром-9-метоксигсптадецилхлорид 6802-Бром-5-метоксигидрокоричиая кислота, реакции 7714-Б])ом-7-метонсииидапон-1 771а-Бром-р-метоксимасляпая кислота, эфир 1304-Бром-1-метоксипаф1алин 144а-Бром-6-метокснпропионовая кислота, эфир, алкокспбромироваппе 130р-Бромизомасляная кислота, метиловый эфир 119а-Бромизомасляный альдегид, алкилирующий агент 424О-Бромпзокапроновая кислота 164Бромированиеаминов 249, 252гетероциклических соединений 186 сл.кетонов 178 сл.КИСЛОТ 161 сл,лактонов 166нитрилов 169• нитросоединений ароматических 173 оксикислот 169, 186 сл.полуацеталей 221простых эфиров 156, 164, 165спиртов 203, 204, 205, 207, 212. 213, 216, 218 сл.сульфокислот 257 сл.углеводов 223, 224фенолов 150, 151циклопов 683, 692е-Бромкапронитрпл, алкилирующий агент 4242-Бром-З-карбметоксипиразин ,252n-Бромкарбобензокснаминокпслоты 434Бромкарбоновые кислоты 119, 824расщепление 873эфиры 709Броыкетояы 245, 246Бромкетоэфиры 858х Бромкротоновые кислоты 678эфиры 166Бромксилолы 143, 321реакции 317, 668Броммалоновая кислота 167Броммасляные кислоты 119, 165гидролиз 315эфиры 165, 224Броммезнтилен 143о-Бромметилбензойная кислота, реакции 771N-Бромметилбутиламип, циклизация 410З-Бром-З-метилгексеп-5, дегидрогалогенирование 682Бромметилировапие 147, 7832-Бром-2-метилпептанон-4 118Бромметилпиридины 230, 2521-Бром-2-метилпропен-1 677З-Бромметилтиофен 1874-Бромметилхииолин 190З-Бром-4-метоксиацетофенон 183а-Бром- р-метоксивалерпановая кислота1308-Бром-9-метоксигсптадецилхлорид 6802-Бром-5-метоксигидрокоричиая кислота, реакции 7714-Б])ом-7-метонсииидапон-1 771а-Бром-р-метоксимасляпая кислота, эфир 1304-Бром-1-метоксипаф1алин 144а-Бром-6-метокснпропионовая кислота, эфир, алкокспбромироваппе 130
р-Бромизомасляная кислота, метиловый эфир 119
а-Бромизомасляный альдегид, алкилирующий агент 424
О-Бромпзокапроновая кислота 164
Бромирование
аминов 249, 252
гетероциклических соединений 186 сл.
кетонов 178 сл.
КИСЛОТ 161 сл,
лактонов 166
нитрилов 169
• нитросоединений ароматических 173 оксикислот 169, 186 сл.
полуацеталей 221
простых эфиров 156, 164, 165
спиртов 203, 204, 205, 207, 212. 213, 216, 218 сл.
сульфокислот 257 сл.
углеводов 223, 224
фенолов 150, 151
циклопов 683, 692
е-Бромкапронитрпл, алкилирующий агент 424
2-Бром-З-карбметоксипиразин ,252
n-Бромкарбобензокснаминокпслоты 434
Бромкарбоновые кислоты 119, 824
расщепление 873
эфиры 709
Броыкетояы 245, 246
Бромкетоэфиры 858
х Бромкротоновые кислоты 678
эфиры 166
Бромксилолы 143, 321
реакции 317, 668
Броммалоновая кислота 167
Броммасляные кислоты 119, 165
гидролиз 315
эфиры 165, 224
Броммезнтилен 143
о-Бромметилбензойная кислота, реакции 771
N-Бромметилбутиламип, циклизация 410
З-Бром-З-метилгексеп-5, дегидрогалогенирование 682
Бромметилировапие 147, 783
2-Бром-2-метилпептанон-4 118
Бромметилпиридины 230, 252
1-Бром-2-метилпропен-1 677
З-Бромметилтиофен 187
4-Бромметилхииолин 190
З-Бром-4-метоксиацетофенон 183
а-Бром- р-метоксивалерпановая кислота
130
8-Бром-9-метоксигсптадецилхлорид 680
2-Бром-5-метоксигидрокоричиая кислота, реакции 771
4-Б])ом-7-метонсииидапон-1 771
а-Бром-р-метоксимасляпая кислота, эфир 130
4-Бром-1-метоксипаф1алин 144
а-Бром-6-метокснпропионовая кислота, эфир, алкокспбромироваппе 130
р-Бромизомасляная кислота, метиловый эфир 119
а-Бромизомасляный альдегид, алкилирующий агент 424
О-Бромпзокапроновая кислота 164
Бромирование
аминов 249, 252
гетероциклических соединений 186 сл.
кетонов 178 сл.
КИСЛОТ 161 сл,
лактонов 166
нитрилов 169
• нитросоединений ароматических 173 оксикислот 169, 186 сл.
полуацеталей 221
простых эфиров 156, 164, 165
спиртов 203, 204, 205, 207, 212. 213, 216, 218 сл.
сульфокислот 257 сл.
углеводов 223, 224
фенолов 150, 151
циклопов 683, 692
е-Бромкапронитрпл, алкилирующий агент 424
2-Бром-З-карбметоксипиразин ,252
n-Бромкарбобензокснаминокпслоты 434
Бромкарбоновые кислоты 119, 824
расщепление 873
эфиры 709
Броыкетояы 245, 246
Бромкетоэфиры 858
х Бромкротоновые кислоты 678
эфиры 166
Бромксилолы 143, 321
реакции 317, 668
Броммалоновая кислота 167
Броммасляные кислоты 119, 165
гидролиз 315
эфиры 165, 224
Броммезнтилен 143
о-Бромметилбензойная кислота, реакции 771
N-Бромметилбутиламип, циклизация 410
З-Бром-З-метилгексеп-5, дегидрогалогенирование 682
Бромметилировапие 147, 783
2-Бром-2-метилпептанон-4 118
Бромметилпиридины 230, 252
1-Бром-2-метилпропен-1 677
З-Бромметилтиофен 187
4-Бромметилхииолин 190
З-Бром-4-метоксиацетофенон 183
а-Бром- р-метоксивалерпановая кислота
130
8-Бром-9-метоксигсптадецилхлорид 680
2-Бром-5-метоксигидрокоричиая кислота, реакции 771
4-Б])ом-7-метонсииидапон-1 771
а-Бром-р-метоксимасляпая кислота, эфир 130
4-Бром-1-метоксипаф1алин 144
а-Бром-6-метокснпропионовая кислота, эфир, алкокспбромироваппе 130
г Броманглдрпды карбоновых кислот 236
К Бромапизолы 156, 249
№ о-Броманилин, N-алкплированпе 464
К п-Броманилия 156, 157, 158
к Бромантрахиноны 257
Е 9-Бромантрацен 143
Е Бромацотальдегид 176
К диэтилацеталь 99, 176
К сульфокислота 555
К N-Бромацетамид 128, 136
к реакции 308
Г a-Бро.мацетилбромнд, реакции 435
Е 1-а-Бром-N-ацетил-3,4,6-три-О-ацетил-
Е Д-глюкозамип 224
№ Бромацетон 179, 181, 182
К Бромацетонитрил 244
Г Бромацетоуксусные эфиры 179
№ (о-Бромацетофехон 179, 183
К . реакции 586, 753
Ek а-Бромбензальацетофенон, реакции 281
Е- п-Бромбемзальбромид, гидролиз 316
Е л-Бромбензальдегид 248
Е п-Бромбензальдегид 147, 316
№ дегидрирование 799
Е а-Бром-р-бензоилпропионовая кислота 119
в п-Бромбензоилуксуспая кислота 269
I Бромбензойные кислоты 173, 319
Бромбензол 143, 744
к реакции 721
Е хлорирование 199
Ку n-Бромбензолсульфиновая кислота 578
Е ангидрид 624
к л-Бромбензолсульфокислота 564
Е: п-Бромбензолсульфохлорид 576, 601
к п-Бромбензотрлхлорид, гидролиз 319
к о-Бромбензофенон, восстановление 78
t’ Бромбутаны 114
изомеризация 858
В 1-Бромбутанол-2 125
2-Бромбутаноп-З 181
р БрОмбутилсиы 116, 205
Г а-Бромбутдролактон' 166
Е у-Бромбутпронитрнл, алкилирующий агент
Г а-Бромвалеральдсгид 176
F 6-Бромгексанол-1 206
Е Бромгоксены 122
г 1-Бромгекспн 1-149
f-о-Бромгептаналь 176
Г, Бромгептапы 112, 199
Г а-Бромг.дутаровая кислота, диэфир 168
2-Бромдсцен-1, реакции 690
Р-Бромдигидроэвгенол 118
у Бромдикарбоновые кислоты, диэфиры 165,
• а-Бромднметплвнилин 464
п-Бромдиметпланилин, реакции 406
а-Бром шмотплацеталь 177
о-Бромдпфоннлметая 78
3-Бром-1,1-лифепилпропаион 246
а-Бромдодекановая кислота 164 а-Бромизовэлеральдегид 176 а-Бромизовалерпаповая кислота 164
57 Заказ 1835.
4-Бромминдальная кислота 855
Броммуконовая кислота, окисление 104 а-Бромнафталин 144 реакции 764
Бромнафгалипсульфохлориды 576 4-Бромнафтол 144 а-Бромнитрилы 169 о-Бромнитробензол 249 л-Бромнитробензол 173 2-Бром-4-питротолуол 174 2-Бром-6-нитрофенол-4-сул1.фокпслота 257 сс-Бром-Р-оксимасляная кислота 128 Бромоктаны 199, 216 Бромоформ 200 15-Бромиектадеканол-1 117 Бромпентаны 112, 114, 203, 219 4-Бромпентен-2-овая кислота, эфиры 166 2-Бромпиридин 188, 252 -4-Ь'ромпиридин 252, 230 •а-Бромпробковая кислота, диэфиры 168 1-Бромпропапол-2 125 Бромпропаны 112 <м-Бромпропилбензол 115
•а-Бромпропионилбромид, ацилирование аминов 435
Т)-(а-Б^омирош1Опил)-тлнцпн, аммонолиз
Бромпропионовые кислоты 207,"245 эфиры 119, 164
З-Бромпропионовый альдегид, диметил- ацеталь 118 4-Бромрезорцип 151 эфир 640
Бромртутные соединения 130 ct-Бромсебациновая кислота, диэфиры 168 о-Бромсорбиновая кислота 166 ы-Бромспирты 206 а-Бромстеариновая кислота 824 <о-Бромстпрол, реакции 690 N-Бромсукцинимид 122, 136, 137 реакции 303, 309, 836 1-Бром-5,6,7,8-тетрагидроизохиполин 252 2-Бромтио(6ен 186 п-Бромтиосренол 608 '«-Бромтиоэфиры 259
Бромтолуолы 144, 249 галогенирование 146, 199 0-Б ром-v, у, у-трифтормаслянаякислота
113
Бромуглеводы 224, 259
Бромуксуспая кислота 165 li-Бромундекаповая кислота 119 Бромуидеканолы 117 Бромфенантрены 143, 253 п-Бромфенацилбромид 183 сс-Бромфенилацетальдегид 176 а-Бром-8-фенилвалериановаякислота,
хлорангидрид 873
п-Бромфенплирониоловая кислота, гидратация 269
о-Бром-р-фепилпропионовая кислота 167
а-Бромфенилуксусная кислота 164 эфиры 168
2-Бром-1-фегшлэтиловый спирт 127
Бромфеноксиэтилеп 690
Бромфеиолы 150, 151
а-Бромхлораягидрццы 165
3-Бром(хлор)беняальдегид 178
2-Бром-4-хлорбензтиазол 253
а-Бром-а>-хлорпониловыи альдегид 680
Еромциан 243
реакции 436
Бромцианамиды N-замещенные 243
2-Бромциклогексапоп 182 ■
1-Бромциклогексед, реакции 115
а-Бромциклогексилуксусная кислота, эфиры 168
6-Бромциклогептадиен-1,3 ИТ
2-Бромциклогептанон 182
Броматансульфокислота 589
р-Бромэтиламин 415
гпдробромид 207
2-Бромэтиловый спирт 228
р-Бромэтилфталимид 415
о-Бром-р-этоксипропиоповый альдегид, диэтилацеталь 177
' Бромэфиры 164, 165
•дигалогенирование 680
реакции 751
Буво — Блана реакции 84
Бунте соли 582
Бутадиен-1,3 55, 682, 829
галогенирование 98, 122, 125, 126
гидрирование 45
гидрогалогенирование 116
реакции 704, 793
Бутапдиол-1,4, реакции 209, 331, 493
Бутандисульфокислота 590
н-Бутанол, дегидратация 671
н-Бутансульфохлорид 614
Бутены 671, 676
гидратация 266
тргт-Бутила
гидроперекись 138, 266, 276
перекись 289
Бутиламины 413, 514, 536, 810
N-Бутиланилин 519
Бутилат алюминия 58
трет-Бутилацетат 283
к-Бутилацетоуксусный эфир 935
Бутилбензолы 744, 780
галогенирование 146
реакции 735
н-Бутил-б -бромбутилцианамид 244
н-Бутилбромиды 204, 209, 210
Бутилвинпловый эфир, реакции 118, 711
Бутилдиметилсульфонийподид 586
тарет-Бутилгипохлорит 127
Бутилен, галогенирование и гидрогало- гепирование 114, 125
к-Бутцлпдеп-н-бутилампп, конденсация
471
emop-Вутилиденцпануксусная кислота, этиловый эфир 804
трет-БутплизопропИловый эфир 329
я-Бутилиодпд 227
Бутплкарбитол 585
н-Бутиллитий 638
реакции 692
Бут плмагнийхлорид 647
и-Бутилмалоновая кислота декарбоксилирование 820 эфир 820
Бутплмалоновые эфиры 755
н-Бутилметилкетон, диметилЭцетИль 283
н-Бутилмеркаптан 607, 608, 609
mptw-Бутилнитрит 396
Бутиловые спирты
ацетилирование 283
галогенирование 207, 209
эфиры 329
1-и-Бутилпирролидин 244
1-Бутилпирролидон-З, восстановление 87
N-Бутил-п-толуиДин 519
N-н-Бутил-п-толуолсульфамид 468
Бутилфеноксиацетилен, гидратация 271
N-mpem-Бутилфталимид 452
Бутилхлориды 114, 206, 207, 709
реакции 709
mpem-БутилхрОмат, окислитель 303
mpem-Бутилэтилен 681
mpem-Бутилэтиловый эфир 329
Бутины, реакции 120, 693
Бутинолы 691
восстановление 53
Бутин-1-он-З, реакции 474
Бутирамид 431
н-Бутирилмочевина 438
«-Бутирилхлорид 235
«-Бутироин, реакции 492
Бутиролактон
галогенирование 166, 224
реакции 458, 774
Бутлерова—Эльтекоеа реакция 124
2-«-Бутокси-4-аминохинолии 335
Бутоксиацетилен 691
Р-н-Бутоксииропионитрил 281
о-Бутоксппропионовая кислота, нитрил 711
Бугерера синтез аминокислот 719 реакция 321, 495, 497, 503
Бухерера — Хенце синтез 485
Вагнера — Меервейна перегруппировки
876 сл.'
Валерианован иислота 77
Балеролактон, восстановление 77
Валин, реакции 449
Ванилин 833
восстановление 63
реакции 809
Вейганда синтез 590
2-Бератрилипдол, реакции 866
Вератровый альдегид, восстановление ‘ 63
Вератрол 364
галогенирование 142, 156
Виланда метод 449
— реакции 836
Вилъгеродта реакция 852
Вильсмейера синтез 798
Вильсона метод 815
Вильштеттера синтез 683
Вильямсона метод 334
Винилакриловая кислота, гидрирование 45
Винилацетат
переэтерификация 353
реакции 260, 552
Винилацетилен гидрирование 55 реакции 121, 122, 284
Винилбромид 121
реакции 112
Винилбутиловый эфир, реакции 118, 711
Винилгалогениды, реакции 765
Винилирование 283, 372
Вивилкарбицолы, восстановление 77
Випилкетоны 856
реакции 281, 706
Винилмагнийгалогениды 645
Виниловые эфиры
простые, расщепление 362
сложные, присоединение HCN 711
Винилфторид 120
Винилхлорид 121, 676
присоединение галогеноводородов 11t
реакции 552, 553
Бинилэтиловый эфир 678
бромирование 99
реакции 711
эпоксидирование 262
Винная кислота ацетилирование 352 окисление 841 эфиры 344, 851
Бисмуторганические соединения 670
Витамин А 63, 753, 813
Витамин D, 829
Витта метод 539
— реакция 812
Виттига — Людвига синтез 704
Вольфа — Шретера перегруппировка, 882 сл.
Воля метод 479, 824
Воля — Циглера реакция 136
Восстановительное
алкилирование аммиака и аминов 485^
аминирование 486
расщепление 87, 89, 368
Восстановление
азидов 530
азинов 530
азоксисоединени)7 532
азосоединепий 529
альдегидов 716
алюмогидридами 61, 517, 527
амальгамами 716
боргидридамп комплексными 6о сл..
галогензамещеипых 70 сл.
гидразонов о гидразинов 530
кетонов 715 сл.
металлами 22 сл., 55 сл., 518
Галогеппропионовые кислоты 245 Р-Галогенстиролы 135'Галогенсульфинаты 211 а-Галогентиоэфиры 558 а-Галогенфенилацетальдегиды 176 а-Галогенэфиры 159 сл., 334 реакции 748, 751, 765Р-Галогенэфиры, дегалогенирование 679Галоформная реакция 838 сл.Гаттермана — Виланда синтез 881Гаттермана — Коха синтез 777Гекса-О-ацетилмапнит, дезацилирование 368Гексабромциклогексан, дегидрирование 686Гексагалогенбензолы 686Гексагидро-л-аминобензойная кислота 48Гексагидробензойная кислота 49Гексагидроиарбазол 30Гексагидропиримидин 482Гексагидротерефталевая кислота, диазид, расщепление 873Гексагидротриазины 471 н-Гексадекаи 71 Гексадека ид иол-1,2 276 Гексадекандион-2,15, конденсация 807 Гексадеканол, окисление 311 Гексадецен-1, гидроксилирование 276 Гексадиен-1,5 747Гексадиен-2,4, бромирование 100Гексадиен-2,4-овая кислота 803 Гексаконтан 742 Гексаметилацетои 307Гексаметилбензол, окисление 299 Гексаметиленгликоль 85Гексаметилендиамин, фосгенировапие 439Гексаметилеидиизоцианат 439 реакции 734Гексаметилентетрамин см. Уротропин я-Гексан, изомеризация 880 Геисандиолы, реакции 206, 493Гексанитритокобальтиаты диазония 508Гексанон-2 270Гексатриен, галогенирование 98Гексафенилантимонат лития 668Гексахлорантимонат карбоксония 437Гексахлорацетон 178Гексахлорбензол 106Гексахлорциклогексан 105 дегидрирование 686Гексен-З-диоя-2,5 811Гексен-4-ин-2 693о-Гексеновая кислота 46 Гексеныгидрохлорирование 114 реакции 696н-Гексилбенаол 759 ч-Гексилизоциапат 444 М-н-Гексиллактамид 456 н-Гексилоксиметилсульфон 559 н-Гексилфторид 196Гексин-1 галогенирование 149 гидратация 270Галогеппропионовые кислоты 245 Р-Галогенстиролы 135'Галогенсульфинаты 211 а-Галогентиоэфиры 558 а-Галогенфенилацетальдегиды 176 а-Галогенэфиры 159 сл., 334 реакции 748, 751, 765Р-Галогенэфиры, дегалогенирование 679Галоформная реакция 838 сл.Гаттермана — Виланда синтез 881Гаттермана — Коха синтез 777Гекса-О-ацетилмапнит, дезацилирование 368Гексабромциклогексан, дегидрирование 686Гексагалогенбензолы 686Гексагидро-л-аминобензойная кислота 48Гексагидробензойная кислота 49Гексагидроиарбазол 30Гексагидропиримидин 482Гексагидротерефталевая кислота, диазид, расщепление 873Гексагидротриазины 471 н-Гексадекаи 71 Гексадека ид иол-1,2 276 Гексадекандион-2,15, конденсация 807 Гексадеканол, окисление 311 Гексадецен-1, гидроксилирование 276 Гексадиен-1,5 747Гексадиен-2,4, бромирование 100Гексадиен-2,4-овая кислота 803 Гексаконтан 742 Гексаметилацетои 307Гексаметилбензол, окисление 299 Гексаметиленгликоль 85Гексаметилендиамин, фосгенировапие 439Гексаметилеидиизоцианат 439 реакции 734Гексаметилентетрамин см. Уротропин я-Гексан, изомеризация 880 Геисандиолы, реакции 206, 493Гексанитритокобальтиаты диазония 508Гексанон-2 270Гексатриен, галогенирование 98Гексафенилантимонат лития 668Гексахлорантимонат карбоксония 437Гексахлорацетон 178Гексахлорбензол 106Гексахлорциклогексан 105 дегидрирование 686Гексен-З-диоя-2,5 811Гексен-4-ин-2 693о-Гексеновая кислота 46 Гексеныгидрохлорирование 114 реакции 696н-Гексилбенаол 759 ч-Гексилизоциапат 444 М-н-Гексиллактамид 456 н-Гексилоксиметилсульфон 559 н-Гексилфторид 196Гексин-1 галогенирование 149 гидратация 270
Галогеппропионовые кислоты 245 Р-Галогенстиролы 135'
Галогенсульфинаты 211 а-Галогентиоэфиры 558 а-Галогенфенилацетальдегиды 176 а-Галогенэфиры 159 сл., 334 реакции 748, 751, 765
Р-Галогенэфиры, дегалогенирование 679
Галоформная реакция 838 сл.
Гаттермана — Виланда синтез 881
Гаттермана — Коха синтез 777
Гекса-О-ацетилмапнит, дезацилирование 368
Гексабромциклогексан, дегидрирование 686
Гексагалогенбензолы 686
Гексагидро-л-аминобензойная кислота 48
Гексагидробензойная кислота 49
Гексагидроиарбазол 30
Гексагидропиримидин 482
Гексагидротерефталевая кислота, диазид, расщепление 873
Гексагидротриазины 471 н-Гексадекаи 71 Гексадека ид иол-1,2 276 Гексадекандион-2,15, конденсация 807 Гексадеканол, окисление 311 Гексадецен-1, гидроксилирование 276 Гексадиен-1,5 747
Гексадиен-2,4, бромирование 100
Гексадиен-2,4-овая кислота 803 Гексаконтан 742 Гексаметилацетои 307
Гексаметилбензол, окисление 299 Гексаметиленгликоль 85
Гексаметилендиамин, фосгенировапие 439
Гексаметилеидиизоцианат 439 реакции 734
Гексаметилентетрамин см. Уротропин я-Гексан, изомеризация 880 Геисандиолы, реакции 206, 493
Гексанитритокобальтиаты диазония 508
Гексанон-2 270
Гексатриен, галогенирование 98
Гексафенилантимонат лития 668
Гексахлорантимонат карбоксония 437
Гексахлорацетон 178
Гексахлорбензол 106
Гексахлорциклогексан 105 дегидрирование 686
Гексен-З-диоя-2,5 811
Гексен-4-ин-2 693
о-Гексеновая кислота 46 Гексены
гидрохлорирование 114 реакции 696
н-Гексилбенаол 759 ч-Гексилизоциапат 444 М-н-Гексиллактамид 456 н-Гексилоксиметилсульфон 559 н-Гексилфторид 196
Гексин-1 галогенирование 149 гидратация 270
Галогеппропионовые кислоты 245 Р-Галогенстиролы 135'
Галогенсульфинаты 211 а-Галогентиоэфиры 558 а-Галогенфенилацетальдегиды 176 а-Галогенэфиры 159 сл., 334 реакции 748, 751, 765
Р-Галогенэфиры, дегалогенирование 679
Галоформная реакция 838 сл.
Гаттермана — Виланда синтез 881
Гаттермана — Коха синтез 777
Гекса-О-ацетилмапнит, дезацилирование 368
Гексабромциклогексан, дегидрирование 686
Гексагалогенбензолы 686
Гексагидро-л-аминобензойная кислота 48
Гексагидробензойная кислота 49
Гексагидроиарбазол 30
Гексагидропиримидин 482
Гексагидротерефталевая кислота, диазид, расщепление 873
Гексагидротриазины 471 н-Гексадекаи 71 Гексадека ид иол-1,2 276 Гексадекандион-2,15, конденсация 807 Гексадеканол, окисление 311 Гексадецен-1, гидроксилирование 276 Гексадиен-1,5 747
Гексадиен-2,4, бромирование 100
Гексадиен-2,4-овая кислота 803 Гексаконтан 742 Гексаметилацетои 307
Гексаметилбензол, окисление 299 Гексаметиленгликоль 85
Гексаметилендиамин, фосгенировапие 439
Гексаметилеидиизоцианат 439 реакции 734
Гексаметилентетрамин см. Уротропин я-Гексан, изомеризация 880 Геисандиолы, реакции 206, 493
Гексанитритокобальтиаты диазония 508
Гексанон-2 270
Гексатриен, галогенирование 98
Гексафенилантимонат лития 668
Гексахлорантимонат карбоксония 437
Гексахлорацетон 178
Гексахлорбензол 106
Гексахлорциклогексан 105 дегидрирование 686
Гексен-З-диоя-2,5 811
Гексен-4-ин-2 693
о-Гексеновая кислота 46 Гексены
гидрохлорирование 114 реакции 696
н-Гексилбенаол 759 ч-Гексилизоциапат 444 М-н-Гексиллактамид 456 н-Гексилоксиметилсульфон 559 н-Гексилфторид 196
Гексин-1 галогенирование 149 гидратация 270
Восстановление нитрилов 517 нитрозосоединеннй 527 нитросоединений 520 а-окисей 531 оксимов 527 по Буво — Блану 83 — Вольфу 82 — Кижнеру 80, 81 — Клемменсену 78 сл. — Меервейну — Понндорфу — Берлею
фотохимическое 715
S-функций 606
химическое 21 сл., 52, 55
электрохимическое 28, 87, 716
Вюрца реакция 635, 637
Вюрца — Фиттига реакция 640, 742 сл.
Габриэля метод 414 сл.
Галатептоза 325 Галаитоза восстановление 66 простые эфиры 332'~ —
З-Галлоилглюкоза 365
Галогеналкиловые эфиры 118, 221 присоединение к олефинам 122 о-Галогенальдегиды 99 N-Галогенамины 549
Галогеиаягидриды карбоновых кислот 176,
' 231 -сл., 687
N-Галогенариламины 550
Галогеиацетоны 178 3-Галогенацетофенон 178 а-Галогенбензиловые эфиры, изомеризация 859
Галогенбензойные кислоты 312
Галогенгидрины (см. также Хлоргидрины) 63, 125, 228
Галогенирование 90 сл. «аномальное» 111 замещением 92, 132 сл. «нормальное» 111 окислительное 613 присоединением 92, 94 сл.
ct-Галогенкарбонильные соединения, гидролиз 315
Галогенкарбоновые кислоты 161 сл.
галогенангидриды 162 сл., 687
Галогенкетоны 119, 245, 709, 871 реакции 492, 753
Р-Галогенкетоэфиры 553 р-Галогенмаслянан кислота, эфиры 11'3 Галогенметаны при теломеризации 697 а-Галогенозы 222
Галогенпроизводные 90 сл.
восстановление 70 сл.
дегалогенирование 135 дегидрогалогенирование 682 изомеризация 858 сл. ненасыщенные 708 сл.
— присоединение галогена 96
реакции с аммиаком и аминами 413
Гексин-1
гидрогалогенирование 120 Гексоген 539 .
Гелиантин 406
Гемеллитол 78
Генри синтез 221
Гептадиеи-1,6 53
Гептанальоксим, реакции 733 ^ис-Гептандиол-1,2 276 Гептандион-2,6-карбоновая-3 кислота, эфир
Геитаноилуксусная кислота, эфир 790 Гептанол-4-он-З, дегидратация 675 Гептанон-2 270
. восстановительное аминирование 486 Гептафторнитрозопропан, окисление 535 Гептафторпропилмагннйиодид 646 Гептен-1, присоединение НБг 112 Гептен-2-ин-6-ол-1 52
- Гептен-З-он-2 675
. Гептиловый спирт 56, 62 н-Гентиламин 486, 526 4-Гептилнитрит 443
• Гептин-2, гидратация 270 Гептин-2-ол-1 725, 726 Гептоновая кислота, амид 718 Гераниол 46, 849 антраниловый эфир 353 дегидрирование 306
Герца реакция 580
Гваякол 364
расщепление 227, 361 сульфирование 565 Германинорганические соединения 662 Гетероциклические соединения галогенирование 139, 154, 155, 173 186 сл., 229, 252, 258, 259 гидрирование 50 непредельные 683 сл. окисление 300, 831 Гидантоины 483, 485, 815 реакции 809 фторирование 256
Гидразиды 230, 437, 452, 459, 477, 507 восстановление 89 реакции 83, 542 2-Гидразии-7-оксинафталия 497 Гидразииоспирты 426, 501 а-Гидразинпипидины 409 Гидразинсульфокислоты 515 а-Гидразинуксусная кислота, эфир 427 Гидразины 519, 528, 543 алкилирование 426, 427 окисление 546 SHH 378, 380, 541 ензол 514 диспропорционирование 546 изомеризация 865, 866
Гидразодикарбоновые кислоты, эфиры, дегидрирование 546
Гидразониевые соли 543
Гидразоны 82, 371, 401, 474, 504, 508, 850 арилированио 430
Гидразоны восстановление 402, 519, 530 окисление 547, 693, 694 расщепление 324 реакции с HCN 733 Гидракриловая кислота 267 диметиламид 458 Гидратроповый спирт 268 Гидринден, окисление 289 Гидрирование 40 сл. (см. также Восстановление)' аппаратура 40 каталитическое 32, 44, 51, 54, 68, 323, 516 нитрилов 323, 516 сложных эфиров с расщеплением 368 химические методы 52 шиффовых оснований 518 сл.
Гидробензамид 470 нитрование 389 Гидрогалогенирование 111 сл. алкинов 120 сл. олефинов 111
Гидрокоричная кислота 23 амид 852 дибромид 692 нитрил 51 тиоамид 598
Гидрокоричный спирт 63, 75, 774
Гидроксамовые кислоты 437, 449, 460 хлорангидриды 393
Гидроксиламин-ТЧ^-дисульфонат натрия 480
Гидроксиламии — пиридин, оксимиру- юпщй агент 479
Гидроксиламин-О-сульфокислота 543, 544 Гидроксиламины замещенные 427, 525 восстановление 525 окисление 535,
реакции 375, 546 О-эфиры 857
Гидроксилирование 272 сл.
Гидролиз
ацеталей 369 восстановительный 368 галогенидов 344, 316, 318 карбонильных соединений 843, 844 кеталей 369 меркапталей 371 нитрилов 326, 675 ортоэфиров 372 сложных эфиров 365 сл.
Гидроперекиси 288 сл.
удаление из растворителей 291 Гидрохинон 300
ацетилирование 282 окисление 309 реакции 782 эфиры, расщепление 364 Гидрохлорирование 114, 117 сл. Гипогалогепиты 140, 871 как окислители 838 сл. реакции 125, 148, 149
Гиппуровая кислота реакции 809 фениловый эфир 350
Гликозиды 222, 337, 338, 356
N-Гликозиды 222 изомеризация 856
S-Гликозиды 585
Гликозиламипплгалогениды 224
Гликолевая кислота 315 диацетат ангидрида 285
Гликоли 272 сл., 314, 784, 832, 833. 869 дегидратация 682 окисление 309, 840 реакций 203, 205, 208, 224
Гликоциамин 513
Глиоксалевая кислота 841
эфиры 841
Глиоксали 295, 318 ароматические 715
Глицерин галогенирование 205, 207 Р-мопоэфиры 371 сложные эфиры 345 тритиловые эфиры 340 хлоргидрины 207, 334
Глицериновый альдегид 369 ацеталь 275
Глицидиловый спирт, реакции 593 Глипипные кислоты декарбоксилирование 817 эфиры 753 сл., 817
Глицилхлорид 233
Глицин 713
ацетилирование 451 ацилирование 452 бензоилирование 433 галогенирование 233 карбобензоксипроизводное 434 эфир 346, 713
Глутаровая кислота га логенирова нив 167 дегидратация 358, 359 динитрил 167, 764 — омыление 326 моноэфир хлорапгпдрпда 236
Глутаровый ангидрид 358. 359
Глутаровый диальдегид 324
оксим 505 тетраэтилацеталь, галогенирование 161
Глутаконовая кислота, эфир 758
Глутаконовый альдегид, производные, реакции 504, 798
Глюкоза
ацегалироваппе 357 ацетилирование 351 восстановление 66 дпэтплмеркапталь 597 изопропилиденовое производное 357 метилирование 341 оксим, реакции 824 простые эфиры 332 реакции 857
Глюкоза тетраацетат 315 тритильное производное 339
Гомберга реакция 125
Горчичные масла см. Изотиоцианаты
Готье метод 445
Гофмана расщепление 681, 871
Гофмана -- Леффлера реакция 410
Грамин, реакции 796, 797
Графа — Риттера реакции 374
Гребе углеводород 832
Грипьяровские реактивы 644 окисление 289 определение концентрации 646
Груней метод 307
Грундмана реакция 811
Гуанидины 375, 512
Гуанидоуксусная кислота 513
Гуанин, превращение в ксантин 321
Губена — Геша метод 770
Дакина — Веста реакция 453
Дарзана метод 214
Даффа синтез 799
ДДТ 175
гидролиз 319
Дебнера метод 804
Дегалогенирование 70 сл., 678 сл., 742 сл.» 765 сл., 800 сл.
Дегидратация 801 сл. гликолей 682 карбоновых кислот 358 оксикислот 675 спиртов 671 сл., 682, 686, 687
Дегидрирование 683 сл., 735 сл., 7 99 сл. каталитическое 305, 684. 736 сл. окислительное 738 сл. пирохимическое 735 сл. спиртов 303 сл. химическое 685 сл., 799
Дегидробензол 704
Дегидрогалогенирование 135,676 сл.,
682, 689 сл., 765 сл.
Дегидродимсризация фотохимическая 741 сл.
Дегидрокортикостерон 185
Дегидрорезорцин, моноэтиловый эфир 330
Дегидроэпиандростерон, ацетат лактама 875
Дезаминирование 319 восстановительное 87 сл.
Дезилтиогликолелая кислота 592 Дезоксиамшюкетозы N-замещенпые 8оС> б-Дезокси-Д-арабнноза 371 Дезоксикортпкостерон 185 1-Дсзокси-.О-ксилит 83 Дезоксисахара 83, 371, 856 Дскадиен-ЗД-пп-б-диол-З.У 849 Декалин 48 гидроперекись 289. 870 дегидрирование 684
а-Декалон, восстановление 60
Диалкилсульфаты алкилирующие агенты 463, 598 пергидролиз 289<Диалкилсульфиды см. ТиоэфирыДиаллил 747Диаллиламин 423Диаллиловый эфир, расщепление 3653,5-Диаллилсалициловая кислота, эфир 86'2,6-Диаллилфенол 864Диаллилцианамид 423Диальдегиды 317.а^-Диаминоадипиновая кислота 417‘Диаминоалтрахицоны 511Диаминоацеюн 5273,5-Диаминобензопиая кислота 1724,4'-Диа мино-3,3'-димотилдина фтил-1,1'73(Диаминодифенил, реакции 5034,4-Диаминодифенилсульфид 579Диамино-1-метилциклогексан, расщепление 6801,3-Диамипопафталины 5121,5-Диаминопеитан 4152,6-Диаминопиридин 408а,Р-Диаминопропиоповая кислота 797 3,5-Диамино-2,4,6-трииодбензойная кислота 172Диаминоциклогексан, дихлорид 873Диамины, окисление 8401,2'-Диаитра хином лсульфид-2-карбоновая кислота 600Диантрацен 741Диантрон 740, 741Диариларсиновые кислоты 667Диарилацстилепы 694Диарилпмидазолидпны 482Диарилкетокспмы 479Диярилкстоны, реакции 811Диарилмстапы 782дегидродимеризация 741N,N-Диapилэтилeндиaмин, реакции 482Диарилы 794Диароилэтилен 867Диацетил 294монооксим 393п,п'-Ди-(ацетпламинофенил)-сулъфоксид 611л-Диацотилбензол 296Диацетилвилная кислота, ангидрид 352 расщепление 829о,о'-Диацетилдифенилдисульфид 609Диацетилен 693 реакции 687Диацетилспсликоли, восстановление 687N,N,-Диaцeтилцпcтeин, эфир 619Диацетплянтарпая кислота, эфир 779 реакции 8202,4-Диацстокспмеркуряфенол 155Диацетонимин 373Диацетонгидроксиламин 373Диацетоновый спирт 712дегидратация 675 разложение 827Диацплсульфиды, хлорирование 617Диалкилсульфаты алкилирующие агенты 463, 598 пергидролиз 289<Диалкилсульфиды см. ТиоэфирыДиаллил 747Диаллиламин 423Диаллиловый эфир, расщепление 3653,5-Диаллилсалициловая кислота, эфир 86'2,6-Диаллилфенол 864Диаллилцианамид 423Диальдегиды 317.а^-Диаминоадипиновая кислота 417‘Диаминоалтрахицоны 511Диаминоацеюн 5273,5-Диаминобензопиая кислота 1724,4'-Диа мино-3,3'-димотилдина фтил-1,1'73(Диаминодифенил, реакции 5034,4-Диаминодифенилсульфид 579Диамино-1-метилциклогексан, расщепление 6801,3-Диамипопафталины 5121,5-Диаминопеитан 4152,6-Диаминопиридин 408а,Р-Диаминопропиоповая кислота 797 3,5-Диамино-2,4,6-трииодбензойная кислота 172Диаминоциклогексан, дихлорид 873Диамины, окисление 8401,2'-Диаитра хином лсульфид-2-карбоновая кислота 600Диантрацен 741Диантрон 740, 741Диариларсиновые кислоты 667Диарилацстилепы 694Диарилпмидазолидпны 482Диарилкетокспмы 479Диярилкстоны, реакции 811Диарилмстапы 782дегидродимеризация 741N,N-Диapилэтилeндиaмин, реакции 482Диарилы 794Диароилэтилен 867Диацетил 294монооксим 393п,п'-Ди-(ацетпламинофенил)-сулъфоксид 611л-Диацотилбензол 296Диацетилвилная кислота, ангидрид 352 расщепление 829о,о'-Диацетилдифенилдисульфид 609Диацетилен 693 реакции 687Диацетилспсликоли, восстановление 687N,N,-Диaцeтилцпcтeин, эфир 619Диацетплянтарпая кислота, эфир 779 реакции 8202,4-Диацстокспмеркуряфенол 155Диацетонимин 373Диацетонгидроксиламин 373Диацетоновый спирт 712дегидратация 675 разложение 827Диацплсульфиды, хлорирование 617
Диалкилсульфаты алкилирующие агенты 463, 598 пергидролиз 289<
Диалкилсульфиды см. Тиоэфиры
Диаллил 747
Диаллиламин 423
Диаллиловый эфир, расщепление 365
3,5-Диаллилсалициловая кислота, эфир 86'
2,6-Диаллилфенол 864
Диаллилцианамид 423
Диальдегиды 317
.а^-Диаминоадипиновая кислота 417
‘Диаминоалтрахицоны 511
Диаминоацеюн 527
3,5-Диаминобензопиая кислота 172
4,4'-Диа мино-3,3'-димотилдина фтил-1,1'73(
Диаминодифенил, реакции 503
4,4-Диаминодифенилсульфид 579
Диамино-1-метилциклогексан, расщепление 680
1,3-Диамипопафталины 512
1,5-Диаминопеитан 415
2,6-Диаминопиридин 408
а,Р-Диаминопропиоповая кислота 797 3,5-Диамино-2,4,6-трииодбензойная кислота 172
Диаминоциклогексан, дихлорид 873
Диамины, окисление 840
1,2'-Диаитра хином лсульфид-2-карбоновая кислота 600
Диантрацен 741
Диантрон 740, 741
Диариларсиновые кислоты 667
Диарилацстилепы 694
Диарилпмидазолидпны 482
Диарилкетокспмы 479
Диярилкстоны, реакции 811
Диарилмстапы 782
дегидродимеризация 741
N,N-Диapилэтилeндиaмин, реакции 482
Диарилы 794
Диароилэтилен 867
Диацетил 294
монооксим 393
п,п'-Ди-(ацетпламинофенил)-сулъфоксид 611
л-Диацотилбензол 296
Диацетилвилная кислота, ангидрид 352 расщепление 829
о,о'-Диацетилдифенилдисульфид 609
Диацетилен 693 реакции 687
Диацетилспсликоли, восстановление 687
N,N,-Диaцeтилцпcтeин, эфир 619
Диацетплянтарпая кислота, эфир 779 реакции 820
2,4-Диацстокспмеркуряфенол 155
Диацетонимин 373
Диацетонгидроксиламин 373
Диацетоновый спирт 712
дегидратация 675 разложение 827
Диацплсульфиды, хлорирование 617
Диалкилсульфаты алкилирующие агенты 463, 598 пергидролиз 289<
Диалкилсульфиды см. Тиоэфиры
Диаллил 747
Диаллиламин 423
Диаллиловый эфир, расщепление 365
3,5-Диаллилсалициловая кислота, эфир 86'
2,6-Диаллилфенол 864
Диаллилцианамид 423
Диальдегиды 317
.а^-Диаминоадипиновая кислота 417
‘Диаминоалтрахицоны 511
Диаминоацеюн 527
3,5-Диаминобензопиая кислота 172
4,4'-Диа мино-3,3'-димотилдина фтил-1,1'73(
Диаминодифенил, реакции 503
4,4-Диаминодифенилсульфид 579
Диамино-1-метилциклогексан, расщепление 680
1,3-Диамипопафталины 512
1,5-Диаминопеитан 415
2,6-Диаминопиридин 408
а,Р-Диаминопропиоповая кислота 797 3,5-Диамино-2,4,6-трииодбензойная кислота 172
Диаминоциклогексан, дихлорид 873
Диамины, окисление 840
1,2'-Диаитра хином лсульфид-2-карбоновая кислота 600
Диантрацен 741
Диантрон 740, 741
Диариларсиновые кислоты 667
Диарилацстилепы 694
Диарилпмидазолидпны 482
Диарилкетокспмы 479
Диярилкстоны, реакции 811
Диарилмстапы 782
дегидродимеризация 741
N,N-Диapилэтилeндиaмин, реакции 482
Диарилы 794
Диароилэтилен 867
Диацетил 294
монооксим 393
п,п'-Ди-(ацетпламинофенил)-сулъфоксид 611
л-Диацотилбензол 296
Диацетилвилная кислота, ангидрид 352 расщепление 829
о,о'-Диацетилдифенилдисульфид 609
Диацетилен 693 реакции 687
Диацетилспсликоли, восстановление 687
N,N,-Диaцeтилцпcтeин, эфир 619
Диацетплянтарпая кислота, эфир 779 реакции 820
2,4-Диацстокспмеркуряфенол 155
Диацетонимин 373
Диацетонгидроксиламин 373
Диацетоновый спирт 712
дегидратация 675 разложение 827
Диацплсульфиды, хлорирование 617
Декаме гиленднмапшйбромпд 646
Декарбоксилирование 814 сл.
Декарбопилировапие 823 сл.
Дексаметазон 129
Делепини метод 417
Демьянова реакция 885 н-Децилбромид 209 реакции 763
N-н-Децилникотинамид 456
Джепа — Клингемана реакция 402, 510
Диазоалканы 539
реакции 373
Диазоаминосоединения 544
2-[(2'-ы-Диазоацетил)-фенил]-нпфтялин, циклизация 795
Диазоацстоп, разложение 811
Диазоацетофепон’
разложение 811, 883
реакции 855
Диа зодсзоксибензоип - отщепление N2 882, 883 реакции 688
Диаяокарбоновые кислоты, эфиры 245
• Дпазокетоны 245, 855, 883 отщепление азота 89, 811, 882, 883 циклизация 795
о-Диазокоричная кислота, реакции 600
Диазомстап 536, 548, 885
разложение 548
реакции 342, 349, 510, 710, 719, 792 884
Диазониевые соли восстановление 515 гсксанитрокобальтиаты 508 ксантогенаты 599 пербромиды, реакции 541, 542 стабилизация 540 трифторацетаты 321 фторбораты 321, 541 «Диазонипббтаияы» 884 1-Диазононадеканон-2, разложение 811 1-Диазо-2-оксинафталинсульфокпслота, реакции 602
Диазосоединения 411, 512, 546, 722 разложение 88, 670, 794, 811, 882 сл. реакции 12.3, 320, 508, 541, 542, 544, 600—602, 635, 651, 652, 663, 664, 667, 669, 710, 792-795„
Диаэосульфаниловая кислота, реакции 602 Йиазосульфонаты 515 иазотаты, окисление 538
Диазотирование 320, 508 ароматических аминов 539 протеинов 541 прямое 411
Диазоуксуспый эфир 549
разложение 548, 811 реакции 710, 792, 793
Диазоцпаппды 400
Р-Дпалкнламиноэтаполы 501
Диалкплборан 52
Дналкплгалогенампны 549
Диалкилкетены 821
Дибензамид 437
Дибензантрацен, производные 811
Дибензил 744
реакции 735
Дибензиламин 423, 487
реакции 857
1-Днбевзиламино-1-дезокси-Р-фруктоза 857
'Дибензилдисульфид 582
Й
ибензилкетон, реакции 807
ибензиловый эфир, изомеризация 865
Дибензилсульфид, окислительное хлорирование 614
Дибензилсульфоксид 611
1,4-Дибензоплоутан 236, 770
К^'-Дибензоилгидразин 437 метилирование 465
Дибензоилметан 271, 788 .
натриевая соль 760
нитрозопроизводное димерное 396 3,8-Дибензоилпирен, дегидрированйе 737 Дибензоилзтилен 770, 867
Ди-(бензтиазолпл)-дисульфид 610
Дибензфуран, галогенирование 186
а,а'-Дибромадипиновая кислота 167
диальдегпд 176
эфиры 168
N,N-fln6poM-4-aMHnoreuTaH 410 2,6-Дибромалилин 157 9,10-Дибромантрацен 143 Дибромацетилен 148
1,3-Дибромацетон 179, 180, 182 2,5-Дибромбензолсульфохлорид 576 ДиСфОмбензолы 137, 249 1,4-Дибромбутап 209, 228
реакции 590
Дибромбутсны 98, 686
1,6-Дибромгексан, реакции 334
2,5-Дибромгексеп-З 100
а.РгДибромгидрокоричная кислота 102, 691
этиловый эфир 69
сс,а'-Дибромглутаровая кислота 167
1,10-Дибромдекан, реакции 756
9,10-Дибром-9,10-дигидроантрацен 107
9,1О-Дибром-9,Ю-дигидрофенантрен 107
2,5-Дибромдигидрофуран 160
Дибром-2,3-диметилбутаи 134
1,3-Дибром-2,2-диметилпропан, дебромп- рованпе 750
Дибром-1,4-дифенилбутап, дегидрогалогенирование 682
Дибромдифспилы 143, 253
1,2-Дибром-1,2-дифенилэтан 97 п,п'-Дибром-а,а'-дицнаБстильбен 799 1,12-Дибромдодекаидион-2,Н 246
Дибромизобутан, гидролиз 861 а,а'-Дибромизоцроиила перекись 293 Дпбромнетоны 246 реакции 861
Дпбромкорпчнын эфир, дегалогенирование 679
л-Дибром-л-ксилол, окисление 301 а,а'-Дибром-о-ксилол 147
Дибром левулиновая кислота 163
Диброммалеиновая кислота 104
Диброммалоновая кислота 167
хлорангидрид 688
а,0-Диброммасляная кислота 101
дегидрогалогенирование 678
сс,у-Диброммасляная кислота, бромангид- рип 166
Диброммета н 72
а,а'-Дибромметилизопропилкетон, реакции 861
1,5-Дибром-З-метилпентан 243
Дибром-2-метилпропап, дегидрогалогенирование 677
8,9-Дибром-9-метоксинонилхдорид 680
1,3-Дибром-1-метоксипропан 118
Дибромнафталины 253
3,5-Дибром-4-оксиацетофенон 183
3,5-Дибром-4-оксибензойная кислота, галогенирование 172
3,5-Дибром-4-оксипиридин 189
1,5-Дибромпентан 226, 243
реакции 419
а,а-Дибромпимслиновая кислота 167
3,6-Дибромпиридазин 230
3,5-Дибром-4-пиридон, галогенирование 173
4,5-Дибромпирокатехин 142, 1,51
Дибромпронап 210
реакции 764
1,3-Дибромпропанол-2 213
Дибромпропанол 99^100
2,3-Дибромпропилен-1 135
а,в-Дибромпропионитрил 102, 103
а,р-Дибромпропионовая кислота дегидробромирование 692 эфиры 101, 678, 679
Дибромрезорцин 151
а,а'-Дибромсебациновая кислота 168
а,р-Дибромстирол 104
а.а'-Дибромсукциндиальдегид 176
Дибромтерефталевая кислота 301
Дибромтиофен 186
Дибром-п-толуидин, диацетилирова- ние 451
Дибром-п-толуиловая кислота 301
Дибромуксусная кислота 166
ДибрОМ-1-фенилпропиловый спирт 10О
1,2-Дибром-1-фенилэтан 97
Дибромфенол 150
9,9-Дибромфлуорен, гидролиз 316
Дибромфумаропаи кислота 104
Дибром-9-хлорфлуорепон, реакции 800 цис-! ,2-Дцбромцнклогексап 115
2,6-Дибромциклогексанон, гидролиз 861
Дибромциклогептен, реакции 683
7,8-Дибромцикло [0,2,4]октадиен-2,4 95
Дибромццклопентеиы 97
Дибромэтапы 112, 121
реакции 693
1,2-Дибромэтплеп 103
а, Р-Дибромэтплмстиловый эфир 99
а,р-Дибромэтилэтиловый эфир 161
дегидробромирование 689
1,2^Дибромэтокспэтан 99
Дибромянтарная кислота 167
дебромирование 679
дегидробромирование 691
Дибутиламия 87
N,N-Дибyтилaнилин 420, 465
Ди-и-бутилацетилен, окисление 882
Ди-трего-бутплбутадиепы, реакции 701
Ди-/<-бутиддисульфид 582
восстановление 609
Ди-трет-бутилкарбинол дегидратация 671 окисление 307
Й
и-трет-бутилкетон 761
ибутилмеркаптали 596
Дибутилмеркаптолы 596
Ди-к-бутиловый эфир 227
Ди-н-бутилсульфид, окислительное хлорирование 614
Ди-и-бутилуксусная кислота 882
NtN-Дибутилформамид 441
Ди-трет.-бутилэтилен, озонирование 262
Дивинилацетилены, гидратация 272
о-Дмвияилбенаол 812
Дигалогеналканы 225, 227, 362
Дигалогеналкиламины 549
3,5-Дигалогенаминобензойная кислота 169 а,р-Дигалогенгидрокоричные кислоты, декарбоксилирование 135
Дигалогенднкарбоновъге кислоты, дпэфи- ры 167
ге-и-Дигалогениды, гидролиз 316
3,5-Дигалоген-4-оксибензойная кислота 169
Дигалогеполефины, дегалогенирование 692
3,5-Дигалогенсалициловые кислоты 169 галогенирование 172
Дигалогенциклоолефины, дегалогенирование 692
2,2-Дигидразодитиазол, реакции 866
Дигидроантрацеи, дегидродимеризация 741
9,10-Дигидроа нтра цен-9,10-эндоэтилендн- кариоиовая-1,2-кислота 704
Дигадрозимостерин, бензоат, реакции 847
Дигидролутидиндикарбоновая кислота, эфир 683
5,8-ДигидрОиафтол-1 25
Дигидропиран 856
3,8-Дигидропирен 25
Дигидрорезорцин 49
производные 706
Дигидротолуол 680
9,10-Дитидрофенантрен 48^ 745
Дигидрофанантрол 865
Диглим 65
1,8-Дидеэокси-1,6-дииод-2,4;3,5-димети- лен-#-сорбит 220
Диеновый синтез 700 сл.
Диенон-фанольная перегруппировка 879
Диены 682 сл.
аутоокисление 260
реакции 700 сл.
9,10-Дии8оампл-9,10-днгидроантрацен 745
Диизобутилкетоп, восстановительное ai нирование 486
Диияобутилтетралпн 745 К^-Диизопропилгидразин 488 1,2;5,6-Диизопропилидепглюкоза 357 бензилирование 339
Диизопропилкетен 821 реакции 722, 727
Динзопропиловый эфир правила.обращения 291 расщепление 227
Диизоциаиаты, реакции 734 а,ы-Дииодалкаиы 210 2,6-Дииод-4-аминоанизол, реакции 402 2,4-Динодаиизод 156, 157 2,4-Дииоданилин 154 Дииодацетилеи 149, 200 п-Дииодбензол 145, 250 1,4-Дииодбутан 227 1,6-Дииодгексаи 211 3,4-ДинОд-2,5-дииетилфуран 189 Дииодкетоны 246 Дииодметап 72 2,5-Дииод-З-метилтиофсн 189 2,6-Дииод-4-иитроаиилин 158 3,5-Дипод-4-оксипиридин 189
Р-(3,5-Дииод-4-оксифенил)-пропионовая кг слота 153
3.5'Дииод-4-оксифеяилуксусная кислота 152
5,7-Дииод-8-оксихинолпн 154 3,5-Динодсалициловая кислота 154 3,5-Дииодтирозин 152
3,5-Дииодтиронин 152 2,4-Дииодфенол 155 1,2-Дииодэтилен 1о4 реакции 765
2 5-Ди-(кали6-ауи-питро)-циклопсцтаноп '385
о,о'-Дикарбоксщщфенилдисульфид 60(
Дикарбоновые кислоты 756, 834, 835 галогенирование 166 сл.
дегидратация 358
дигалогенангидриды 167, 168, 259 динитрилы 167, 199
Дикарбэтоисикарбаминовая кислота, эфир 438
1,Г-Ди-(карбэтоксинафтол)-4,4'-дисуль- фид 609
3,5-Дикарбэтоксп-4-оксиизоксазол 394
. Дикетены
расщепление 688
реакции 770
Дпмтовы 194, 271, 295, 779, 787, 792, 796 алкилирование 757 восстановление 27, 59, 79 гидролиз 843, 844 реакции 706, 802
Дикетопиперазин, реакции 809
Дикетоэфиры 787
Дикетоянтарная кислота, эфир 296
Дикмана метод 791
Дп-.н-ксилилсульфон 577
Дильса— Альдера диеновый синтез 700 сл.
Димезилкстен, реакции 722
Димезитмлкарбпнол 63
Димезитилкетон, восстановление 6,3
Димеризация 293
альдегидов 313, 712
диенов 703
кетонов 688
окислительная 738 сл.
1,2-Дп-(меркаптометил)-цпклО1 ексаны, окисление 610
Димеркаптопептан, S-бензоилирова- пие 589
Димеркуритиофен 652
р,0-Диметилакриловая кислота 804, 839, 848, 861
реакции 128, 130
Х^-Диметил-р-аланип 459
Диметилаллеп 850
Диметилампн 464
нитрование 538
реакции 494, 785, 786, 867
в-Диметиламипоазобсизол 406
сульфокислота 406
п-Диметиламиноацстанплид, нитрование 388
Дпметиламиноацстон 424
71-Дпметнламинобепзальдегпд, реакции 804, 805
п-Диметиламинобензойная кислота, азосочетание 406
2,4-Диметил-1-аминобепзол-6-сульфокис- лота 566
Диметиламиноборан, восстановитель 519
1-Димстиламииобутаноп-З 494
1-Диметиламинобутин-2, хлорирование 693 п-Диметиламинокоричная кислота, эфир 805 Р-Диметпламипокротоновая кислота, эфир 473
Диметиламинометилбепзамид, реакции 787 4-Диметиламлноииридип 505 2,4-Диметил-6-амипопиримидин 376 Р-Диметиламппопропиофепон 785
реакции 795, 796
1-Диметпламино-2,2,3,3-тетрахлорбутаи 693
Днметиламнпоцинлогептея, реакции 683 р-Диметплампиоэтилхлорид, алкилирующий агент 759
N^-Дилгегил-тг-аиизидян, нитрование 388
Диметилавплин 465, 493
нитрование 388, 536
нитрозпронание 399
реакции 503, 775
сульфокислоты 566
а.а-Диметплацстоуцсусньгй эфир, алкоголиз 845
Диметилбепзампд, реакции 798
Димстилбевлиламин 489
2,3-Диметилоонзилоиып спирт, гидрирование 78
я.п'-Диметилбензоила перекись 105
р-(2,4-Диметплбепзоил)-а1;риловая кислота
775
п-Диметилбспзойваи кислота 775
4,5-Диметилбепзохпнон-1,2 299
2,3-Диметилбутадисн 682
2,3-Диметилбутан, бромирование 134
Диметил-в-бутиламип 489 3,4-Диметилгександиол-3,4 716 Диметилгептиламип 490 5,5-Диметилгидантоип 485
N,N,-ДимeтилгидpaзШI 465, 476, 515, 528 дегидрирование 546
Диметилгидриндан 781
16,17-Димегилдибензантрон 739
Диметил-1,2-дигидропзохинолшг 858
Диметил-4,6-динптробензол, реакции 295
Диметилдисульфид, хлорирование 619
-Диметил-2,2-дифенил этиленгликоль, изомеризация 879
'-Диметилдифенил, реакции 736
Диметилдихлорсилан 661
1,2-Диметилиделциклогексеп-4 673 а-Диметилизомасляный альдегид 424 Диметилизопропиламин 490
Диметилизопрооилкарбинол, дегидратация 673
Диметилкадмпй 649
Диметплкетазин 474
Диметилкетсп 821
сополимеризация с 03 260
4,4-Диметил-1-кето-1,4-дпгидронафталин, изомеризация 880
Днметплмалоновая кислота 302
декарбоксилирование 821
2,2-Диметил-З-мстиламинОпропионовый альдегид, восстановление 63
Диметилнафталины 744
окисление 298, 300
Диметил-а-нафтиламип 244
реакции 436
Диметил-р-нафтиламин 463 3,4-Диметил-1-нафтилацетат 880 2,3-Диметил-1,4-нафтохпноп 298 2,6-Диметплпикотиновая кислота, этиловый эфир 474
Диметилнитрометан, реакции 796
Диметилолово, дигалогениды 663 2,6-Диметилпиридип, нитрование 392 2,6-Диметилпирон-4, расщепление амином
499
Дпмстилпроииламин 490
Диметилртуть 650
0, р-Диметилсерин 130
Диметилсульфат, реакции 225, 340, 348, 463, 599
Диметилсульфнд, хлорирование 618
Дпметплсульфоксид, реакции 442, 763, 764
Димстилтетра гид рофуран, расщепление 225
Диметплтиоурацпл, аллилхлорпрованпе
Диметилтиохромой 596
n.n'-Дпметилтолан, гидратация 269
о-Динитробенвол 509реакции 603, 604п-Динитробензол 509Динитробенволдиазонийхлорид 6012,4-Динитробензолсульфиновая кислота (1,4-Динитробутап 3853,4-Дииитрогексен-3 800 л,п'-Динитродибензил 740 2,4-Дипитродиметиланилин 3884,5-Динитро-1,2-диметилбензол 535 о,о'-Динитродифенил 750о,о'-Динитродифенилдисульфид 583окислительное хлорирование 619Дипитродпфониловый эфир, расщепл ние амином 499о,о'-Динитродифенилсульфид 603Динитродифенилсульфон, щелочное расщепление 6162,4-Динитрозорозорцпп 3984,6-Дпнитроизофталевый альдегид 2952,4-Динитроиодбензол 3873,5-Динитро-1-метилпиридон-2 510 Динитропафталины 5092.4-Динитро-1-нафтидамия 4682,4-Диннтро-1-нафтол-7-сульфокпслота 312,4-Динитро^-(р-оксяэтил)-анилин 429Дилитропиррол 3914,4’-Динитростильбен 800дис.ульфокислота, окислительное р«к щепление 8332,4-Динитротиофепол, реакции 5843,3'-Дп-(иитротолпл)-4,4'-дисульфид, окис лительнос хлорирование 614Динитротолуолы 386, 510реакции 8082,4-Динитрофенилалкилсульфоны 6132,4-Динитрофенилампц 499, 5052,4-Динитрофенилгидразин 430, 500реакции 475, 4972,4-Динитрофенилгидразоны 475ацетона 431расщрпление 324Дт<-(о-нитрофеиил)-дисульфид, восстановление 6092.4-Динитрофенил-В-иафтиловый эфир, рас- щепленние 4992,4-Динитрофенилйиридиниевые соли, реакции 504, 5052,4-Динитрофепил-н-проииловый эфир 3362,4-Динитрофопол 380восстановление 5242,4-Динитрофторбензол 197, 386в анилизе пептидов 429реакции 336, 429Дпиитрохиполин 382Динитрохлорбензолы 386реакции 197, 198, 4,30Диоксаны 784аддукт с SO, 560дибромид 100, 158правила работы 291реакции 853хлорирование 160о-Динитробенвол 509реакции 603, 604п-Динитробензол 509Динитробенволдиазонийхлорид 6012,4-Динитробензолсульфиновая кислота (1,4-Динитробутап 3853,4-Дииитрогексен-3 800 л,п'-Динитродибензил 740 2,4-Дипитродиметиланилин 3884,5-Динитро-1,2-диметилбензол 535 о,о'-Динитродифенил 750о,о'-Динитродифенилдисульфид 583окислительное хлорирование 619Дипитродпфониловый эфир, расщепл ние амином 499о,о'-Динитродифенилсульфид 603Динитродифенилсульфон, щелочное расщепление 6162,4-Динитрозорозорцпп 3984,6-Дпнитроизофталевый альдегид 2952,4-Динитроиодбензол 3873,5-Динитро-1-метилпиридон-2 510 Динитропафталины 5092.4-Динитро-1-нафтидамия 4682,4-Диннтро-1-нафтол-7-сульфокпслота 312,4-Динитро^-(р-оксяэтил)-анилин 429Дилитропиррол 3914,4’-Динитростильбен 800дис.ульфокислота, окислительное р«к щепление 8332,4-Динитротиофепол, реакции 5843,3'-Дп-(иитротолпл)-4,4'-дисульфид, окис лительнос хлорирование 614Динитротолуолы 386, 510реакции 8082,4-Динитрофенилалкилсульфоны 6132,4-Динитрофенилампц 499, 5052,4-Динитрофенилгидразин 430, 500реакции 475, 4972,4-Динитрофенилгидразоны 475ацетона 431расщрпление 324Дт<-(о-нитрофеиил)-дисульфид, восстановление 6092.4-Динитрофенил-В-иафтиловый эфир, рас- щепленние 4992,4-Динитрофенилйиридиниевые соли, реакции 504, 5052,4-Динитрофепил-н-проииловый эфир 3362,4-Динитрофопол 380восстановление 5242,4-Динитрофторбензол 197, 386в анилизе пептидов 429реакции 336, 429Дпиитрохиполин 382Динитрохлорбензолы 386реакции 197, 198, 4,30Диоксаны 784аддукт с SO, 560дибромид 100, 158правила работы 291реакции 853хлорирование 160
о-Динитробенвол 509
реакции 603, 604
п-Динитробензол 509
Динитробенволдиазонийхлорид 601
2,4-Динитробензолсульфиновая кислота (
1,4-Динитробутап 385
3,4-Дииитрогексен-3 800 л,п'-Динитродибензил 740 2,4-Дипитродиметиланилин 388
4,5-Динитро-1,2-диметилбензол 535 о,о'-Динитродифенил 750
о,о'-Динитродифенилдисульфид 583
окислительное хлорирование 619
Дипитродпфониловый эфир, расщепл ние амином 499
о,о'-Динитродифенилсульфид 603
Динитродифенилсульфон, щелочное расщепление 616
2,4-Динитрозорозорцпп 398
4,6-Дпнитроизофталевый альдегид 295
2,4-Динитроиодбензол 387
3,5-Динитро-1-метилпиридон-2 510 Динитропафталины 509
2.4-Динитро-1-нафтидамия 468
2,4-Диннтро-1-нафтол-7-сульфокпслота 31
2,4-Динитро^-(р-оксяэтил)-анилин 429
Дилитропиррол 391
4,4’-Динитростильбен 800
дис.ульфокислота, окислительное р«к щепление 833
2,4-Динитротиофепол, реакции 584
3,3'-Дп-(иитротолпл)-4,4'-дисульфид, окис лительнос хлорирование 614
Динитротолуолы 386, 510
реакции 808
2,4-Динитрофенилалкилсульфоны 613
2,4-Динитрофенилампц 499, 505
2,4-Динитрофенилгидразин 430, 500
реакции 475, 497
2,4-Динитрофенилгидразоны 475
ацетона 431
расщрпление 324
Дт<-(о-нитрофеиил)-дисульфид, восстановление 609
2.4-Динитрофенил-В-иафтиловый эфир, рас- щепленние 499
2,4-Динитрофенилйиридиниевые соли, реакции 504, 505
2,4-Динитрофепил-н-проииловый эфир 336
2,4-Динитрофопол 380
восстановление 524
2,4-Динитрофторбензол 197, 386
в анилизе пептидов 429
реакции 336, 429
Дпиитрохиполин 382
Динитрохлорбензолы 386
реакции 197, 198, 4,30
Диоксаны 784
аддукт с SO, 560
дибромид 100, 158
правила работы 291
реакции 853
хлорирование 160
о-Динитробенвол 509
реакции 603, 604
п-Динитробензол 509
Динитробенволдиазонийхлорид 601
2,4-Динитробензолсульфиновая кислота (
1,4-Динитробутап 385
3,4-Дииитрогексен-3 800 л,п'-Динитродибензил 740 2,4-Дипитродиметиланилин 388
4,5-Динитро-1,2-диметилбензол 535 о,о'-Динитродифенил 750
о,о'-Динитродифенилдисульфид 583
окислительное хлорирование 619
Дипитродпфониловый эфир, расщепл ние амином 499
о,о'-Динитродифенилсульфид 603
Динитродифенилсульфон, щелочное расщепление 616
2,4-Динитрозорозорцпп 398
4,6-Дпнитроизофталевый альдегид 295
2,4-Динитроиодбензол 387
3,5-Динитро-1-метилпиридон-2 510 Динитропафталины 509
2.4-Динитро-1-нафтидамия 468
2,4-Диннтро-1-нафтол-7-сульфокпслота 31
2,4-Динитро^-(р-оксяэтил)-анилин 429
Дилитропиррол 391
4,4’-Динитростильбен 800
дис.ульфокислота, окислительное р«к щепление 833
2,4-Динитротиофепол, реакции 584
3,3'-Дп-(иитротолпл)-4,4'-дисульфид, окис лительнос хлорирование 614
Динитротолуолы 386, 510
реакции 808
2,4-Динитрофенилалкилсульфоны 613
2,4-Динитрофенилампц 499, 505
2,4-Динитрофенилгидразин 430, 500
реакции 475, 497
2,4-Динитрофенилгидразоны 475
ацетона 431
расщрпление 324
Дт<-(о-нитрофеиил)-дисульфид, восстановление 609
2.4-Динитрофенил-В-иафтиловый эфир, рас- щепленние 499
2,4-Динитрофенилйиридиниевые соли, реакции 504, 505
2,4-Динитрофепил-н-проииловый эфир 336
2,4-Динитрофопол 380
восстановление 524
2,4-Динитрофторбензол 197, 386
в анилизе пептидов 429
реакции 336, 429
Дпиитрохиполин 382
Динитрохлорбензолы 386
реакции 197, 198, 4,30
Диоксаны 784
аддукт с SO, 560
дибромид 100, 158
правила работы 291
реакции 853
хлорирование 160
Диметил-п-толилсульфониймстиадульфат 599
Диметил- п-то^уидип азосочетание 406 нитрование 382, 388
Димстилфсиацилсульфонийбромид 586 N,N-Димeтил-N'-фeнилaцeтaмидип 469 1,1-Диметил-З-фенилпропанол, дегидратация 781
Диметилфенилсульфопийпсрхлорат 592
N,N-Димcтил-N,-фeнилфopмaмидин 469 3,4-Диметилфенол, окисление 299 Диметилформамид 65 реакции 442, 469, 799
Диметилфталан, гидроперекись и перекись 292, 293
Диметилциклогексадиеп-1,4 25
цис-Диметилциклогексен, гидроксилирование 274 .
1,2-Диметилциклогекссп-4 674 Х^-Диметилциклогексилампн 491 1,1-Диметилциклопропан 750
' Диметилэтипилкарбинол 714
Диметоксибензальдегид 728 реакции 810
.3,4-Диметоксибензальдегидцпангпдрпп, реакции 781
«,п'-Диметоксибензофеноноксим, изомеризация 875
З.З'-Диметоксидибензил, галогепированпе 157
1,4-Диметокси-2,6-дибензоксибензол, гидролиз 362
4,4'-Диметоксидинафтил-1,1' 739
п,п'-Диметоксидифенилов!,гй эфир, дезал- килировапие 361
2,3-Диметоксикоричная кислота 804 2,3-Диметокси-й)-нитростирол 810 Диметокситетранитродифенилсульфид 603 2,6-Диметокситолуол 759 Ди-(метоксифенил)-дисульфпды 610 2,6-Диметоксифениллитии 640 4,5-Диметоксифталальдегид 303
Диметоксифталап 354
4,5-Диметоксифталиловый спирт, окисление 303
Диморфолинофенилметан 481
1,1'-Динафтил 739, 748, 775 дегидрирование 736
Ди-(Р-нафтил)-амин 497, 503 а.Р-Динафтилсульфид 585 Ди-а-нафтилтиомочевиыа 440 2,4-Динитроанизол, реакции 500 Динитроанилины 89, 430, 499, 618 диазотирование 539
9,10-Динитроантрацеи 386
2,4-Динитробензальдегид, л-дпэтилампно- анил 412
2,6-Динитробензальдегид, реакции 313 3,5-Динитробензойная кислота 390 л-Динитробензол, восстановление 523
Диоксен 679
Диоксиантрахинон-2-сульфокислота
Диоксиантрацен, простые эфиры 331
Диокскацетон, окисление 311 Диоксибензойные кислоты галогенирование 151 гидрирование 49
3,6-Диоксигексагидропиридазин 230 1,2-Диокси-1,2-Дигидроиафталин 65 4,4' - Диоксидифениламин 503 4,4'-Диоксидифешгловый эфир 361 2,6-Диоксиметилфенолы 784 2,5-Диокси-6-метоксиацетофенон 287 .1,8-Диоксинафталип 328 Диоксинафталины 65 окисление 299
Ди-р-оксинафтохинон 741 3,6-Дноксипиридазин 229, 230 2,5-Диоисипиридии 287 9,10-Диоксистеарииовая кислота 274 3*4-Диокси-со-хлорацетофенон 770 1,3-Диоксициклогексантрисульфокис- лота-1,3,5 573
Диолы 84, 86 (см. также Гликоли)
Дипентен, расщепление 829
а,а-Дипиридил 741
Дипнон 769
Дипропенилгликоль 716
Ди-н-пропяланилии 465, 466 нитрозирование 399
4,5-Ди-н-пропилимидазол 492 Дипронилкетен 821 Дипропиояамид 451 Диродан см. Родан Дисилапы 660 ДисиЛоксаны 660
Диспропорционирование по Кдчешкову 662 прй гидрировании 684
Дистирилдисульфиддикарбоновая кислота 609
Дисульфиддпмалоновая кислота 583 Цисульфиддифенилдигликолевая кислота
Дисульфиды 136 , 579 , 580, 582 , 606 , 609, 620 восстановление 608 окисление 611 окислительное хлорирование 614 реакции 614, 619 сл.
Дисульфофталевый ангидрид 570 1,итетралилсульфон 577 ,2-Дитиагидриндан 610 !,3-Дитиадекалины 610 .,3-Дитиатетралин 610 {итизон 380 {птиогликоли, моноэфиры- 615 (итиодигликолевая кислота, эфир 582 1итиодиксантил 741
Дитиокарбаминовая кислота
соли 379, 629
— окисление 630
эфиры 629 сл.
Дитиокарбоиовые кислоты 605
гел-Дитиолы 594
Дитиосалициловая кислота 600
Дитиоугольиая кислота 626
эфир хлорангидрида, реакции 630
Дитиоуретановый метод 581
р,р-Дитолилакриловая кислота 775
Ди-п-толилкарбоднимид, дегидратирующий
агент 624
Ди-п-толилкетон, реакции 687
Ди-п-толилсульфоксид 577
Ди-п-толилсульфон 577
Дитолилэтилен, реакции 775
Дифенил 735
галогенирование 143, 145
реакции 776
сульфирование 570
Дифениламин 409, 502
арилирование 428
ацилирование 451
окисление^ 544
реакции 440, 736
М\М-Дифеиила6етамид 457
ДкфенилацетамиДин, реакции 799
Дифенилацетил, перекись .105
Дифенилацетилен 692, 693
Дифенилацетилхлорид, реакции 688
Дпфепнлацетон, восстановление 57, 63
ю, го-Ди фенилацетофенон 766
^М^Дифенилбензамид 457
1,4-Дифенилбутадиен 682, 802
2,2-Длфенилбутанон-З 879
Дифенилбутатриен 54
Дифенилгалогеяметан, реакции 333
Дифенилгалогоний 635
1,4-Дифенилгексагидротетразин 475
Дифенилгексантетраон-1,3,4,6 790
Дифенилгидразин несимметричный 528
а,р-Дифенилглицидная кислота, амид 266
Дифснилдиааометан 548
реакции 601
Дифенилдианизилэтиленсульфид 616
Дифенилдиацетияен, гидрирование 54
Дифенилди-6-нафтилпинакои 716
Дифенил-4,4'-дитиол 607
Дифенилдихлорметан, дехлорирование 800
N.N-Дифенилизокпдиго 800
Дифенилизокротоновая кислота 802
Дифенилимидаволидины 482
З-Дифенпл-4-иминопарабановая кислота 734
Дифенилкадмий 649
Дифенилка рбаминовая кислота, хлоран-
гидрид 440
Дифенилка рбинол, ацетат 285
Дифенилкетен 437, 688, 882, 883
восстановление 29
реакции 687, 821
Дпфепилкетимин 470
Дифенилмалеиновая кислота, ангидрид 801
Дифенклметан 780
дегидрирование 799
окисление 285
реакции 579, 735
Дифенилметан-4,4'-диизоцианат 439
Дифенилметандиметиддигидразин 476
К-Дифенил^'-метилмочевияа 440
Дифенилмочевнна 506
реакции 439, 446
Дифениловый эфир 336
расщепление 364, 365
Дпфенилоксияитарная кислота, мово- иитрил 713
1,8-Дифенилоктатетраен 802
о),ы-Дифенилпропиофенои 722, 723
Дифенилртуть 650, 651, 653
Дифенилсульфид 579, 585, 600, 604
окисление 612
Дпфеннлсульфоксид 577, 611
Дифенилсульфон 577, 612
Дпфенилтиовкарбонат 628
Дифенилтолилметав 660• ’
Дифепилуксусная кислота 76
бариевая соль 687
Дпфенилуксусный альдегид 29
N.N'-Дифенилформамидин 469
реакции .799, 809
Дифенилфторметилкарбинол 721
п-Дифенилхинон 738
Дпфепилетилен 672, 812
бромирование 97
гидратация 268, 269
перекись 260
соиолимернэацня 1 с О2 260
N.N'-Дифенилэтилевдиамин, реакции 482
Дифенилэтиловый спирт 268
а, <о-Дифеноксиалканы 227
2.2-Дифталимидодитиазолил-5,5 866
1,5-ДифталпмндОпентан 416
Г^ГГ-Диформилгидразин 507
дигидразон 508
ю.ю-Дифторалкаяы 196
Дифтордихлорметан 192
Дифтор-1,2-дихлорэтилен 135
Дифтороктац 120
Дифтортетрахлорэтан, дегалогенирование 135
а,а'-Дихлорадипиновые кислоты 166, 167
а,6-Дихлоральдегиды, реакции 334
N.N-Дкхлорамины, нитрование 537
2,5-Дихлораннлины 157, 521
Дпхлорантрахиионы 257
9,10-Дпхлораятрацен 106
тетрахлорнд 106
Дихлорацетальдегид 175
Дихлорацетнлек 148
Дихлорацетилхлорнд, ацилирование аминов 435
Дихлорацетон, восстановление 63
Дихлорацетонптрил, тримеризация 376
3,4-Дихлорацетофенон, гидрирование 69
л-Дихлорбепзо.г 250
3,4-Дихлорбензолсульфохлорид 576
7,8- Дихлорбицикло [0,2,4]октадиен-2,4 95
Дихлорбуте'ны 98 гидролиз 314 4,4-Дихлорбутиловый эфир 226 3,3-Дихлоргексафторбутилен-2 194 Дихлордиметкловыи эфир 160, 212 2,3-Дихлордйоксан, дегалогенирование 679 п,п'-Дихлордифенилсульфон 576 Дихлордкфенилтрихлорэтан см. ДДТ Дихлордифеиилы 253 1,2-Дихлор-1,2-дифенилэтан 97 Дихлордиэтиловые эфиры 99, 159, 160 2,2-Дихлориидандион-1,3, дехлорирование 800
Дихлоркарбэтоксипиримидин 258 Дихлоркетояы 246
Дихлормалеииовая кислота 104 2,5-Ди-(хлормеркури)-3-метилтиофен 169 а,а-Дихлорметилалкиловые эфиры 241 2-(Дихлорметил)-бензимидазол, гидролиз
Днхлорметилгексахлорпиклогексан 106
Дихлорметилметилсульфон 612 а,сс-Дихлорметилметиловый эфир, реакции- 239
Дихлорметиловые эфкры 160 4,6-Дихлор-2-метилниримидин 229 Дихлормуконовая кислота, окисление 104 а,а-Днхлорнитрилы 167 3,5-Днхлор-4-оксибеазойная кислота 151 2,6-Дихлор-8-оксипурии 229 3,6-Дихлорпирндавии 229
Дихлорпиридин 188 1,3-Дихлорпропанол 207 1,2-Дихлорпропеи-2, гндрогалогенирова- ние 113
а,6-Дихлорпропилметнловый эфир 221 а.В-Дихлорпропионитрил 103 2,0-Дихлортетрагидропирав, реакции 748, 749
Дихлортиофенол 607
Дихлоруксусная кислота 175 дихлорфенантрентетрахлорид 106 1,1-Ди-(п-хлорфенил)-2,2-дихлорэтилен 319 Ди-п-хлорфенилсульфон 577
- Ди-(п-хлорфенил)-2,2,2-трихлорэтан, гидролиз 319
Ди-п-хлорфевклуксусная кислота 319
-Дихлор-1-фенилэтилен, дегидрохлорирование 135
Дихлорфевоксиуксусная кислота 155 2,6-Дихлорфенол 150 1,4-Дихлорфталазин 229
Дихлорфталид 847
1,2-Дихлор-2-фторпропан 113 2,4-Дихлорхинолин, гидролиз 315 1,2-Дихлорциклопентав 129 1,1-Дихлорэтаи 121 дегидрогалогенирование 676
1,2-Дихлорэтилен 96, 103, 135 реакции 708
1,2-Дпхлорэтиленкарбонат 174
Днхлорэтоксиуксусный эфир 241 Дихлорянтарная кислота 740 Ди-(о-цианбензил)-дисульфид 609 Ди-(п-цианбеиэил)-дисульфнд 609 Дициандиамид, реакции 376 1,4-Дициан-2,4-димстилпафталин 811 ^Д-Пттция пмасляная кислота, эфир 781 2,6-Дициаппиридин, омыление 328 Ди-(р-цианэтил)-амин, циклизация 733 М^'-Дициклогексилкарбодиимид 448 К^'-Дициклогексилмочевина 449 , Дициклопептендиолы ,278 ' Дициклопентепиловый эфир 330
Дициклопентилсульфид, окисление 61 „ Дициилопентилсульфоксид 612 -о,о'-Дициннамиламидофенилдпсульфид 609 Диэндоэтиленовые соединения 702_
Диэтаноламин, обмен ОН па галоген 215 Диэтилалюминийгидрид 29 Диэтиламиды 432.
Диэтиламин солянокислый 681
Диэтиламиноацетонитрил 484 реакции 796,
•у-Диэтиламинобутиропитрил 424 1-Диэтиламиногептаяоп-4, восстановительное аминирование 487
Р,Р'-Диэтилампнодиэтиловый эфир 467 е-Диэтиламинокапропитрил 424 у-Диэтиламипомасляная кислота, эфир 426 2-Диэтнламинофлуорен 465 'р-Диэтилампноэтанол 418, 500 N-p-Диэтиламиноэтиламидины 463 К,К-Диэтпл-п-анизидин 464 Диэтиланилип 465, 494 нитрозировапие 399 прямое диазотирование 411
Диэтилацетали альдегидов 99, 118, 176, 177, 228, 423
Н,К-Диэтилглицин, анилиды этилового эфира 457
Диэтилдйсульфид, хлорирование 619
Диэтилизопропила мин 418
Диэтилкарбонат, реакции 459, 790, 791 Диэтилкетен, сополимеризация с О2 260 Диэтилкетон окисление 286 реакции 804
Диэтилмагний 647
Диэтилмалоновая кислота, дианилид 457
Диэтиловый эфир 329 гидроперекись 291 хлорирование 159
Диэтилоксалат, реакции 790 Диэтилолово, дигалогениды 662 Диэтилпропилкетен 821 Диэтилртуть, реакции 639, 666 Диэтилсульфид 598 Диэтилсульфоксид 611 а,а-Ди-(этилсульфонил)-пропионовая кислота, эфир 613
Диэтил-п-толуидин 464
нитрование 382.•
N,N-Диэтил•.u-фeнeт[rдшI 464
Диэтилцинк 648
2,4-Диэтокси-6-бромпиримидпн 335
4,4-Днэтокси-1,1-дилафтил 738
Диэтоксидисульфид, восстановление 609
1,5-Диэтокси-1,2,4,5-тетрабромпентан 161
Ди-(этоксифенил)-дисульфиды 610
к-Додекан, хлорирование 133
Додеканкарбоновая кислота 756
Додекансульфохлорид, отщепление О2 258
Додекапептаенилиденмалоновая кислота 804
Додекахлорциклогексан 106
Додецен-1 674
изомеризация 847
окисление 265
Додецилбромид 208
н-Додецилмеркаптан 582, 608
Додецнлхлорид 258
дегидрохлорирование 847
Дурол 881
нитрование 385
Енамины 456, 481, 482, 730 ацетилированные 453
Енол-аллиловые эфиры, изомеризация 863
Енолацетаты 184
эпоксидирование 264
Еполы, /восстановление 77
ЕнолэфИры, расщепление аминами 498, 499
Жирара реактивы 324, 426, 478
Жиры
омыление 368
определенке С = С-связей 132
Зайцева правило 671, 677
«Запекание» 565, 569
Зандмейера реакции 247, 257, 794
Зелинского и Стадникова метод 719
Изатин, полумеркапталь 558
Изоамилен, присоединение НС1 114
Изоамиловый спирт 283
дегидратация 671
Изоамилоксиметилсульфон 559
Изоборнеол 65, 279
Изоборнилацетат 279
Изоборнилбромид 116
Изоборнилхлорид 116, 877
Изобутан, хлорирование 133
Изобутилбромнд 204, 212
Изобутилен 368
гидрогалогенирование 111, 114
полимеризация 698 сл.
присоединение галогенэфиров 122
Изопутиленгликоль 268.
Изобутиловый спирт дегидрирование 303 обмен ОН на галоген 204, 212 окисление 303
Изобутилэтиловый эфир 334
Изобутирамид 431
а.а'-Изобутиронитрил 136, 138, 146
Изоцианаты 438, 444, 445, 466, 510, 871 ди- и тримеризация 378 реакции 377, 730, 731, 734Изоциануровая кислота, эфиры 378Изоэвгенол 848нитрование эфиров 382окислительное расщепление 834Имидаз.олидины 482Имидазолилы 448, 506, 507Имидазолины 449, 463Имидазол-4,5-карбоновая кислота, диамид, расщепление 872Имидазолы 440, 492N-ацетилпрование 458 галогенирование 187 фосгенирование 435 Импдоэфиры 327, 461, 465 ацилирование 462 реакции 603 циклические 463Имидхлорнды 75, 322 реакции 240, 776Имиды циклические 452Ингерсолла реактив 490Инголда классификация перегруппировок. 878Индан, проивводные 781Иидиго, дианил 440Индолалкилирование 781производные 866реакции 710, 796 сульфирование 571Индолиды р-аминокислот 457Ивдолил-З-уксусная кислота нитрил 796 эфир 710Индол-З-карбоновая кислота 884Иодалканы 150, 362 а-Йодалкиловые эфиры 228 Иодалкины 150 а-Иод-р-алкоксикарбоновые кислоты 131 Иоданглдриды карбоновых кислот 237 4-Иоданизол 154, 156 4-Иоданилин 156, 159 Иодацетальдегнд, диэтилацеталь 177 Иодацетилены 149 4-Иодбензойная кислота 155, 173 Иодбензол 144, 145, 201 п-Иодбенэолсульфиповая кислота.ангидрид 624Иодбензолсульфокислота 564 1-Иод-4-бромбензол 145 1-Иодгексадекан 214Иодгексадецилгидрохинон, деиодирование 743Иодгептапы 199 реакции 443Иодгидрины 127, 228 3-Иод-2,5-диметилфуран 189 4-Иод-1,2-диметоксиоензол 156 1-Иод-2,4-динитробензол 198 4-Иоддпфешгл 145Изоцианаты 438, 444, 445, 466, 510, 871 ди- и тримеризация 378 реакции 377, 730, 731, 734Изоциануровая кислота, эфиры 378Изоэвгенол 848нитрование эфиров 382окислительное расщепление 834Имидаз.олидины 482Имидазолилы 448, 506, 507Имидазолины 449, 463Имидазол-4,5-карбоновая кислота, диамид, расщепление 872Имидазолы 440, 492N-ацетилпрование 458 галогенирование 187 фосгенирование 435 Импдоэфиры 327, 461, 465 ацилирование 462 реакции 603 циклические 463Имидхлорнды 75, 322 реакции 240, 776Имиды циклические 452Ингерсолла реактив 490Инголда классификация перегруппировок. 878Индан, проивводные 781Иидиго, дианил 440Индолалкилирование 781производные 866реакции 710, 796 сульфирование 571Индолиды р-аминокислот 457Ивдолил-З-уксусная кислота нитрил 796 эфир 710Индол-З-карбоновая кислота 884Иодалканы 150, 362 а-Йодалкиловые эфиры 228 Иодалкины 150 а-Иод-р-алкоксикарбоновые кислоты 131 Иоданглдриды карбоновых кислот 237 4-Иоданизол 154, 156 4-Иоданилин 156, 159 Иодацетальдегнд, диэтилацеталь 177 Иодацетилены 149 4-Иодбензойная кислота 155, 173 Иодбензол 144, 145, 201 п-Иодбенэолсульфиповая кислота.ангидрид 624Иодбензолсульфокислота 564 1-Иод-4-бромбензол 145 1-Иодгексадекан 214Иодгексадецилгидрохинон, деиодирование 743Иодгептапы 199 реакции 443Иодгидрины 127, 228 3-Иод-2,5-диметилфуран 189 4-Иод-1,2-диметоксиоензол 156 1-Иод-2,4-динитробензол 198 4-Иоддпфешгл 145Изовалериановая кислота, галогенирование 163, 164
Изоцианаты 438, 444, 445, 466, 510, 871 ди- и тримеризация 378 реакции 377, 730, 731, 734
Изоциануровая кислота, эфиры 378
Изоэвгенол 848
нитрование эфиров 382
окислительное расщепление 834
Имидаз.олидины 482
Имидазолилы 448, 506, 507
Имидазолины 449, 463
Имидазол-4,5-карбоновая кислота, диамид, расщепление 872
Имидазолы 440, 492
N-ацетилпрование 458 галогенирование 187 фосгенирование 435 Импдоэфиры 327, 461, 465 ацилирование 462 реакции 603 циклические 463
Имидхлорнды 75, 322 реакции 240, 776
Имиды циклические 452
Ингерсолла реактив 490
Инголда классификация перегруппировок. 878
Индан, проивводные 781
Иидиго, дианил 440
Индол
алкилирование 781
производные 866
реакции 710, 796 сульфирование 571
Индолиды р-аминокислот 457
Ивдолил-З-уксусная кислота нитрил 796 эфир 710
Индол-З-карбоновая кислота 884
Иодалканы 150, 362 а-Йодалкиловые эфиры 228 Иодалкины 150 а-Иод-р-алкоксикарбоновые кислоты 131 Иоданглдриды карбоновых кислот 237 4-Иоданизол 154, 156 4-Иоданилин 156, 159 Иодацетальдегнд, диэтилацеталь 177 Иодацетилены 149 4-Иодбензойная кислота 155, 173 Иодбензол 144, 145, 201 п-Иодбенэолсульфиповая кислота.
ангидрид 624
Иодбензолсульфокислота 564 1-Иод-4-бромбензол 145 1-Иодгексадекан 214
Иодгексадецилгидрохинон, деиодирование 743
Иодгептапы 199 реакции 443
Иодгидрины 127, 228 3-Иод-2,5-диметилфуран 189 4-Иод-1,2-диметоксиоензол 156 1-Иод-2,4-динитробензол 198 4-Иоддпфешгл 145
Изоцианаты 438, 444, 445, 466, 510, 871 ди- и тримеризация 378 реакции 377, 730, 731, 734
Изоциануровая кислота, эфиры 378
Изоэвгенол 848
нитрование эфиров 382
окислительное расщепление 834
Имидаз.олидины 482
Имидазолилы 448, 506, 507
Имидазолины 449, 463
Имидазол-4,5-карбоновая кислота, диамид, расщепление 872
Имидазолы 440, 492
N-ацетилпрование 458 галогенирование 187 фосгенирование 435 Импдоэфиры 327, 461, 465 ацилирование 462 реакции 603 циклические 463
Имидхлорнды 75, 322 реакции 240, 776
Имиды циклические 452
Ингерсолла реактив 490
Инголда классификация перегруппировок. 878
Индан, проивводные 781
Иидиго, дианил 440
Индол
алкилирование 781
производные 866
реакции 710, 796 сульфирование 571
Индолиды р-аминокислот 457
Ивдолил-З-уксусная кислота нитрил 796 эфир 710
Индол-З-карбоновая кислота 884
Иодалканы 150, 362 а-Йодалкиловые эфиры 228 Иодалкины 150 а-Иод-р-алкоксикарбоновые кислоты 131 Иоданглдриды карбоновых кислот 237 4-Иоданизол 154, 156 4-Иоданилин 156, 159 Иодацетальдегнд, диэтилацеталь 177 Иодацетилены 149 4-Иодбензойная кислота 155, 173 Иодбензол 144, 145, 201 п-Иодбенэолсульфиповая кислота.
ангидрид 624
Иодбензолсульфокислота 564 1-Иод-4-бромбензол 145 1-Иодгексадекан 214
Иодгексадецилгидрохинон, деиодирование 743
Иодгептапы 199 реакции 443
Иодгидрины 127, 228 3-Иод-2,5-диметилфуран 189 4-Иод-1,2-диметоксиоензол 156 1-Иод-2,4-динитробензол 198 4-Иоддпфешгл 145
Изодибромяптарная кислота, дегалогенирование 679
' Изодурол 881
Изокапролактон 286
Изокапроновая кислота галогенирование 163, 164 окисление 286
ИзокроТоновые кислоты 803
Изомаслявая кислота галогенирование 163 окисление 286 хлорангидрид 232
Изомасляный альдегид 303, 861оксим, восстановление 526
Изоникотиновая кислота 301, 831 N-окись 534
Идонитрилы 440, 445
присоединение аминов 375
Изонитроэоацетоуксусный эфир восстановление 526 . окисление 443, 535
Изонитрозобензоилуксусный эфир 394
Изонитрозокетоны 294
Изонитрозомалоновьш эфир восстановление 526 окисление 535
Изонитрозосоединения 527
Изопрен 829
Изопренкарбоновая кислота 804
Изопропеннлацетат 184, 458
Изопропиламин 486, 526 окисление 536
Иаопропилат алюминия 58
Изопропилацетилен, изомеризация 850
ИзопропилацетоуксусныД эфир 779
Изопропилбензол см. Кумол
Изопропилвденовые производные углеводов 356, 357 гидролиз 370
Изопропилиодид 205, 227
Изопропилцнклопентадиен 29
Изосафрол, нитрование 362
Изотетралин 25
Изотиомочевипы 614, 631
Изотиоцианаты 201, 257, 440, 591, 631 восстановление 90 реакдни 377, 605, 606, 630
Изотиурониевые соли 512, 581, 631
превращение в сульфогалогениды 614
Изофоронокснд 265
Изофталевая кислота, дииитрил, омыление 328
Изофталевый альдегид, ацетали*354
Изохинолиния соли, восстановление 27
Изохинолины 374, 858
аминирование 409
гидрирование 51
окисление 842 реакции 496, 858 Иаохроман 773 аутоокисление 292 293
З-Иодиндол 201
Иодирование
। замещением 140, 141, 144, 145, 148, 149, 150, 152, 157. 197
присоединением 93, 95, 97)
хлоридом иода 170
углеводов 224
Иодкетоны 185
2-(3-)-Иодметилбензойные кислоты 251
2-Иод-^метилпираднннйнодяд, гидролиз 316
,2-Иод-З-метилтиофен 189
1-Иод-2-метокси(этокси)яафталип 154
1-Иоднафтални 145
о-Иоднитробензол 252
Иодное число 102
2-Иодоктав 199
Иодониевые •соли 670
Йодоформ 200
Йодоформная проба 186
21-Иод-Д-прегненол-ЗВ-он-20 184, 185
'p-ИодпропиОновая кислота ИЗ дегидрирование 750
Иодродан 101
N-Иодсукцинимцд 184, 185
Иодстеронды 184, 185, 194
Иодтиофен 144, 167
реакции 724
Иодукеуоная кислота 198
Иодфенолы 155, 252
1-Йод-4-хлорбевзол 145
•а-Иод-В-хлоркарбоновые кислоты 131 2-Иод-1-хлор-4,4,4-грифторбутан, реакции 678
Иодциклогексап 117
Ионен 781
р-Ионидидеиацетальдегид 323
реакции 753
,р-Ионилиденкарбоновая кислота, о-толу- идиц 457
р-Ионилидепуксусная кислота, о-толуидид 457
Иоцича Комплекс 849
Исчерпывающее метилирование углеводов 338, 341
■Итаконовые кислоты
ангидрид 803
— изомеризация 846
хлорангидрид 232
Кадаверин 415
Кадмниорганические соединения 642, 649
Камфан 82
Камфен, реакции 279
Камфенгидробромпд, изомеризация 877
Камфенгидрохлорид 116
Камфора
восстановление 65, 82
оксимы 479
— восстановление 526
разделение антиподов 478
реакции 490
сульфокислота 560
Канниццаро реакция 312, 313 перегруппировка 855
КалрилОнитриЯ, гидрирование 517
и-Капрнновая кислота 838
Капролактам 874
алкилирование 465
нитрозировавие 536
Капролактон, восстановление 77
Капроновая кислота 76, 77, 820, 821
аигидрвд 282
анилид 457
фениловый эфир 271
Каран, расщепление 684
Карбазиновая кислота, L-меитиловый эфир 478
Карбазол 409, 503, 736
арилирование 428
ацилирование 451
гидрирование 30 сульфирование 570 Карбазолиды р-амииокислот 457
Карбамановах кислота
хлорапгмДриды 435
— ре^йции 630, 776
Карбидсульфаты 554
Карбитолы 444, 585
Карбобензокси-Л-алапилглипин, этиловый эфир 447
Карбобензоксиаминокислоты 369, 433, 434
Карбобензоксигидразии 437
N-Карбобензоксиглицкв 434
Карбодиимиды 448
реакции 344, 376
Карбоксибеизолсульфиновая кислота 601
Карбоксибензолсульфохлорид 577, 601 Карбоксилирование ароматических соединений 778
Карбокснметилбутилсульфид 584 га-Карбоксифенилгидразин 476 о-Карбоксифенилтиогликолевая кислота 584
Карбоксоиия гексахлорантимонат 437
Карбонилбромфторид 202
К^'-Карбонилдиимидазол 435, 440, 448, 506 реакции 347
Карбоновые кислоты 185, 310, 326, 834 835
амипометплироваипе 785 ангидриды 282, 358 сл. ароматические 778 восстановление 25 галогенирование 141, 161 сл., 173 гидрирование 85 дегидратация 358 дегидродимерпзация 742 а,р-дихлорзамещенные 166 ненасыщенные см. Ненасыщенные кар боновые кислоты
полиеновые, галогенирование 98
этерификация 343
Карбостирил 287
Р-Карбэтокси-у.у-дифенилвпнилуксусная
кислота 805
3-Карбэтокси-1,5-дифенилформазан 404 1-(К)-Карбэтоксилиррол. гидрирование 51 0-Каротин 813
окисление 278
Каротиноиды 63
Катехин 1Ц
Квазифосфонисвые соединения 216, 217 Кватернизация 411 сл.
третичных аминов 423
шиффовых оснований 422
Кенига синтез 808
Кстазины 474
Кетали 278, 283, 355
гидролиз 369
реакции 473
циклические 354
Кетены 437, 687 сл., 828, 882 сл. димеризация 688 реакции 29, 132, 260, 282, 702, 722, 770, 821
Кетимины 470, 728, 729, 770 реакции 730
а-Кетоадиппновая кислота, фенплгидразон 402
Кетоальдегиды 787, 789изомеризация 855
Кстоамиды 271
Кстоанллы, реакции 730
З-Кето-12-а-ацетокспхолановая кислота, эфир 179
З-Кетобутанол-1. реакции 494 1-(у-Кетобутпл)-ш1перидин 494 у-Кстовалериановая кислота см. Левулиновая кислота
Р-Кето-у-галогенэфмры, алкилирование
а,а-Кетокарбинолы, окисление 311 Кетокарбоновые кислоты 270, 308 327, 395, 757, 774. 809, 834 восстановление 79
. декарбоксилирование 816, 820 сл. нитрилы 711
эфиры 308, 352, 7.55, 757, 790 820 843 . 845 гидролиз 367
д-Кетокапроловая кислота, эфиры 706
Потоке гены 688
Кетоксимы, изомеризация 874
Кетолы 246
окисление 840
6-Кето-1-метпл-1.6-д1Пидроникогпновая кислота, нитрование 510
Кетонитрилы 271. 788
Кетонциангпдрипы. реакции 718
Кетоны 269, 294 сл.. 306 сл.. 323 369, 648, 728, 760 сл., 769 сл., 820 сл., 832. 8.34 сл.. 851 сл.
восстановление 5*6 57 сл.. 03, 81. 67.
68 сл.. 78 сл., 715
галоп-пирование 183, 178
тидролп |Пчсское ра<топление 819 а.Р-пояасыщеппые см. а.р-ПенасЫщен- пые кетоны
58 Заказ 1835.
Кетоны
окисление 285 сл., 288, 292, 294
окислительное расщепление 837 сл.
реакции 687, 717, 719, 721, 727, 734, 736, 751, 756, 785, 787, 789. 792, 796, 804, 812, 813, 884
циклические 22, 25, 732, 766, 770, 792, 813, 818
восстановление 60, 81
галогенирование 182
расщепление 837
2,-Кетоливеридпн-З-карбоновая кислота, азосочетание 402
Кетоспирты 712
гидрирование 69
ct-Кетосппрты
изомеризация 854
окисление 840
p-КотоспиртЫ, разложение 827
Кетостероиды, реакции 179, 180, 181,
184, 195, 813
а-Кетосульфиды 553
у-Кетосульфоны 556
восстановление 60
Кетоэфнры 298, 789, 757, 760, 787
Кианметин 376
Кпафенин 377
Кижнера восстановление 80, 81
реакции 474
Калиани синтез 718
Кинуренин 417
Клайзена конденсация 789
перегруппировка 863
синтезы 336, 712, 760, 805
Клауса метод 539
Клемменсен а методвосстав овленпя
Кневепагеля реакция 803 сл.
синтез 811
Кнорра сингез 820
Коллидин 817
Коллндвн-3,5-дикарбоновая кислота, декарбоксилирование 817
Кольбе метод 442
Кольбе — Шмидта реакция 717
Кондакова реакция 709
Коричная кислота 801
галогенирование 94. 102, 691
гидрирование 23, 44
декарбоксилирование 816
нитрил 51
реакции 132, 262. 552, 793
хлорангидрпд 235
— восстановление 75
эфиры 805
— реакции 373, 654
Коричный альдентд 306
бисульфитное соединение 559
восстановление 29. 46. 56, 63, 67
дифенил меркапталь 596
реакции 1(8. 802. 807
Коричный спирт 29. 16, 6,3, 67. 73
восстановлен пе 76
Коричный спирт дегидрирование 306 реакции 205, 374, 553
Коркблюма реакция, 442, 443
Кортизон 185
Кортикостерон 854, 855
Кочешкова реакция диспропорционирования 662
«Красный Ляутемана» 152
Креатинин, реакции 809
Крезолсульфокислош 561, 572
Крезолы • 328
азосочетапие 405
гидрирование 49
нитрование 382
окисление 299
сульфирование 565
Кремнпиорганические соединения 659
Кречке метод 304
Криге перегруппировка 870
Кротпламиц 55
Кротилиодид 116
Кротиловый спирт 53, 58
реакции 205.
Кротилфталимид 55
Кротоновая кислота 803
галогенирование 101, 119, 128
гидрирование 46
реакции 262, 267, 551, 555
хлорянгидрид 236
эфиру 711
— реакции 113, 130. 265. 790
Кротоновая конденсация 706
Кротоновый альдегид
восстановление 716
озонирование 871
реакции 260, 281, 725, 803, 804, 807
Ксантгпдрол, алкилирование эфиров 779
Ксантилиевые соли 502
Ксантин 321, 872
Ксантион 616
Ксантогенаты 599, 627
. окисление 630
пиролиз 674
Ксантодябензмлмеркаптол. пиролиз 616
Ксантон, восстановление 57
л-Ксиленол, окисление 302
Ксилилеидихлорпд 783
Ксилилсульфенилхлорид 618
Ксилоза, восстановление 66
Ксилолсульфиновая кислота 578, 601
ангидрид 624
Ксилолы 84
алкилирование 881
бромирование 143
нитрование 385
окисление 289. 299. 300
разделение изомеров 89
Кумариловая кислоты 102
Кумарин 801
дибромиц 102
Кумпновыи спирт, восстановление 76
Кумол 696, 780
галогенирование 146
гидроперекись 294, 870
нитрование 385
окисление 289
Кумулены 687
гидрирование 45
Куна синтез 607.'
Курциуса метод 693 сл.
расгцегысние 872
Лактамы, реакции 86, 458, 4G4, 510 Лактоны
альдоновых кислот 718
восстановление 77, 86
галогенирование 166
окисление 308
полиоксикарбоновых кислот, восстановление 76, 77
реакции 137, 458, 725, 774
Лаптпонин 417
Лаурдда пёрййт'сь 112
Лаурилдимстилсульфонийиодид 586
Лауриловый спирт 85
Лауриновая кислота, реакции 85, 819
Левомицетин 511
Левулиновая кислота
галогенирование 163
снол-лактон 825
реакции 876
Лейкарта — Валлаха реакция 485, 489
Лсйкооснования 286
Леперка реакция 442
Леппдплбромнд 190
Лепидин 73
галогенирование 190
Либена йодоформная проба 186
Лизин 485
Ликопин 813
Лимонная кислота
декарбонилировалие 823
этерификация 346
Линалоол, восстановление 77
Линалоолен 77
Линдлара катализатор 33, 45, 55
Линолевая кислота, присоединение брома 102
Линоленовая кислота, присоединение брома 102
Лптийалкилы 638
Литийорганические соединения 637 сл.,
727 сл.
реакции 606, 660, 662, 664. 666, 668, 730, 758. 759
Литийрезорцин, диметиловый эфир 728, 745, 758
Лумистсрин, реакции 829
Лутидиадикарбоновая кислота, эфир 684
Магпиидиалкнлы 647
Магпойдиарилы 647
Магяийорганические соединения 643 сл., 720 сл.
реакции 72, 513, 604, 650, 651, 660,
664, 666, 668, 720, 727
Майласа реагент 276
Малахитовый зеленый 287
Малеиновая кислота 676, 678
бромирование 94
гидразиды 230, 453
гидратация 267
нгдрдровааое 44, 47
имид 452
реакции с диенами 700
— с надкислотами 262
эфир 296
Малеиновый ангидрид 358, 701
реакции 703 сл., 775, 826
Малонгидроксамовая кислота 460
Малоновая кислота 327
галогенирование 167
декарбоксилирование 820
диамиды 436
реакции 404, 803, 804
• эфиры см. Малоновые эфиры
Малоновые эфиры 84, 167, 754 сл., 825
алкилирование 755, 779
альдегидацетали 753
ацилирование аминов 454
гидрирование расщепптельное 368
гидролиз 367
нитрование 381, 383, 385
пптрозированне 395
реакции 402, 459, 460, 756, 803, 812, 824
Мапнит 368
лзопропилиденовое производное 357
— — гидролиз 370
окисление 310
Манниха основания 69, 87, 680 706
786, 808
расщепление 680
реакции 503, 504, 785 сл.
Манноза 310
восстановление 66
Маргариновая кислота 327'
Маргариновый альдегид 824
Марковникова правило 550, 551
н-Маслийая кислота 46
ангидрид 359
бромангидрид 165
I алогенпрование 162, 163. 165
«-Масляный альдегид, реакции 471, 807. 808
Меервейна реакция 123. 793
Меербейна — Почндорфп — Верлея —
Unnenayspa реакция 304
Мейера реакции 515, 667
Мезитила окись 472
реакции 118, 5511
япоксид 265
Мезитилацетонитрпл 764
Мезитилом 810
ацилирование 775
Мезитилен галогенирование 143 реакции 400, 784
Мезитиленсульфиновая кислота 578 ангидрид 624
Мезятилмагнпйбромид, реакции 722 Мезоксалевая кислота эфир 294, 295 — фенилгндразон 402
Меламин 376
Меллитовая кислота 299
Ментиламин, N-формальное производное 456
М-Ментилсешткарбазид 478
Ментол 64
•дегидрирование 307
Ментон 307 восстановление 64
Меркаптали 83. 588, 596 восстановительное расщепление 89 гидролиз 371
Меркаптаны 580, 592, 606 ацилирование 589 окисление 609 пиролиз 615 реакции 328, 550 сл., 602/ 614
Меркаптиды окисление 611 реакции .584, 600, 630 .
Р-Меркалтоалкилампны 602
2-Меркапто-4-аминониримидип, обмен SH на ОН 328
р-Меркаптоантрахинон, расщепление С— S- связп 615
2-Меркаптобеизтиазол 74 окисление 610, 611 реакции 259
p-Меркаптовалериановая кислота 554
Меркаптогидрохинон 556
Меркаптокарбоновые кислоты см. Тиокяр- боиовые кислоты а-Меркаптокетоны 553 присоединение альдимивов 556
Меркаптолы 558, 588, 596 расщепление 371, 616 ^-Меркаптомасляная кислота 551 2-Меркатонентанон-З. реакции 553 6-Меркаптопурин, S-алкилирование 585 Меркаптоуксусная кислота см. Тпохксус- ная кислота
а-Мсркаито-а-фенплацетон 581
З-Мсркапто-Д-хлорапндпны 580
Меркурирование ароматических соединений 651 сл.
Метакриламид 455
Метакриловая кислота, эфир аминолиз 455 эпоксидирование 265
Мсталлилбромид. изомеризация 849
Металлиловый спирт, гидратация 268
Металлирование ацетилена машием 643 углеводородов 636, 639, 642
Мотал,цилхлорид, хлорирование 96 Металлкетилы 57, 716
Металлоорганические соединения 632, 634 ацетиленового ряда 148, 149 комплексы 634, 637
реакции 364, 513. 720 сл., 754 сл., 760 сл.
элементов I группы 636
- II группы 642
— Ill группы 654
— IV 1 руппы 659
— V- г руины 665
Метан^ульфонат бария 599
Метансульфоновая кислота, эфиры.
пергпдролиз 289
расшеплепие 78
Метансульфохлорид 623
Метантрикарбоновая кислота, эфир, реакции 796
9-Метм,чакриднн, реакции 808
Метилакрилат, реакции 119, 368 а-Метилакрилонитрил 676
Метилаланины 425. 809
Метплалкилкетоны. восстановительное аминирование 486
Метил аллен 686
Метилаллпламин 422
М-Метил^-аллил-п-толуолс) льфамид 422
Метилаль 354
реакции 714
N-Метиламиды 432, 458
Метпламилкеток, восстановительное аминирование 486
Метиламин 485. 876
реакция с бензальдегидом 471
1-Мстиламиноаптрахинон 512
в-Метпламинокротоповак кислота, эфир 473
а-Метиламиномасляная кислота, этиловый эфир 425
'1-Метил-2'-амнно-5'-нитробепзофснон, реакции 795
х-Метилампноиропноновый альдегид 423
А'-Метил-п-акизидип 465
N -Метил анилиды р-амлнокиглот 457 карбоновых кислот, восстановление 68, 323
Х-Мстиланилин 519
сульфокислота 567
формилированне 446
р-Метилантрахинон 703
Метилантрон 771
окисление 286
Мешларсоновая кислота 668
N-Метилацетаннлид 420
сульфирование 567
Метилацетилен 693 гвдробрнмированис 122 о-Мстллбепзальдегид, восиановительное аминирование 487
2-Метилбепзантрон. реакции 739
2-(4'-Метплбонзил)-бснзойная кислота, реакции 7712-Метилбензплдпметиламин 868 2-Метилбрпзилметилсульфид 869 2-Метилбепзиловый спирт 869Мотплбензплсульфон 591Метилбензиилацетоп 754енольная форма 854Метилбензоилкарбинод, нвомерпзацин 864а-Метилбензоилуксуспый эфир 845 нитроаировзнпс 397о-.Ммилбензолкарбоповая кислота, анилид 3234-Метилбензо.\пнон-1,2 299(З-Метилбснзтиаз олил) -2 -азино-1 -(2-кет о- 1,2-диглдрояафталин) 4081\-Метилбензт11азолон-2, азосочетание 4082-.Метил-1-бромнафталин, дебромирование 744Й-Метидиутадиен^.З 687 2-Метилбугандпол-1,3 86 2-Метилбутанол-1-ов-3 784 2-Метилбутанол-2-он-3 271 Метилбутапон, галогенирование 180 2-Метилбутен-1 672 2-Метилбутеп-2 672 нптрозохлорид 1322-Метплбутен-З 673 2-Метилбутен-ЗгОЛ-2 55 2-Метилбутон-1-он-3 784 Мстил-шрет-бутилкарбниол, дегидратация671Метлл-»-бутиловый эфир 343 2-Метилбутиц->-ол-2, гидратация 271 Метплвинийкарбинол, обмен ОН па гало-Мс гйлвипплкетоп 681реакции 266, 281, 551, 705Метилвиннловый эфир, реакция с HCN 7i IР-Метилвиинлуксуспая кислота, изомеризация 848З-Мегилгексадпен-3,5 6822-Метилгоксанол-2, дегидратация 672 2-Метнлгексен 671З-Метилгептанол-2 562 Метилгептанол-2-он-б 267Мотилгептепон 8272-Метилгептен-2-он-6, гидратация 267Метилгндразин 476О-Мстплгидрокспламин 514Метилглиоксаль,^фоиилгидразон 402 а-Метнл1лнцидпая кислота, мп иловый эфир 265а-Метил-Р-глюкозид 332 2-Метнлдекалл» 72 3-Метил-2,4-длбромгексаи 213 2-Метнл-2.4-дибромпептан 213Метилдпгидрорезорципкарбопован кислота.этиловый эфир 7061-Метил-2.2-дипропил-2-оксипр(Шионовс1Я кислота, эфир 7512~Метгглд*1|еннл, реакции 7,36М етплднфенпло льфпд 5852-(4'-Метплбонзил)-бснзойная кислота, реакции 7712-Метилбензплдпметиламин 868 2-Метилбрпзилметилсульфид 869 2-Метилбепзиловый спирт 869Мотплбензплсульфон 591Метилбензиилацетоп 754енольная форма 854Метилбензоилкарбинод, нвомерпзацин 864а-Метилбензоилуксуспый эфир 845 нитроаировзнпс 397о-.Ммилбензолкарбоповая кислота, анилид 3234-Метилбензо.\пнон-1,2 299(З-Метилбснзтиаз олил) -2 -азино-1 -(2-кет о- 1,2-диглдрояафталин) 4081\-Метилбензт11азолон-2, азосочетание 4082-.Метил-1-бромнафталин, дебромирование 744Й-Метидиутадиен^.З 687 2-Метилбугандпол-1,3 86 2-Метилбутанол-1-ов-3 784 2-Метилбутанол-2-он-3 271 Метилбутапон, галогенирование 180 2-Метилбутен-1 672 2-Метилбутеп-2 672 нптрозохлорид 1322-Метплбутен-З 673 2-Метилбутен-ЗгОЛ-2 55 2-Метилбутон-1-он-3 784 Мстил-шрет-бутилкарбниол, дегидратация671Метлл-»-бутиловый эфир 343 2-Метилбутиц->-ол-2, гидратация 271 Метплвинийкарбинол, обмен ОН па гало-Мс гйлвипплкетоп 681реакции 266, 281, 551, 705Метилвиннловый эфир, реакция с HCN 7i IР-Метилвиинлуксуспая кислота, изомеризация 848З-Мегилгексадпен-3,5 6822-Метилгоксанол-2, дегидратация 672 2-Метнлгексен 671З-Метилгептанол-2 562 Метилгептанол-2-он-б 267Мотилгептепон 8272-Метилгептен-2-он-6, гидратация 267Метилгндразин 476О-Мстплгидрокспламин 514Метилглиоксаль,^фоиилгидразон 402 а-Метнл1лнцидпая кислота, мп иловый эфир 265а-Метил-Р-глюкозид 332 2-Метнлдекалл» 72 3-Метил-2,4-длбромгексаи 213 2-Метнл-2.4-дибромпептан 213Метилдпгидрорезорципкарбопован кислота.этиловый эфир 7061-Метил-2.2-дипропил-2-оксипр(Шионовс1Я кислота, эфир 7512~Метгглд*1|еннл, реакции 7,36М етплднфенпло льфпд 585N-Метилбснзилампн 488. 518
2-(4'-Метплбонзил)-бснзойная кислота, реакции 771
2-Метилбензплдпметиламин 868 2-Метилбрпзилметилсульфид 869 2-Метилбепзиловый спирт 869
Мотплбензплсульфон 591
Метилбензиилацетоп 754
енольная форма 854
Метилбензоилкарбинод, нвомерпзацин 864
а-Метилбензоилуксуспый эфир 845 нитроаировзнпс 397
о-.Ммилбензолкарбоповая кислота, анилид 323
4-Метилбензо.\пнон-1,2 299
(З-Метилбснзтиаз олил) -2 -азино-1 -(2-кет о- 1,2-диглдрояафталин) 408
1\-Метилбензт11азолон-2, азосочетание 408
2-.Метил-1-бромнафталин, дебромирование 744
Й-Метидиутадиен^.З 687 2-Метилбугандпол-1,3 86 2-Метилбутанол-1-ов-3 784 2-Метилбутанол-2-он-3 271 Метилбутапон, галогенирование 180 2-Метилбутен-1 672 2-Метилбутеп-2 672 нптрозохлорид 132
2-Метплбутен-З 673 2-Метилбутен-ЗгОЛ-2 55 2-Метилбутон-1-он-3 784 Мстил-шрет-бутилкарбниол, дегидратация
671
Метлл-»-бутиловый эфир 343 2-Метилбутиц->-ол-2, гидратация 271 Метплвинийкарбинол, обмен ОН па гало-
Мс гйлвипплкетоп 681
реакции 266, 281, 551, 705
Метилвиннловый эфир, реакция с HCN 7i I
Р-Метилвиинлуксуспая кислота, изомеризация 848
З-Мегилгексадпен-3,5 682
2-Метилгоксанол-2, дегидратация 672 2-Метнлгексен 671
З-Метилгептанол-2 56
2 Метилгептанол-2-он-б 267
Мотилгептепон 827
2-Метилгептен-2-он-6, гидратация 267
Метилгндразин 476
О-Мстплгидрокспламин 514
Метилглиоксаль,^фоиилгидразон 402 а-Метнл1лнцидпая кислота, мп иловый эфир 265
а-Метил-Р-глюкозид 332 2-Метнлдекалл» 72 3-Метил-2,4-длбромгексаи 213 2-Метнл-2.4-дибромпептан 213
Метилдпгидрорезорципкарбопован кислота.
этиловый эфир 706
1-Метил-2.2-дипропил-2-оксипр(Шионовс1Я кислота, эфир 751
2~Метгглд*1|еннл, реакции 7,36
М етплднфенпло льфпд 585
2-(4'-Метплбонзил)-бснзойная кислота, реакции 771
2-Метилбензплдпметиламин 868 2-Метилбрпзилметилсульфид 869 2-Метилбепзиловый спирт 869
Мотплбензплсульфон 591
Метилбензиилацетоп 754
енольная форма 854
Метилбензоилкарбинод, нвомерпзацин 864
а-Метилбензоилуксуспый эфир 845 нитроаировзнпс 397
о-.Ммилбензолкарбоповая кислота, анилид 323
4-Метилбензо.\пнон-1,2 299
(З-Метилбснзтиаз олил) -2 -азино-1 -(2-кет о- 1,2-диглдрояафталин) 408
1\-Метилбензт11азолон-2, азосочетание 408
2-.Метил-1-бромнафталин, дебромирование 744
Й-Метидиутадиен^.З 687 2-Метилбугандпол-1,3 86 2-Метилбутанол-1-ов-3 784 2-Метилбутанол-2-он-3 271 Метилбутапон, галогенирование 180 2-Метилбутен-1 672 2-Метилбутеп-2 672 нптрозохлорид 132
2-Метплбутен-З 673 2-Метилбутен-ЗгОЛ-2 55 2-Метилбутон-1-он-3 784 Мстил-шрет-бутилкарбниол, дегидратация
671
Метлл-»-бутиловый эфир 343 2-Метилбутиц->-ол-2, гидратация 271 Метплвинийкарбинол, обмен ОН па гало-
Мс гйлвипплкетоп 681
реакции 266, 281, 551, 705
Метилвиннловый эфир, реакция с HCN 7i I
Р-Метилвиинлуксуспая кислота, изомеризация 848
З-Мегилгексадпен-3,5 682
2-Метилгоксанол-2, дегидратация 672 2-Метнлгексен 671
З-Метилгептанол-2 56
2 Метилгептанол-2-он-б 267
Мотилгептепон 827
2-Метилгептен-2-он-6, гидратация 267
Метилгндразин 476
О-Мстплгидрокспламин 514
Метилглиоксаль,^фоиилгидразон 402 а-Метнл1лнцидпая кислота, мп иловый эфир 265
а-Метил-Р-глюкозид 332 2-Метнлдекалл» 72 3-Метил-2,4-длбромгексаи 213 2-Метнл-2.4-дибромпептан 213
Метилдпгидрорезорципкарбопован кислота.
этиловый эфир 706
1-Метил-2.2-дипропил-2-оксипр(Шионовс1Я кислота, эфир 751
2~Метгглд*1|еннл, реакции 7,36
М етплднфенпло льфпд 585
3,5-Метилен-Л-ксилоза 325
Мстилендима mini галогениды 646
Мотилон^-мстоксидезокспиензонн 807
Метилепцпклогексан 813. 820
N-Метилизобутпрамид 433
О-Метилизпмочевина. реакции 4631
а-Метил-у-пзопропизацетоуксусный эфур, бромирование 859
Мотилизопропенилкетон, эпоксидирование 266
Метилизопропилэти.1еп 673
Меыпизицнапат 440, 444. 873
З-Метилиидо.ч, сул[,фирование 571
Метилподид 225
М-Метил-З-ппдппридпнийподпд, гидролиз 316
Метилирование емипов 489 углеводородов 337, 338, 341 фенолов 851
Метилкетоны 270. 762, 812
галогенирование 179 окисление 295, 302
‘ окислительное расщепление 837 сл. реакции 792
а-Метилкоричная кислота 802
В-Метилкоричная кислота, эфир 752 р-Метплкротоновый альдегид 370, 371 2-Метилкумаран 864
М-Метиллейцин 425
Мотнллптий 639
2-Метилмсзобсцзаптрон, галогенирование 142
Метилмеркаптан, реакции 551 4-Метилмеркаптобутанон-2 551 Метил-р-меркаптоизобутилкотон 551 2-М етилмеркапто-1,4-нафт охпнон 553 р-Метилмеркаптопроппоповый альдегид 552 1-(п-Метилмсркаптофепил)-этанол 60
N-Метилметакрпламид 433
Метилметакрилат, гидробромиронание 119
М-Метил-п-метоксиацетанилид 420 4-Метил-6-метпксихинолин 300
N-Метилморфинан 858
Метилмочевина 506
2-Метплнафталпн. окисление 295
К-Мотил-р-нафтиламин 420
.N-Mcтил-N-a-ыaфтилцнaпaмид 244, 436 б-Мотил-2-пафтол. окислительное дегидри-
_ ровапио 739
^-McтlIЛпиK()TlIHOвaя кислота, гидразид 478
Метплпнтрамип 537
N-Метил-н-питреацетанплид 421
N-Метил-Ы-нитрозо-л-толуолсульфамид, реакции 547
З-Мегил-7-питрофлуореноп 795 2-Метнл-5-нитрофуран 391
Метллнонилампл 422
Мстил-н-нонилкетоп, восстановление 80
Ю-МетиЛ-Ю-окспаптрон 286
М-Мотнлоксиндолы. восстановление 28
4-Мет11л-5-(а-<>ксиэгпл)-т11а.|Ол 60
М-Мет11лол-№-фенплмочевина, н-бутило- вый эфир 330
2-Метилпентен-4 673
З-Метилпентен-2, окисление 266 3-Метилпентен-2-ол-4 286 2-Метилнентен-1-он-4 848. 849 а-Метилипмелиповая кислота, эфип. гид ролмз 367'
N-Метилпиперидлн 51, 489
З-Метилппрантрон 737
З-Мстилпирен. 82, 83
Метилииридинийбромид 839
Метилпиридины 532
галогенирование 190 гидрирование 51 N-окиси, восстаповление 532 сульфирование 570
М-Метилпирндоц-2 316
Метилпиррол 83
реакции 808
2-Метилпирролпдпн 410
Х-Метилиирролидин 410
Метилпропилкетон, окисление 285
Х-Метил-2-пропилпирролидпн 410
Метилсиланы 659
4-Метилстильбен, реакции 317 сс-Метилстирол
гидратация 268
полимеризация 698 сл.
Метплсульфенилхлорид 618, 619
Х-Мечил-со-сульфокпслоты ароматические, азосочетание 406
1-(га-МетилсульфопилфенИл)-атанол 60
Метилтетралина гидроперекись, изомеризация 870
4-Метилтназол-5-альде1 ид 322
Метнлтиоизатин 776
Метплтиофены, галогенирование 187
N-Метил-и-толуолсульфамид 468
нитрование 537.
Х-Мотил-2,4.6-тринИтрофснилиитрамин 388, 538
Х-Мотилтрнптофап, реакции 453
Метилтрпфеноксифосфонпйиодид 217
Метилтрпхлорснлан 661 5-Метилурацил, аллилхлорирование 136 Метилфенилгидразин 528
4-Ме гпл-4-фенилпентаноп-2, галоформная реакция 839
Метш|феиилсульфпд, алкилирование 592 1-Метнл-1-фепилэтилен 672 2-Метнлфепол-4-сульфокислота 565 4-Метнлфлуорен 736
N-Meтилфop^faIiIIлпд, реакции 708
Метилформнат 469
З-Метпл-4-фторбензолсульфохлорид 576
2-Метплфуран 81
нитрование 391
-Метпл-4-хлор-н-ам и лацетат 225 2-Метпл-4-хлорбе)13олсульфохлорид 576
З-Метил-З-хлорбута нон-2 180
З-Метилхромои 789
Мсти тщпклоп-кс hi 684
Метилциклогексаноны восстановление 68 галогенирование 178^180 реакции 472
1-Метилциклогексен-1 114 дегидрирование 684 присоединение меркаитокетона 553
N-Метилциклогексиламип 491
Метилциклопентан 880
производные 771
1-Метилциклопентаиол, хлорирование 871
2-Метилциклопентанол 269
1-Метилциклоненчен, гидратация 269 1-Метилциклопентплгипохлорит 871 Метилцпклопроиилкарбинол 69
Метилциклонропилкстон, восстановление 69
S-Метплцпстеамин 602
Метилэтяланилпн, N-окпсь 533
Метплэтилацетилен, изомеризация 850
Метилатилендиамин 421
Метилэтилкетон
восстанопленпе 716 галогенирование 181 реакции 486, 784, 804, 806
Метилэтинилкарбипол, окисление 740
МетпноиЫе конденсации 808
Метионин 166, 485
Метионинсульфонийподпд 586
Метоксиацетилен 691
4-Метокспацегофеноп, галогенирование 183
л-Метокспбепзиловый спирт 68 4-Метоксп-1-бензоилнафталин, реакции 738 Метоксибенаолсульфиновая кислота 601 Метоксибензолсульфохлорид 601 2-Метокспбензофенон, реакции 363 1-Метокси-6-бромгексан 334
Метоксибромпрованпе 130 i-Метокснбутанон-З 281 В-Метоксибутиральдегид 280 2-МетоксПДезоксибензопн, реакции 363
Метокеидпфенплсульфпд 585
Р-Метоксикетоны, превращение в Р-амино- кетоны 498
n-Метоксикоричная кислота 803
метиловый эфир 805
Метоксимеркурироиание олефинов 653
Метоксиметилацетат, реакции 784
Метоксиметнлизоциаипт 202 4-Метокси-2-метилфенйлуксусная кислота, реакции 809
Метоксинафталины, галогенирование^ 142 4-(2-Метоксинафтил)-нафтоАПнон-1,2 710 Р-Метоксппропионовыи альдо ид 280 а-Метоксистеарпновая кислота 824 1-Метоксиуксуспая кислота 334 2-Метокспфенпловый эфир. омыление 364 Метокснфенилпрошюловая кислота, эфиры 692
4-(п-Метоксифенлл)-тетразол 376
.м-Метокснфепнлуксусная кислота, дезалкилирование 361
4-Метокси фенилянтарная кислота, эфиры, реакции 789
2-Метоксифенол-4-сульфокислота 565 2-Метокси -3-фталимидпропилгалогснид 130 2-Метокси-3-фталимидпропилр1 утьиодид
130
4-Метокснхризсп 818
Метоксиэтилртуть, ацетат 653
Метоксиянтарная кислота, диметилопый эфир 280
Миндальная кислота 855
дегидратации 801
нитрил 718
этиловый эфир 215
Миндальный альдегид, изомеризация 854
Мирицилиодид, деиодпрование 742
Михаэлиса метод 546
Михаэля реакция 705, 706
Михлера кетон 721
Молочная кислота
аминолиз эфира 455
этерификация 346
Моноацетилэтилендиамин 421
Морфолин
N-алкилирование 466, 490
N-ацетилирование 458
реакции 372, 481, 853
1-Морфолиноциклоцентен-1 481
Мочевина/
ацилирование 438
производные 377, 435, 506, 511 реакции, 446, 459, 495, 499, 815 хлорирование 129
Муравьиная кислота 871
ортоэфир, реакции 355
реакции 30, 368, 489
хлорангидрид диметиламида 240
эфиры 344, 460, 723
— гидролиз 366
— реакции 353, 455, 787, 789. 808, 809
Муравьиноуксусныи ангидрид 360
Мускон 807
Мышьякорганические соединения 665 сл.
Надкислоты 288, 292, 837
мононадфталевая, реакции 262, 264 надбензойная 262, 263, 264, 293 надуксусная 264 правила работы 263
реакции 262, 272, 273, 533, 534, 835, 882
Патрийацетоуксусный эфир, реакции 606
Натриймалоновый эфир, реакции 606, 756, 779, 857
Натрийорганические соединения 640, 7-1.> реакция 364, 606, 754 сл.
Нафталин 735
ацетилирование 768, 775 восстановление 22, 25, 28 галогенирование 105, 107, 112 сл. гидрировайие 48 конденсация в перплсп 736
Нафталин
нитрование 386
окисление 298, 739, 841, 842
сульфирование 567, 572
хлорметилирование 783
Нафталин-2,3-диальдвгид 317
Нафталин-1,6-дикарбоновая кислота 300
Нафталиндисульфокислоты 568, 602
Нафталин-1,5-дисульфохлорид 624
НафталиндиХлорид 106
Пафталинсульфиновые кислоты 578( 601
Нафталипсульфокислоты (а и 0) 568
Нафталинсульфохлорид 576, 601, 624
1,2,3,4-Нафгалинтетрахлорид 106
Нафталинтрисульфокислоты 568
Нафтальдегид 295, 317, 322
^-Нафтиламин 496
а-Нафтиламинсульфокислоты 496, 569
диазотирование 539
нитровирование 400
Р-Нафтиламип-^формаль 456
Нафтиламины
азосочотание .406
N-алкилировапие 463, 465, 493, 494
аминирование 408 1
14-арилирование 496, 497
врсстановление 22
дезаминирование 321
диазотирование 540
нитрозирование 400
окисление 841
переаминяровапие 503
превращение в а-нафтол 495, 496
сульфирование 569
р-ТГафтилацетамид 431
а-Нафтилацетилхлорид, реакции 771
6-Нафтилдиазоипйхлорид 540
р-Нафтилдиметилкетон 80
2,3-Нафтилевгпдразин 497
а-Нафтилизотлоцианат 440
о-Нафтилизоцианат, реакции 377
S-a-Нафтилметилнзотиурониихлорцд 563
а-Нафтплметиловый эфир 331
2-(а-Нафтил)-пропаиол-1 56 2-Нафтилтиоацетоморфолид 853 Нафтилтиогликолевые кислоты 600 а-Нафтилтиомочевйиа. реакции 440 Р-Нафтилтолилсульфон 577
а-Нафтилуксусная кислота 883
р-Нафтилэтпловый эфир 342
реакции 798
Нафтионовая кислота, нитрозирование 400
a-Нафтоилдиазометан, реакции 883
р-Пафтоилпроппоновые кислоты, восстановление 80
«-Нафтойная кислота 839
эфиры, реакции 708
?
-Нафтойная кислота 840
Гафтоловыи желтый S 512
1,8-1Тафтолсульфокислота, ангидрид 328
Нафтолсулъфокислоты 561, 568, 572
реакции 496
Нафтолы 328
азосочетание 405
алкилирование 342
аминирование 408
восстановление 25, 49
нитрозирование 398
окисление 298, 841
реакции 495, 496, 717, 786
сульфирование 561, 568
эфиры простые 331
— сложные 351
й-Нафтонйтрил 764
Нафтосультон, щелочное плавление 328
Нафтохиноны 298
восстановление 65
реакции 553, 703
Недокись углерода 688, 829
Нейрин 372
а,6-Непасьпценные кетоны 194, 272, 681, 806 сл.
восстановление 79
гидрогалогенирование ИЗ, 118, 119
реакции 137 , 262 , 265 , 266 , 281
Ненасыщенные карбоновые кислоты 801 сл.
галогенирование 1011
гидратация 267
гидрирование 46, 47, 84
декарбоксилирование 816, 822
разложение 827
реакции 872
родановое число 101
эфиры 861
Неоментол 64
Неопентилбромид 220
Неопевтилиодид 217, 220
Неопентиловый спирт, реакции 203, 217, 846
Неопептилхлорид 220
Неролидол, реакции 850
Неролин 342
Несмеянова реакции 636, 651, 667, 669, 670 — синтез 663
Нефа реакция 323
Никотиновая кислота
амид 327
- — дегидрирование 871
N-окись 534
хлорангидрид 238
эфир, аминолиз 456
Никотиновый альдегид 89
Нитрампды 537
Нитрамины 537
Нитрилы 479, 733, 763, 776, 781, 84п
алициклические 7 58
алкилирование 445, 758
ароматические 764, 765
N-ацилирование 445
восстановление 516
дикарбоновых кислот, галогениропапие 167, 169
ненасыщенные 707, 765 <
— аллидбромпрованпе 137
Нитрилы
ненасыщеппые
— галогенирование 123, 167, 169
— реакции 112, 118, 120, 266, 552, 707, 711. 795
омыление 326, 675, 733
разложение 681
реакции 322, 323. 327, 373, 375, 376, 557, 728, 729, 770, 788, 790, 795, 815 циклизация 732
Питроазосоединения, реакции 515
З-Нптроакриловая кислота, гидратация 267
Нитроаминогуапидин 477
5-Нитро-2*аминотодуол, окисление 536
6-Питро-4-аминохинолин 500
и-Нитроапизол 509
Нптроаннлипы 387, 388, 523
ацетилирование 450'
бензоилирование 451 галменирование 158 диазотирование 539 реакции 320- 402, 483, 516, 793, 794 Нитроантрахпнои, реакции 604 9-Нитроантрацен 386 Нитроацетанплпд 387, 450 алкилирование 421 арилироваяие 428
Нитроацетплхлорид 132
Нитроацетофеноны 390
оксимы 395
Нитробензальдегиды 389 амилы 390. 412 ацетали 354 восстановление 522 галогенирование 715 диацетат 297 реакции 480, 713, 719, 720, 753, 808 сульфокислоты 590, 833 тиосемикарбазон 477
4-Нитробепаилбромид 147
п-Нитробеизилмеркаптан 597
Нитробенвилхлорид, реакции 333, 413, 800 л-Нитробензоилазид 444
п-^п'-Нитробензоиламило)-бензойная кислота, метиловый эфир 434
2-Нитробензонлдиазометан. реакции 883 2'Нитро-4-бензоил-2-метилбутан 796 п-Нитробензоилхлорид 232. 240 Нитробензойные кислоты 301, 302, 312, 390
хлорапгидриды 240
Нитробензол 382
аминирование 409
восстановительное алкилирование 488 восстановление 523, 525, 545 галогенирование 173, 174 меркурироваппе 653
реакции с арнлэтиленамп 833
Л-Нцтробензолсульфенп.'щмид 623
Иптробензолсул1.фокислоты 567
Нитробензолсульфохлорнд 601. 614, 624
Питробензонитрплы 390, 480. 794
1-1 [птробутапол-2 713
Нитрование 380 сл.
алифатических соединений 383 альдегидов ароматических 389 амидов 537 аминов 387
ароматических соединений 385
гетероциклических соединений 391
с разрывом С — С-связи 510 сульфокисло! ароматических 567 фенолов 387
4-Нитрогваякол 320
4-Нктрогетан 443
2-Нитрогидрохинон 287
Нитрогуапидпн 513, 539 переамидирование 507 2-Нитро-4.6-дибромфенол 257 4-Нитро-2.6-дииодаиилин, диазотирование 539
Нитроднмотиланилины 388, 430 3-Нитро-2.6-димехТНЛпиридип 392 л-Нитродифсниламип 428
Нитродифслилсульфид 585
Питродифенилсульфоны 591
4-Нитродиэтиланилип 430
N-Нитродпэтилмочевина, восстановление 528
Питро-к-додекан 384
Нитрозамины 536
восстановление 528 окисление 537, 538 расщепление 531 реакциц 544
Нитрсзилмртпл-п-толуолсульфамид, реакции 885
Нлтрозировапие 393. 396, 397 сл,
с разрывом С—С-связи 510 фотохимическое 396
К-Нптрозо-Х-алкилапилвны, перегруппировка ;399
Нитрозоалкйлмочевиньц реакции 528, 547
Нитрозоалкйлурстаны, реакции 546
п-Нитрозоаниллн 494
Нш розоацстанилид, реакции 795
Х-Пптрозо-М-ацетплглнциновый эфир,- реакции 549
Лптрозоацилалкиламины, реакции 516
Питрозобепаол 536
реакции 413
Нптрозобутап 536
N-Нитрозоглицип 536
п-Нитрозодмалкпланплины, дезаминирование 398
4-Нит розо-2,6-дибромфснол 510
Нитрозодпметиламип 536 п-Нитрозодяметиланилин восстановление 528 реакции 294, 295, 318. 390
4-Пптрозо-1 2-д плетилбепзо.т, окисление 535
Пптроз^дисульфопат калия, реакции 298,
Питроаодиотплапплин, реакции 112
Нитрозокапролактам 536
а-Питрозокапроновая кислота 397
2-Нитрозо-2-карбэтоксицпклопентанон димерный 396
а-Нитрозомасляная кислота 397
Н-Нитрозо-Н-мет1глаМ1Шоизобутилметил-
кетон.реакции 547
а-Нигрозо-^-метпламинонафтол 494
Х-Пптрозомгтпланилин 536
Х-Нптрозо-N-метилантраниловая кислота, перегруппировка 399
а-Нитрозо-а-метплбензоплуксусный эфир 397
М-Питрозо-Х-метил-л-бром(хлор)апилин, перегруппировка 399
Нлтрозометллмочевина 536
Нитрозометил уретан 536
Нвтрозинафтолы 397
восстановление 528
реакции 494
о-Пптрозонитросоединейия, окисление 535
2-11итрозо-5-яитротолуол 536
окисление 535
■ Нитрозопиридины, окисление 535
а-Нитрозопропионовая кислота 397
4-Нитрозорезорщш 398
Цитрозосалициловая кислота 399
Пптрозосоедпнения 396, 520, 535
восстановление 527
изомеризация 850
окисление 534
реакции 545
сульфирование 573
Нитрозотимол 398
Нитрозофенол 397
реакции 494
4-Нптрозо-Х-этил-а-нафтилампн 399
Х-Нптрозо-Х-этил-е-толупдин, перегруп
пировка 399
а-Пптрозоэфиры 502
б-Питроипдрн-З-карбоновая кислота 884 п-Нитрокарбобензоксиаминокислоты 434 а-Нитрокарбоновые кислоты 385
пнтрозированис 397
а-Нитро-а-карбэтокси-Р-(пндолил-З) -про
пионовая кислота, эгпловый эфир
Питрокорнчиые кислоты 389
o-Нитрокорпчныи аль дегид 389
Питрокрезолы 512
Питромалоновый зфпр 385, 535
реакции 796
а-Питромасляная кислота, эфир 443
З-Пптромезптоплбенлплкетон 852
1-(3'-Нитромел1поил)-2-феннл»тилен оксид, изомеризация 852
Нитрометан 442, 815
реакции 7С'7. 713, 730. 810
З-Питро-Х-метчлапилин 531
5-Нптро-2-метилбен юлсульфокислта 567 2-Н|1тро-4.о-метилендпоиспкор11чцая кислота 801
Х-Пн । ро-Х-метил »-толуолс> льфамид 537
2-Нптро-4-метилфсн11лсульфенплхлорид
619
Нитромочсвйиа
амид 506
восстановление 524
Нитронафталинсульфокислоты восстановление 569 галогенирование 257
Нитронафталины 257, 386, 509
аминирование 409
окисление 842
Нитронафтиламин 409
диазотирование 539
реакции 509
6-Нптронафтохшюн-1,2-д1тазнд-2, отщепл, ние азота 884
Нитронитриты и нитронитраты 374
Нитроны 318, 376, 412
З-Нитро-4-окситолуол, восстановление 52
1-Нитрооктан 442
Нитроолефины 809,810
восстановление 132
реакции 552, 555
Нитропарафивы, реакции 318, 713, 78
5-Нптропеятанол-2 67
N-Нитропиразолы 538
Нптропиридивы 383, 392, 532, 535
Х-окись, восстановление 532
Нитропирролы 391
4-Нитропиррол-2-карбоновая кислота, д( карбоксилирование 391
Нитропропан, реакции 318, 707, 731
Нптросалпциловая кислота 391
Нптросоедипепия 88. 89, 441, 508, 512, 53
восстановление 520, 545
галогеютрование 173
ненасыщенные см. Нитроолефины реакции 322, 323. 711, 731
Нитроспирты 809, 810
го-Нитростиролы, восстановление 28
Питротетралины 386
7-Нитро-а-тетралон. оксимпрование 479
о-Нитротиофснол 609
Питротофены 392
З-Нптротолилсульфенампд 623
З-Нитротолуол-4-сульфохлорпд 614
Нитротолуолы 509
галогенирование 146, 147
окисление 297. 301, 389, 390
реакции 390, 740
п-Нитротрпфевиаамин 409
п-Нитротрпфонилкарбинол 315
п-НктротриФепплметил.хлорнд. гидролиз
315
Нитроут.-сусиля кислота декарбоксилирование 815 эфир ИЗ. 535
Пл1роурстаны 537
о-П птро-я-фенетидин. диазотирование "31
п-Пи 1 рофеппл ал ки.|(арил^ сульфоны 613
1-Нитро-2-фс1!пла'-||1и!>-| ,2-дифспилэ1ап 731
-п-Нитрофенилацетазпд 542
2-Ншрофенилацетамид 883
а-(л-Нитрофенил)-В-бснзоилэтилсноксид 753
га-Нитрофенпл-н-гептиловый эфир 335
п^Нитрофепилгидразин 516
л-Нитрофенилдиазопиевые соли, реакции 669
^(п-Нитрофенил)-карбазол 409
п-Нитрофснилметплсульфон 612
1-(4'-Н11Тррфенил)-пиррол-2-альдегид 499
2-Нитро-1-фе1ШЛпропанол-1 713
2-Нитро-1-фенилпронен-1 810
Нптрофенилпропполовая кислота, эфиры 692
Р-(л-Нитрофенил)-серип, этилоный эфир 713
Нитрофенилсульфенилхлорид 619
о-Нитрофенилтпогдиколевая кислота 604 п-НитрофенПлуксусная кислота, гиДразид 459
о-Нитрофеннлэтиленоксид 719, 720
2-Нитрофенол-4,6-дисульфокислота, галогенирование 257
Нитрофенолы 320, 387, 512
окисление 287
реакции 499, 500
эфиры простые 335
9-Нптрофлуорен, калиевая соль аци-формы 386
Нитрофталевые кислоты 391, 842
Нитрофураны 391
5-Нитрофурфурол 391
ацетат 392 \
5-Нитро-2-хлоррензальдегид, реакции 590
Нитрохлорбензулы 386
аминированное 130
восстановление 521
реакции 5841
Нитрохинолины!
аминирование 409
восстановленйс 521
нитрование 382
Нитроциклогексан 830
реакции 318
2-а^и-Нитроциклогексанон 385
Нитроэтан 442
реакции 713, 731
2-Нитроэтансульфокислота 555
Нитроэтилбензол, нитрозирование 395
2-Ннтроэтилнитрат 501
2-Нитроэтлловый спирт 501
3-(1-Нитроэтил)-цпклогексанон, реакции 324
Нитрующие агенты 380
Нонантпол 580
Нониламин, алкилирование 422
м-Нонпловый альдегид 306
н-Нониловый спирт, дегидрирование 306
Норкантарпдпн 704
Норкарадпенкарбоновая кислота, эфир
792
Норхолаловая кислота 836
Озазоны 475
сахаров, расщепление 325
Озониды 261, 262, 835
Озонирование 835
Окиси
алкенов, реакции 593, 594
бензалаацетофепона 265
изоамилена, реакции 726
мезитила 472, 675
— реакции 266, 839. 848, 849
пропилена, реакции 726. 727, 851
стирола 263
— реакции 728
циклогексена 273
— реакции 593
этилена, реакции 500, 501, 593, 720, 726, 774, 851
а-Окисп 719
изомеризация 851, 878
К-Окиси 427, 502, 533
восстановление 531
изомеризация 857
Окисление
ацилирующее 286
гииогалогенитами 838 сл.
по Элбсу 287
тетраацетатом свинца 308, 840
«фотосепсвбилизированное» 291
S-функций 609
электрохимическое 298
Оксазпраны. расщепление 397
Оксазоллдины 379
Оксазолпдон-2 449
Оксазолины 374
Оксалаты 344
Оксалилбромпд 239
3-Оксалил-1,5-дифенилформаза« 404
сс-Оксалилпроппоновая кислота, эфир 789
Оксалилхлорид 232
реакции 775, 776
Оксанилид, реакции 388
Оксетаны 331
Оксиальдегпды 309
галогенирование 178
гидрирование 81
изомеризация 854
расщепление 824
эфиры 715
Р-Окси-а-аминокпслоты 102
2-Онси-4-аминопиримпдпн 328
В-Оксиаптрахинон окисление 287
Оксиантрацены, эфиры 331
2-Оксиарилметилкетоны, изомеризация
864
а-Окспацетилены, изомеризация 856
4-Окси-1 -ацетилциклогексен 856
Оксиацетон 272, 285
Оксиацетофеноны 182, 862, 863
галогенирование 183
реакции 788, 791, 807
Оксибензальдегиды 147, 321, 833
галогенирование 151
реакции 802, 807, 825
Оксибензальдегиды эфиры 335
о-Оксибепзилмстиловый эфир 331
Оксибензиловые спирты 63 дегидрирование 304 ю-(2-Оксибензоил)-ацетофеноны 864 4-Оксп-1-бензоилкафталин, реакции 738 Оксибензойные кислоты 312, 363, 713, 717 азосочетание 405 галогенирование 142, 151, 153, 169 N-метпламид 458 окисление 287
л-Оксибензолсульфокислота 328
Оксибензолсульфохлориды 576 о-Оксибензофенон 363 б-Окси-7,8-бензфлуоренон 738 Оксивалериановая кислота, этерификация 346
P-Окси глутаровая кислота, диэтиловый эфир 69
4-Скси-3,5'Дибромбензойная кислота, нитрование 510
pt-Оксиизомасляная кислота 286
Оксиизопропилбензойная кислота 831
Оксикапроновая кислота лактон 76 эфир 837
Оксикетоны 271
восстановление 76, 79, 81
21 -Окси-20-кетосгероиды 185
4-Окси-1-кето-1,2,3,4-терагидронафталин 65
Оксикислоты 286 гидрирование 49, 76 декарбоксилирование ароматических 822
производные 837 реакции 214 этерификация 346 а-Оксикислоты
окисление 308, 840
реакции 283, 823, 872
р-Оксикпсяоты дегидратация 675 расщепление 827 эфиры, дегидратация 675
4-Оксикоричная кислота 802 4-Оксикумарины 791 а-Оксимасляная кислота 315 этерификация 346
8-Оксимасляиая кислота 267 р-Оксимеркаитаны 593 о-Оксиметплбензойная кислота, N-метил- амид 458
2-Окси-2' -метилдибензоилметан 865 а-Оксиметпленциклопентадеканон 789 Оксиметилирование 783 сл.
N-Окснметилкарбонамиды 379
Х-Оксиметилпицеридин, реакции 592 а-Оксиметидсульфоны 559
N-Оксиметилфталнмид 379
2-Оксиметилцпклогексанон-1-карбоновая-2 кислота, эфир 784
2-Окси-6-метоксиацетофенон, окисление 25 4-Окси-3-метокси-й)-нитростпрол 810 а-Оксимипоадипиновая кислота, эфир 36 сс-Окснминоалкилуксусные эфиры 395 у-Оксиминоацетоуксусная кислота 394 а-Оксиминоацетоуксусный эфир 394 сс-Оксиминокапроновая кислота 395 а-Оксиминокетоны 393, 394 а-Оксиминонптрилы 395 З-Окспминопентанон-2 394 а-Оксиминоэфиры 395, 442, 443, 502 Оксимирование 479, 510
• Оксимы 132, 371, 393 ел., 524, 536 восстановление 525, 527 окисление 534 расцепление 324 реакции 411, 733
Оксинафталпндисульфокислоты 320, 60 Оксинафталинеульфохлориды 576 2-Оксинафтальдегид-1 778
2-Оксинафтил-1-метилсульфонат натрия 786
Оксинафтойные кислоты, реакции 391, 49 Оксинафтохиноны 298 дегидродимеризация 741
Оксинитрилы 765 дегидратация 675 отщепление HCN 824 2-Окси-З-нптропропиоповая кислота 26 Оксипиридины 328
галогенирование 189, 230 окисление 287
2-Оксмпиримидин 229
Оксипировиноградная кислота 311 3-Оксипропансульфокислота 555 2-ОксипропАнсульфокислота 594 а-Оксппропилбензойная кислота 299 Р-Оксирропиопитрил 207 а-Оксипропионивая кислота, эфиры 71 В-Оксипропионовая кислота 267 Оксипроппофенопы, реакции 183, 789 Оксисульфокислоты 554, 558, 594 а-Оксисульфоны 559
Окситолуиловые кислоты 302, 832 Оксифснантрены, простые эфиры 331 8-Окси-2-фениламинонафта.|Ин-6-сул1>фо- кислота 503
п-Оксифениларсононая кислота 667 2-Оксифениловый эфир 364 1-(2/-Оксифенил)-пентанон-4 870 В-(4-Оксифепил)-проиионовая кислота 15; р-Окси-Р-фенилпронпоновая кислота, эфир 751
Оксифенилуксусная кислота 361 галогенирование 152
4-Окспхинолпн-З-карбоновяя кислота, де карбоксилирование 822
Оксихинолпны 287, 321, 498. 822 восстановление 28 галогенирование 154
1-ОкспциклогексилуксУсная кислота, эфир 752
2-Окспциклодеканон. дегидрирование 307 Р-Окспэтилциклогексен-1 26
3-Оксопентил-2-цпклогексплсульфид 553
1,2,3,4,5,6,7,8-Октагидроанграден-9-суль-
фокислота, галогенирование 258
Октагмдр^епаитрен 847
Октадекандиеловая кислота 682
Октадеканон-2, окислительное расщепление 838
Октадецплбензол 773
и-Октадецилподид 211
«-Октадепи л-л-толуолсульфоиат, реакции
773
Октадпин-3,5-дполы-2,7 740
ДвДО-Октален 877, 878
Октаммилслхароза 339
Октацоп-2, реакции 790
Октатриеналь 804
Октахлорантрапеи 106 Октахлорфенантрен 106
Октены, изомеры 671
Октиламин 517
н-Октилацетплен 690
Окти лд и мети. । сульфонийи одпд 586
«-Октилмаппшбромид 680
Октплнитрит 442
н-Окщлхлорид 466
Октин-1, реакции 120
Октип-З-он-2 762
Олеиловый спирт 84
Олеиновая кислота 680
реакции 101, 274, 446\
щелочное плавление 833
эфир, восстановление 84
Олефины 52 сл. 198, 333. 670 сл., 674,
80, 681, 722, 746, 748 алкилирование 696 сл. ацилирование 772
галогенирование 92 сл.. 122 сл., 131 сл.,
35, 136
гидратация 266, 268, 269
гидрирование 21 сл., 44 гндрогалогенирование 111 сл.
гидроксилирование 272 сл.
действие надкислот 262
изомеризация 847
образование алюмпнинорганических со
единений 657
озонирование 261 сл., 835
окисление 272 сл., 286, 288, 290, 832 сл.
окислительное расщепление 261, 832 сл.
окенметплирование 784 полимеризация 260. 665, 697 сл.
присоединение бисульфита 555
— галтенов 92. 97, 111сл., 122сл., 131 сл.
гидридов бора 655
кислот и спиртов 278сл.
— ИРркаптосоедпнеипй 551, 553
солей ргутп 653
сульфиновых кислот 555
— SO2 и SO3 554
— тиокарбоновых кислот 553
Олефины
— N-триалкилборазаиов 655
циклизация 684, 685
Оловоорганические соединения 662 сл.
Омыление см. Гидролиз
Олдге.ча - Резерфорда правило 219
Оппенауэра реакция 308
Орнитин 417
реакции 463
Ортокремневые эфиры.ацеталироваипе ка})-
бошпъных соединений 355
Ортомуравьиные эфиры, реакции 460, 498,
724, 753. 789
Ортотиомуравьиный эфир 597
Ортотцоэфиры 597
Ортоуксусный эфир, ацилирующий агент
460
Ортоэфпры, реакции 355, 372, 460, 723, 791, 808
Пааля — Кнорра реакцуя 473
Пальмитиновая кислота 311, 674, 833, 838
амид, расщепление 872
эфир, гидролиз 674
Папаверин, дезалкилирование 363
Паральдегид
галогенирование 161, 176
реакции 712, 803
Пеларгоновая кислота 833, 848
Пента-О-ацетилглюкоза 222 сл., 351
Пентаацетилглюкоповая кислота, ширил 824
Пентабензоил-^-У -глюкоза 223
Пентабромниридон 173
Пентадецилампп 872
Пентадедилкарбаминовая кислота, метиловый эфир 872
Пентадиен, гидрирование 45
Непта-О-меп ил-^-У-глюкоза 341
Р,8-Иентаметиленглицидная кислота, эфир 754
Пептамстилендпброшщ 646
Пентаметилмышьяк 666
Пентаметилсурьма 669
Пентандиол 274
бис-бензолсульфопат 467
Пептанол-2-оя-4 712
Пентанолы, реакции 203
Пентапопокснм, гидрирование 526
«-Пеитапсульфохлорид 614
Пентафеиилмышьяк 666
Пенгафенилсурьма 668
1,1,2,3.3-Пеитахлорпропан 768
Пентаэритрит 313
Пентаэритритбромпд 213. 219
Пенген-1 747
iидробромированпе 112, 114
Пегненовая кислота 45
Пентен-2-ол-4 725
Пептии-З-ол-З, окисление 307
Певтин-3-х>н-2 307
Пепншы 850
Iпдрофторирование 120
Пептиды 369, 417, 448, 506
реакции 507
Переамидировапие 505
Пореамннирование 502
Перегруппировки 846 сл.
.1 мадори 856
а.тплродацпдов 201
аллильная 137. 20 4, 413, 849
Бекера — Венкатарамаиа 864
Бекмана 526, 874
Брауна 860
бензидиновая 865
Вагнера — Меераейна 876 сл.
Вольфа — Шретера 882 сл.
гипохлоритов 871
дибромциклопептаиов 97
дпенон-фенольная 879
Канниццаро 855
Клайзена 863
Криге 870
нитрози.рслорпдоц п хлороксимы 131
пинаколиновая 878
ретропинаколиновая 879
Рупе 856
Соммле 868
Стивенса 867
Тиффено 869
Фаворского 861
Фаворского и Темниковой 854
Фриса 862
Чепмена 857
Перекиси 260 сл., 288 сл.
борорганические 655
Переэтерификация 352 сл., 368
Лерилен 736
и диеновом синтезе 701
Перника синтез 801 сл.
Перфторсоодпнення 132, 646
а-Перхлоргексагриен-!,3,5 679
Перхлорметплмеркаптап 617
восстановление 625
реакции 591
Перхларнафталин 106
Пиколилкетоны, реакции 707
Пиколиновая кислота 301
декарбоксилирование 815
Пиколины
аминирование 408
окисление 300. 301
реакции 808
Пикрамид 495
диазотирование 539
Пикриловые эфиры 337
•Цикрплхлорид 2о0
реакции 430
Пикриновая кислою 380, 512
реа.ции 230. 493
II и мели новая кислота
декарбоксилирование 818
а-замещенная 844
Ппмаколиновая neper рупии ровна 878
Пннаколпновый спирт. до|идрагацин
Пинаколины 878
алкилирование 758, 681
окисление 838
Пинаконы 56, 715 сл.
дегидратация 682
изомеризация 878
Пинан, расщепление 684
Пипацианол, -иодид 808, 809
Пинен
окисление 831
реакции 2.79
а-Пиноновая кислота 834
■Пиперазин, реакции 4д0
Пиперидиды лития и натрия 409 4-Пинеридил-1-нптронафталин 409 Пиперидинацетонитрил 244 ■у-Пиперидии-М-бутиронитрил 424 2-(Пипбрцдипметил)-тиофсп 187 Пиперидины 23, 28, 29, 503
Л-алкнлировамис 424
арилирование 428
реакции 490, 494, 804
Пиперонал
дезалкилирование 363
дифенилмеркапталь 596
Пиперониловый спирт 59
Пиразолальдегид-3 373
Пиразола л ьдегид-З-карбоновая-4 кислот? 373
ПиразолпнЫ 504, 710
Пиразолы 373, 475, 710
Пиран 331
Птгрантрон 737
Пирси
восстановление 25
изомеризация 852
сульфирование 569
Пнрен-З-альдегид, восстановление 83
Пирна реакция 573
2-Пиридплацетанилид 874
Ппридилпиридпниевые соли, реакции 504
4-Ппрпдплфепиловые эфиры, расщепление 500
^Ппрпцил-4-илридинпйхлорпд 188, 4Ц
З-Пиридплпропп опивая кислота 30
Пиридин 501, .815
алкилирование 123
ацилирование 437
восстановление 23. 28. 29
галогенирование 187, 188
гомологи, окисление 300
комплекс с СгОя 309
— с SO3 560, 571
меркуриронапие 652
нитрование 382. 383. 392
К-икисъ 502, 533, 53-4
реакции 711. 798. 839, 810
сульфирование 570
З-Пиридинальдо! ид 323
ПиридгпщикарбоПовые кислоты 812
Ииридинппбромплы 839
пербромид 99, 100
Пиридипийноднд S1U
Пиридинкарбоновые кислоты 831 декарбоксилирование 822 окисление 534 этерификация 345
Пиридинпикрат 230
Пиридинсульфокислоты 610 реакции 328
Пиридинсульфотриоксид 560, 571
Пиридивсульфохлориды 624
Пирилиевые соли, реакции 501
Пировиноградная кислота 820 азосочетание 404 диэтилмеркаптол, окисление 613 .полумеркапталь 558
Пирогаллол галогенирование 151 триметиловый эфир, галогенирование 142
Порфирины 808
Пирокатехин 65, 361 галогенирование 142, 151 дегидрирование 309 реакции 770, 782 эфир, реакции 781
у-Пироны 815 реакции 499, 5^6
Пирослизевая кислота 310, 312 декарбоксилирование 815 эфиры, реакции 768
Пирохимпческпе реакции 735
Пиррол восстановление 27, 50 галогенирование-Т87 нитрование 391 производные, реакции 798 расщепление 505 реакции 702 сульфирование 571 формилпрованпе 777, 778
Пирролальдегпд 778 реакции 808
Пврролизпдпн 410
Пирролидины‘50 , 410 , 500 , 503
Пирролии 27
Пиррол-М-карбоновая кислота, эфир 795
Пирролы 473
Полиазоксисоедпненпя 534
Полиазосоединения 545
Полиалкилбензолы. сульфирование 89
Полиарилкетоны 7-39
Полиены 683, 753 галогенирование 97
Полисульфоны 554
Полиэтилен 699 хлорирование 133
О,М-Полуацетали 470, 480
Полукеталя бензоилированные 870
Полумеркаптали ,558 бромпроизводные 259
Прево реактив 276
Д4-Прегпендпол-Ир,20р-оя-3-ачь-21, реакции 855
Пронитол 881
Принса метод 784 реакция 707
Пробковая кислота, динитрпл галогенирование 167 омыление 328
Пропан, сульфохлорирование 575
Пропацдион-1.3, галогенирование 206
Пропанол-1 29, 31 окисление 310
Пропаргилбромид 212
Пропаргилгалогениды 752
Пропаргиловая кислота, галогенирование - 104
Пропаргиловый альдегид 303 реакции 373
Пропаргиловый спирт 827
гидратация 272 окисление 303 реакции 212 Пропенилбензол 76 а-Пропенилпирпдин 808 н-Проппламин, реакции 471 и-Пропплаиилин 466, 493 N-Пропплацетальдимин 453 N-к-Пропилацетамид 447 н-Пропплацстплен, изомеризация 850 я-Проппл-п-бензальдегид 816 к-Прошшбензол 76, 80, 744
реакции 816
N-Пропилбутиральдимин 471
N-Пpoппл-N-винилaцeтaмид 453
Пропилен 676
алкилирование бензола 696
гидрогалогенирование 111, 112, 114
Проппленхлоргидрин 206
Пропилиденуксусная кислота, реакции 554
Пропплизопропилкарбинол 726
Пропплкетоны, галоформная реакция 839 н-Пропилмагнийбромпд, реакции 722 2-н-Пропилпнрролидин 410 я-Пропил-я-фенилглиоксалевая кислота, эфир 816
я-Пропилхлорнд 206 я-Пропилциклобутаи 82 Пропин, гидрофторпрованпе 120 Пропиоловая кислота 691 восстановление 52
Пропиолонптрпл 765 ю-Пропионил-о-оксиацетофенон 788 М-Пропионилфталииид 451
Пропцонилхлорид, .хлорирование 162
Пропионовая кислота 310
ангидрид, реакции 802 эфир, реакции 788
Пропионовый альдегид 303, 85 Г реакции 713 фенилгидразон, реакции 403
Пропиофенон
восстановление 80
галоформная реакция 839
Пропиофенон изомеризация 852
Простые эфиры 278, 279, 329
галогенирование 117 сл., 159 сл.
расщепление 225 сл., 36-1 сл., 635
реакции 288, 291. 742
Протеины, диазотирование 541
Протокатеховая кислота 287
Псевдоионон 807
Псевдокумолсульфиновая кислота 578 ангидрид 624 , ■
Пурпурин, сульфирование 573
Пшорра синтез 795
Рашига метод 543
Резорциловый альдегид 777
Резорциловые кислоты, декарбоксилирование 822
Резорцин 328, 822 галогенирование 142 гидрирование 49 нитроаирование 398 реакции 282, 496, 640, 777, 782 сульфирование 573 эфир 758
Реймера — Тимана реакция 778
Рейесерта соединение 74, 75
Реппе синтез 683
Ретропинаколиновая перегруппировка 879
Реформатского реакция 751
Рида метод 573
Рициноловая кислота дегидратация 682 окисление 834
Робинзона — Манниха метод 707
Родан 92, 101, 191, 625
реакции 591у
4-Родапанилин 191
Родангидрины । 201
Роданиды 201, 377, 591
ароматические 257
расщепление 616
реакции 614
Роданин, реакции 809
Роданирование 92, 101, 201, 190, 257
Родановое число 101
5-Родансалициловая кислота 257
Ровемунда — Брауна метод 764
Ртутьацетамид 270
Ртутьорганические соединения 649 сл.
реакции 639, 647
Ртуть-п-толуолсульфамид 270
Рубрена перекись 261
Рупе перегруппировка 856
D-Сабинол, восстановление 77
Салигенин, простой эфир 331
Салициловая кислота
восстановление 844
галогенирование 154, 169, 171
дикалпевая соль 717
нитрование 391
Салициловая кислота
реакции 801
эфиры, реакции 49, 570
Сахарин 302
Сахароза, исчерпывающее метилироваш 338, 341
Свартса реакция 193
Свинсцорганическпе соединения 664 сл.
Себацицовая кислота
динитрил, галогенирование 167 дихлорангидрид 246
моноэфир’хлорангидрида 236
• Семикарбазид 507, 524
реакции 497
Семикарбазоны 323, 474, 477 расщепление 83. 324, 325 Семихиноны, перегруппировка 879 Серенсена метод 416 П,£-Серин 130
Сероокись углерода 625
реакции 380, 605, 627, 628
Сероуглерод, реакции 379, 617, 627 Сероорганичсскпе соединения 550 сл. Силаны 659
Симонипи комплекс 149
Синалар 129
Синильная кислота, реакции 710 сл., 717 сл., 733, 791
Скатплмалоновая кислота 796
Сложноэфпрная конденсация 706
Сложные эфиры 83, 271, 278, 313, 342 347, 348,- 786 сл.
восстановление 83 сл.
галогенирование 101, 163 омыление 365 сл.
пиролиз 673
реакции 137, 723 сл., 785
третичных спиртов 347
Соммле реакция 317, 823, 869
Сорбиновая кислота 803
гидрирование 46, 47
9,9-Спи^обифлуорен-2,2-дпсульфокислота Спиро[3,4]октанол-5 57
Спирты 55 сл., 83 сл., 285
алкилирование 329 сл.
ацетиленовые см. Ацетиленовые спир
ацилирование кетенами 282 восстановление 75 сл.t
галогенаамещенные 225 галогенирование 99, 202 сл., 217 сл. дегидратация 671 сл., 682, 686, 68' дегидрирование 303 сл.
дегмдродпмерпзация 742 ненасыщенные 286, 784 окисление 136, 288, 306, 309, 31)0 окислительное расщепление 836 сл.
нергидролиэ 289
этерификация 329, 343 сл.
Станнаны 662, 663
Стеариновая кислота 838
хдорангвдрцд, реакции 761
Стероидные'
гормоны 836 спирты 268 — реакции 260
Стероиды 129
введение С—С-связей 198 восстановление 27 галогенирование 98, 179, 203 гидроксилирование 274 N-хлорированне 550 эпоксидирование 266
Стибиноцые кислоты 669
Стибипы 668, 669
Стибониевые соединения 665, 669
Стибоновые кислоты 669
Стивенса перегруппировка 867
Стпльбен галогенирование 94, 96, 97, 132 диморизаипя 697 производные 793, 800, 808 роданирование 101
Стильбен-4-альдегид 317
Стильбендибромид, реакции 766
га,м'-Стильбендпкарбоновая кислота 799
Р-Стиракриловая кислота 802
Стирол 816
бромирование 97. 100
гидробромнрование 111, 112 окисление 832 оксимстплирование 784 полимеризация 699
реакции 101, 260, 263. 553, 654. 689. 707, 708' " " " -
хлорметилпрование 783
Стиролбромпд 100
Стиролдибромид 97
реакции 689
Стрихнин 866
Сукцинимид, переамидпроваппе 506-
Сукцинимидоуксусная кислота 452
Сультоны 575
Сульфамиды 421, 621
алкилирование 465
N-гетероциклические 622
гидролиз 624. 625
Сульфаниловые кислоты 523
Сульфаниламиды, галогенирование 157
Сульфанилдиазонипсульфат 546
Сульфаниловая кислота 565
реакции 257, 387. 408
Сульфонамиды 623
Сульфепплбромиды 259
Сульфенилтиоцванаты. расщепление 620
Сульфенилхлориды 591, 617, 618, 619
реакции 553. 583. 604, 623
Сульфеновые кислоты, эфиры 623
Сульфннампды 622
Сгпьфинопыс кислоты 578, 606. 604, 606, 607, 616. 620 амиды 622 восстановление 608 реакции 555, 559 эфиры 622
Сульфинилхлориды, реакции 622
Сульфирование 559 сл.
бисульфитом 592
Сульфибензойнаи кислота 567
ангидрид, галогенирование 173
Сульфокислоты 592, 610, 611, 620
алифатические 589
ангидриды 621
ароматические 561
— производные 341. 563
— реакции 302, 511
выделение 562
галогенирование 257 сл.
Iидролиз 89
фторангидриды 196
(Сульфоксиды 611
ароматически»* 577
окисление 612
Сульфометилирование 786
Сульфониевые соединения 585. 592, 598, 605
Сульфопилмочевины 378
Сульфоны 258, 577,590,601,611.612 613
расщепление 616
реакции 711
циклические 554
Сульфоокисленпе 560
Сульфосаллциловая кислота, метиловый эфир 570
4-Сульфофталевый ангидрид 570
Сульфохлориды 613, 623
ароматические 601
восстановление 606
реакции 258, 620
Сульфохлорирование 573 сл.
Сурьмы органические производные 668
Сэндвичсобразные соединения 665
Таксогены 697
Тапсневая кислота, тетрабромдиннтрил 169
Д-Тартрамидгидразид 477
Тахистерин 830
Твитчелла реактив 368
Телогены 697
Тсломернзация 697
Терефталевая кислот а
восстановление 23
дмимидазолид 506
динитрнл. омыление 328
Терефталевый альдегид 147
ацетали 351
Терпеновые спирты, дегидратация 673
Терпены, реакции 116. 131, 279. 304
396. 573
Терппнен 6(3
мутоокнеленпе 261
Терпинеол, реакции 673
Терпинолен 673
Тестостеронацетат 182
Тетра азосоед мнения, сочетание 407
2.2.3,3-Тетраалкилэи1ленимипы 375
Тотра-м-аппзплэтнленсулъфид 616
Тетраарилэтаны 741
Тетраарнлэтнленсульфпды 616
Те1раармлэтилоны, эпоксидирование 266
Тетраацетат свинца 285
как окислитель 308, 840
Тетра-О-ацетил-р-бенямлглюкоаид 338
Тотраацетилглюкозиламин- 224, 530
Тетраацетилглюкозплазид, восстановление 530
2,3,4,6-Тетраацетил-а-О-глюкозо-1 -изотиоцианат 202
Тетра-О-ацетнл-р-метилглюкозид 337
2,3,4,6-Тетраацетил-а,^-этилтио-1)-глюко- зид, реакции 259
1,1.1,3-Тетрабромацетон 182
1,2 3,4-Тетрабромбутан, дегалогенирование
682
Тстрабромдикарбоновые кислоты 168
Тетрабромдинитрилы 169
Тетрабромксилолы 147
гидролиз 317
Тетрабромметан 199
реакции с олефинами 709
2,3 5,6-Тетрабром-4-оксибензойпая кислота
172
хлорангидрид 235
Тетраб ромпиридон 173
1,2,3,4-Тетрабром-1,2,3.4-тетрагидропафта- лин 107
Тетрабромтиофеп 186
1,1,2,2-Тетрабромфенплэтап 104
Тетрабромгрталевая кислота, ангидрид 173
1,1,2,2-Тетрабромэтан 104
Тетрагидрокарбазол 867
дегидрирование 685
Тетрагидроксилиленгликоль, реакции 674
Тетрагидронафтолы-2 49
1,2,3,4-Тетрагидро-8-оксПхинолпн 28
Тетраiидропиран
расщепление 225
реакции «500
Тетрагидрофталазин. конденсация с фирм- альдешдом 483
Тетраги^офталевая кислота, ангидрид
Теграгидрофураи 50, 208, 331
идроперекись 242
правила обращения 291, 292
расщепление 225, 226, 362
Тетрагидрофурилаллиловый спирт 46. 50
изомеризация 856
Тстрагидрофурфурплбромпд 212
Тетрагпдрофурфуриловый спирт
окисление 306
реакции 212, 213
Тетрагпдрохиполин-2 771
Тетрадекатексаен-2,4,6,8,10,12-овая кис-
.лота 804
Тетразен 404
Тетразины 483
ТетразолЫ 376
Тетраиодметаи 200
Tt4 раподплррол 187
Тетраиодфталгвая кислота, ангидрид 173
Тетралплтолплс}, льфон 577
59 Заказ 1835.
Тетралии 48. 781 гидроперекись 290 дегидрирование 684 нитрование 386 окисление 290. 296 производные 781 реакции 51. 625 0-(4-Тетралон-1)-пропионовая кислота 7' а-Тетралон-З-судьфокислота 497 Тетралоиы 296. 774 восстановление 60
Тетрамотиламмошшбромид, бромаддукты 100
Тетраметилборат лития 655 1,2,3,4-Тетраметилбутаджн, реакции 7( п.п'-Тотраметплдиамииодифенилэтилен- сульфид 616
Тетраметплондимагнлйбромид 646
Те । ра-О-метил-а-метилглюкозид 338
Тетраметилсвинец 664
Тетраметплсилан 659, 660
Тетраметплстибонийиодид, реакции 669
Тетрамстилэтилсн 673 эпоксидирование 2621
Тетраметилянтарная кислота, деметилирс ванне 368
Тетранитробечяолы 386 2,4,2',4'-Тетранптродпфепилсулг,фпд 584 Тетрапитромстап 382
Тетрафениладлен 686, 687 Тетрафениларсоний 666 Тетрафенплаиетон. реакции 687 Тетрафенилборат натрия 656 Тетрафенилбутадпены 45. 700 Тотрафенплгексаиснтаеп 45 Тетрафевилгидразип 544 2,2,4.6-Тетрафенил-2.3-дигидро-силж-трп- азин 377
Тетрафенилметан 792
Тетрафенилпропплен, реакции 686 а .а .у ,у-Тотрафенилпро1 (Иловый спирт 12. реакции 664
Тетрафенилспипсц 661
Тетрафенилфталевая кислота, ангидрид 8-1
Тетрафенпициклоиентадиеноп 294, 295, 80 реакции 826
Тетрафенилатан 766
Тетрафенилэтилен 681, 799. 800, 879 гидрирование 44
Тотрафонилэтиленсульфид 616
Тетрафопплэтилрнсульфон 601 Тетраформаль-трпс-азин 475 Тетрафторборат арилдиазонля, реакции 65. Тетрафторгексахлорциклогексан 105 Тетрафторэтплен, иодирование 97 Тетрахлоралюминийсульфинат 578 Тетрахлорацетальдегид см. Хлораль 4.5,6,7-Тетрахлорбопзтиазол 143 Тетрахлордикарбоновые кислоты 167 динитрилы 167
Тетрахлординити илы 169 Тетрахлор[0.2.4|октен 95 Тетрах.юртолуол ы 106
1,2 2-Тетрахлорэтан, дегалогенирование 135
Тетрахлорэтилен, бромирование 94 Тетраэтилолово 662 ТеТраэтилпирофосфит, реакции 449 Тетраэтилсвинец 664, 665 Тетрил 388, 538 Тетроловая кислота 693 Тиазолидоны-4 556 Д4-Тиааолины 556 Тиазолы, изомеризация 866 Тиазтионийхлориды 580 1,3,5-Тпациклогексян 595 Тиенилакриловая кислота 802 Р-Тиенил-2-аланин 756 Тиенилацетилмалоновый эфир 756 1-(2-Тиенил)-этиловый спирт 64 Тимапа синтез 848 ‘ Тимол 780 галогенирование 152 гидрирование 49 нитрозировапие 398 роданид 191 щелочное плавление 832 Тиоальдегиды 594 'Тиоамиды 598 Тиоангидриды карбоновых кислот, циклические 259 6-Тиоаятрахпноил-1-антрахинон-2-карбо- новая кислота 600
Тиоацотали 827
реакции 259
Тиоацетамид 598 Тиоацетон 595 Тиобензамлд 598 Тиобензанилид 598 'гиобензойяая кислота 588, 605 реакции 580 Тиобензофенон 587, 596, 603 Тиогидаптоин, реакции 809 Тяогидрохинон 600 Тиогликолевые кислоты 328, 580, 582 реакции 592 эфиры, реакции 556 Тиоглицерин 593 Тиодигликоль, простые эфиры 330 8,Р'-Тиодидроплоновая кислота 551 Тиопмины 557 Тиоиндокспл 771 Тиокамфора 596 Тиокарбаминовая иислота
N-производные О-ариловые эфиры 630 соли 628 эфиры 629•
Тиокарбаминоилхлорпды 629 реакции 630
М.М'-Тиокарбонилдипмпдазол 436, 448 реакции 440
Тиокарбоновые кислоты 588, 605 амиды 557 реакции 553, 580
Тиокарбоновые кислоты
эфиры 597
— реакции 89
Тиокетоны 579, 586, 594, 603, 615
ароматические, реакции 616
восстановительное расщепление 89
Тиокрезолы 30, 115, 607
реакции 592, 614, 615
эфир 598
Тиоксантен, дегидродимеризация 741
Тиоксантион 587
Тиоксантон, восстановление 57
Тиолкарбоновые кислоты 589
эфиры 553
Тиолтионугольная кислота 626
Тиолугольная кислота 626
Тиолы см. Меркаптаны
Тиомочевины 377, 379
армлиронанные, расщепление - 631
реакции 446, 513, 581
токсичность 74
Тпопамиды 557, 605, 606
Тионафтендпальдегид-2,3 318
8-Тионафтол 607
Тионилариламины, реаиции 546
Тионилбромпд 216
Х,Х'-Тионплдипмидазол 448
Тионилхлорид
очистка 215
реакции 799
Тионкарбонаты 628
Тпонкарбоповые кислоты 603, 605
Тпононановая кислота 588
Тионугольная кислота 626
эфир, реакции 605
4-Тиолфлавон 603
Тионы см. Тиокетоны
Тпооксиндол-З-альдегид, анил 799
Тиопиридоны 587
4-Тио-у-пирон 596
Тиопропионовая кислота 605
Тиосалпциловая кислота 580, .584,
608
Тиосемикарбазид 377
Тиосемикарбазоны 477
Тиосульфиновые иислоты, эфиры 611
Тиосульфокислоты
реакции 620
эфиры 611
Тяотолуйловые кислоты 605
Тиоугольная кислота, хлораягидрид
О-4-хлорфениловый эфир 626
S-эфир, реакции 630
Тпоугольные кислоты 625 , 626
эфиры 627
Тиоуксусная кислота 588
реакции 554, 557, 580, 581, 602
эфиры 597
Тиоуретаны 629
Тиофен
галогенирование 186, 187
меркурированпе 652, 653
нитрование 392
Тиофен
реакции 774, 798
элиминирование серы 90
Тиофенальдегиды 187, 317% 724
дпацеталь 724
реакции 713, 802
Тпофенолы 111, 115, 599, 606
реакции 551 сл., 557, 583
хлорирование 614, 618
эфиры, реакции 639
р-Тиофеисерин 713
Тиофен-2-сульфиновая кислота 607
Тиофенсульфонилхлорид 392
восстановление 607
4-Тпофлавцн 596
Тиофлуоренон 596
Тиоформальдегид 595
Тиофосген 617, 625
реакции 436, 587, 627, 629, 631
Тпохпнальдонр 587
Тиоцианаты ей. Роданиды
Тиоциановая кислота, реакции 629, 630
Тиоэтиленгликоль 593, 609
Тиоэтилтнобензилметан 588
Тиоэфиры 328. 551 ел., 579, 583 сл., 585,
598, 603, 604, 615 сл., 619 восстановительное расщепление 89, 90, 608
галогенирование 259
окисление 611
хлорзамещеиные 558
Тирамин 815
Тирозин, реакции 815
Тироксин 152
Тиурамдисульфиды 630
Тиурониевые соли 513
Тиффено перегруппировка 869
Тигценхо реакция 312
Тобиаса кислота 569
Тозиламинокарбоновые кислоты, реакции 239
Тозилаты см. Толуолсульфокислота, эфиры N-Тозилнафтиламины, азосочетание 406 . Толандибромид, дебромирование 692'
Толилальдегпды 322, 777
реакции 313
1-га-Толиламино-1-дезокси-2)-фруктбза 856 о-Толиларилкетопы, оксимирование 479 Толилацетилеп 689
о-Толплбензойпая кислота 326
о-Тилилглиоксалевая кислота, эфир 762
п-Толилглиоксалевая кислота 302
п-Толилкарбинол 313
в-Толпл-я-ксилилсульфон 577
Толплметилкетон 299
окисление 302
Толилнафтилсульфиды 585
МХо-ТолилНншерпдин 419
Толилсульфенилхлорид 618
реакции 604
п-Толплтрифенилметилсульфид 592
1-л-Толил-1-хлорэтплен, реакции 689
п-Толуидин-£>-глюкозпд, изомеризация 856
59*
Толуидины 410
реакции 191, 400, 472. 503, 781
Толуиловые альдегиды 227, 317, 318
Толуиловые кислоты 23, 299, 300, 831 дегидрирование 799
2-(о-Толуилокси)-ацетофенон, эфир, изоме риаация 865
Р-Толуплпропионовые кислоты, воссташ вление 80
о-Толунитрпл, омыление 326
Толуол 84, 684 аминирование 410
" галогенирование 106, 141, 142, 145, 30 меркурирование 653 нитроаирование 396 окисление 285 реакции 735 сульфирование 564
Толуолсульфамиды окисление 302 рястцепление 422 п-ТолуолсульФинамид 623 . л-Толуолсультинат калия 620 п-Толуолсульфиновая кислота 578, 60 ангидрид 624 октиловый эфир 622
л-Толуолсульфобромид 615 л-Толуолсульфокислота 561 выделение 562 реакции 330, 414 эфиры 218
— реакции 220, 341, 466, 755, 773 Х-(л-Толуолсульфонил)-фталпмид 438 л-Толуолсульфохлорид 601, 614, 624 алкилирующее средство 342
Траубе реакция 459 £>,-£-Треонии 130 Трпазены 406
Триазины 376. 377, 463. 508
Триазолиды 506
Трпалкиларсины 665
Триалкилациламмониевые соли 437 N-Трпалкнлборазаны, .реакции 655 триалкилстибины 668 Триалкилуксусные кислоты 842 Триаллилацетофснон 756 2,4,6-Триаллилфенол 864 2.4'б-Триампноииридин 408 Трпамсинолон 129 Триариларспны 666 1,3,5-Триарилбензолы 810
Триарилкарбинолы, восстановление 77 Триарилметильные радикалы, рсакцш 636'
Триарилстибпны 668 Три-О-ацетил-У-глюкаль 22-3 Трибензиларсин 666
Трибепзил-а-глюкоаа, ацетониды, гидролиз 370
Трибепзилолово, галогениды 66.3
Трибензоплмстан 760_
Триброманилин 140, 151, 257, 82.
ДЗ-Трибромацетон 182
Триб ромацетифепон ы 183 изомеризация 855
2,4.0-Трибромбелзойиая кислота. 140 Трлбромбензол 88, 139
1 2 З-Трибромбутан, дегидробромироваиис 686
3,4,5-Трибромпирпдпп 230
2,4,6-Трпбр<;>мпирпмидшг, реакции 335
3,4,5-Триб ромпирокатехин 151
1.2.3-Трибромпропан. дегидробромирова- нл? 135
2,4.6-Трпбромрезорцпн 142, 151
Трибромтлофен 186
а,а,а-Трмбром-2,4,6-трпхлорацетофснон 838
Трибромуксусная кислота 166 декарбоксилирование 815
1,2,3-Трибром-1-фспилпропан 100
2,4,6-Трибромфепол 151, 825
Трибромфеполбромид 151
Трибутилацетамид, омыление 322
Трибутплуксусная кислота 322
Трп-трет-бутоксиалюмоспдрпд лития 75 1,1,1-Три!алогенацетон, гидролиз 318 Тригалогснметилкетоны, расщепление 185 н-Тридекановая кислота, глицерид 345 2,4,6-Три-(дпброммстпл)-1,3,5-триазип 169 2,4,6-Три-(диметилампнометил)-фенол 786
Триилзобутилалюмпнип 657
Трипвопропаполамин, реакции 419, 420 2,4,6-Триизопрснпглбспзилхлорид 783 2,4,6-Триизопропплбе11зол, хлормотилиро- вание 783
Трииоданилнн, реакции 402
2,3,5-Трииодбензойная кислота 251
Трмиоднптробензолы 251
Триподсткрол 104
Трпяодуксуспая кислота, декарбоксилирование 814
2^4,6-Триподфенол 152, 154 три-лг-ксплплегибпн 668
Трилоп Б 707
Тримезитилпинпловий спирт 722
Триметилалюмппий 656
Триметиламии 485
гидрат окиси 533
окись 533
реакции 688
Триметилбензиламмоний 266, 281
Триметилбензиловый спирт 869
Триметилбетаингидразид, хлорид 426
Триметилбор 655
Триметплбутан 77
2,2,3-Триметплбутанол-1, восстановление 77
ЗЛ.в-ТричетцлгиксагидрсМ,3 5-грмаэнн 470
1,1,2-Тр1'мат1МН1дп ищаи 781
2,2.4 -Тримегалди гид ро\ они. i ин 172 'Грнмеш.кчтокспд
производные 331
реакции 500. 774
Триме, ило.иыпйнты 313
Триметилолово, галогениды 663 2,4.6-Триметплпиридии, нитрование 302 1.2.б-Триметилпирпдон-4 499 Триметилпировиноградная кислота 838 Трпметилстибипднбромид, реакции 669 Трпметилтетралип 781
Тримстил-(2,2,3,3-тетрахлорбутил)-аммо- нийиодид 693
2,4,6-Триметилтриазин 463
Триметилуксусная кислота 838 окисление 302 хлораншдрнд, реакции 761
2,4,6-Трпметилфенол, азосочетание 105
Трйметилэтилен 671
реакции 267, 553
Триметоксиборгидрид натрия 30 2.2,4-Триметоксибутан 284 Тринптроапи.юл, реакция 603 Тринитробензойная кислота 302 Тринитробензол 385
З^.б-Тринитробонзолазомозитилен 400
Трияптрозофлороглюцип 398
4 б-Тринитро-З-оксибензойпая кислота 380
Тринитротолуол 385 окисление 302 реакции 390
2,4,6-Тринитрофс1шлметнлнитрампя 538 1 2 4-Триоксиантрахицоп-З-сульфокис- лота 573
Трппропиламин, реакции 688 Три-л-нроппларсин 666 Триптамин 30, 402
Триптан 77
Трпптицен 764
Триптофаны 796, 797 2.4,6-Трис-(бензолазо)-резорцин 405 2,4.6-Трис-(бензолязо)-фенол 405
2 4 6-Трис-(ди.хлорметил)-1,3,5-триазин 377
Трпс-(Р-оксиэтил)-амлноксид 501 1 3 5-Трис-(трифторметил)-силм-триазип 193
я-Тритианы 595
Тритил 339 б-О-Трптпл-а-77-глюко.за 339 Тритиловые эфиры глицерина 340 Трптиоацеталвдогид 595 Тритиобензальдегпд 595
Тритиомуравьиный эфир, реакции 812
Тритиоугольная кислота 626 Тритиоформальдегид 595 Трптпоциклогексанон 595 Тритпоциклопентанон 595 Три-п-толплкярбинол. сульф'ирован!ю 593 Трп-п-толилметапсульфокислота 593
Три-л-т;'Идспил । лицерин 343
Гритон Г> 266, 28 Г
Грпф< нилахшн 427
Грпфеии !;!МИ11-о-карбг|ц<н>ая кислота 128
Грифен и.иппшогуапидпи 376
Трмф('1|И.|Лрсин 666
Т]>иф<'|| плац стамид, омылен нс 322
Трифенилвиниловый спирт 766
Трифенплгалогенметан, реакции 333
Трифенплгуанидин 376
Трифспилен 704
Трифопилизоамиловый эфир 330
Трпфенилкарбпнолы 286, 723
реакции 329. 592
сульфирование 593
эфиры, расщепление 362
Трифепплметан 77
галогенирование 146
икисленпс 286
производные 782
Трифепилметаи-о-карбоновая кислота 77
Трифонилметановые красители 286
Трифенплметансульфокпслота 593
Трифенилметила перекись 293
Трифенллметплсуиьфоповая кислота, эфир
623
Трш^нплметилфепилсульфид 620
Тркфени.чметилфосфонийбромыд, реакции 812, 813
2.4,6-Трифецилпирпдин 502
2,4,6-ТрифенплпирилИй, реакция 502
1,1,2-Трифенилпропен-1 681
2.4,6-Трифенилтриазпл 377
Трифенилуксусиая кислота 322
Трифенилфосфим
как восстановитель 516
окись 530
Трифон пл фосфинбензплиден, реакции 813
Трпфеимлфосфиндифенилметилиден, реакции 687
Трифенилфосфипимин, реакции 470
Трифенплфосфииметилиден 813
реакции 812
Трифенилфосфнт 216, 217
Трифенплхлормстап 146 алкилирующий агент 339, 340
Трифенилэтилеи 681
бромирование 97
Трифторацетаты диазоипя 321 серебра 140 трпэтиламмонпя 273
Трифторацегилиривание аминокислот 457
4.4,4-Трифторбутен-1 678
Трифториодметан 140
Трнфторкротоновый эфир, реакции 113
Трпфторнадуксусная кислота, реакции 262, 273. 538
Трифторуксусная кислота 193, 194 ашидрид 194 фениловый эфир, реакции 457
1,1,2-'Ерифтор-2-.\лор-3-фепилциклобути- леп. гидролиз 316
Трихлорапетилхлорид, реакции 766
Трихлорацетонитрил. фторирование 193
Три хлорацетофенон, галоформная реакция 838
ю-Трихлорэцетоф печ 766
Триклорбримметан 199
Трихлордимегпловый эфир 210
Трихлорметилдиметилкарбипол 714 4-Трпхлорме1Илппридин 190 1,2,3-Трихлор-2-иетилпропан 96 Три хлор метил сульфенилхлорид 617 1,1,1-Трихлорпропилснокспд-2,3 719 2,6,8-Трихлорпурпн 229 Трихлоруксусная кислота 166 декарбоксилирование 814 хлоран!вдрмд 237
Трихлорфеиоксиуксусиая кислота 155 Трпхлорэтнлен, реакции 71 >8 Трихлорэтиловый спирт 59, 175 Трпэтиламлн, реакции 800
Триэтиламмонпй, трнфгорацегат 273
Триэтмларсин 666
Триэтилбор 655
Триэтилбутепилалюмиций 658
Триэтилкарбинол 724
Трпэтплнеопентоксисилан 220 Трпэтокси1риэгиламип 335 Тримановыс алкалоидтд, реакции 366 Тродилиден 117, 683
Тропин 792
Тропинов, нитрозирование 393
Тростниковый сахар, исчерпывающее М( тилпронание 338
Туйоп 77, 680
Туйон 680
Туйонампп 680
Углеводороды 70, 75 сл., 78 сл.
ароматические см. Ароматические угле водороды металлирование 636, 639, 612 окисление 285 сл., 288, 289. 297
Углеводы
ацетаты, дезацилированпо 367 ацилирование 357 бензилиденовые производные 356 восстановление 66, 69 галогензамещенные 222 сл.
цзопронплиденовые производные 350 357
— гидролиз 370 меркаптали 596 - расщепление 371 метилирование 337, 338 — исчерпывающее 338, 341 окисление альдегидных групп ЗИ океимирование 479 трпфоиилметпловые эфиры 339 трифторхксуспые эфиры, расщеп лонИ1 368
установление структуры 2'9 феннлгидраяопы 478 — расщепление 325
Угольная кислота, эфиры 724 реакции 790
Уксусная кислота, хлорирование 162, 11k
Уксусный ашпдрид 282. 359_ реакции 360. 762. 772. 77л. 792. 801
SOU, 821. 824. 830
Улыи1'п1 реакция 310, 427
Ундекадимн-1,7, восстановление 53 к-Ундекан 80
Ундекановая кислота 46
нитрил 763
Ундеценнлацетат, присоединение НВг 117
Ундецен-7-ин-1 53
Ундеценовая кислота, гидрирование 46
Уидеценол, присоединение НВг 117;
Ундецилбромид 819
Ундецилеповая кислота 826
присоединение НВг 119
щелочное плавление 833, 848
Ундецплпзоцианат 444
Уреидокислоты 377
N-Урепдопиридпны 502
Уреидостпльбенальдегид 371
Уретаны 435, 506, 873
алкилирование 537
ацилирование 438
расщепление фталевым ангидридом 452
Уретдионы 378
Уроновые кислоты 311
Уротропин 470, 486
алкилирование 417, 464, 468
реакции 317, 323, 799
Фаворского
перегруппировка 861
реакция 283, 284, 714
Фаворского и Темниковой перегруппировка 854
Фарнезол 849, 850
а-Фелландреи, реакции 703
Фенамин 414
Фенантрен 78, 735, 865
галогенпрованпе 105 сл., 142, 143
гидрирование 48
изомеризация 852
окисление 298
производные 794, 795
сульфирование 569
Фенантренкарбоновые кислоты замещенные 795
9,10-Фенантренхинон 298 полумеркапталъ 558
Феиантрол, восстановление 78
Фенацилбензилметилсулъфонийбромид, изомеризация 868
2-Фенацилпирпдинокспм, изомеризация 874
0-Фенетиламины 418
Фенетол 342
> расщепление 365
Фенилазид 542
восстановление 530
Фенйлаланин 167, 485, 526 .
реакции 454
Фенплалкилкетоны. 729
Феиилаллпловые эфиры, изомеризация 863, 864
1-Фенилаллиловый спирт бромирование 100
а-Фснплампноалкановые кислоты 733
1-Фениламино-2,4-динитронафталпн 468 1-Фениламино-2-нитро-1-фенилбутан 731 1-Фениламнно-2-нитро-1-фенилпроиан 731 4-Фениламинопиридин 505 1-ФенилаМИно-1-феннлбутанон-3 734 2-Фенил-7-аминохннолин 497
N-Фенилантраниловая кислота, арплиро- вание 428
фенилацетальдегпд 306, 323, 841, 872 окисление 295
Фенилацетамид 883
Фенилацетат, изомеризация 862, 863
Февплацетилен 97, 689, 690, 692 восстановление 53 галогенирование 104, 123, 132 гидратация 269 реакции 284, 763
Фенилацетнлкарбинол, изомеризация 854 Фенилацетон, восстановительное аминирование 487
Фенилацетонитрил омыление 326 реакции 788 4-Фенилбензампд 776
-Фенил-2-бепзилацетилен 7 49 Фенплбенэилкарбинол 728, 865 Фенилбензиловый эфир, расщепление
365
Фенилбенаилсульфид 604 Фенплбензплсульфон 591 Фенилбензоат 347 4-Фенилбензоилппразолины 373, 710 а-Фенил-Р-бензо1глиропионовая кислота, нитрил 711
Фенилбордибромид 655
Фенилбутадиены 682
галогенирование 98 гидрирование 46
Фенилбутилены 46
4-Фенилбутиловый спирт, дегидратация. 781
у-Фенил-н-бутпральдегид 873 а-Фенилбутнра'мид 431
2-Фенил-н-гексан 696
7-Фенпл|'еитатрненалъ 807
Фенплгпдразпн 515
алкилирование 427
гидрохлорид 516
реакции 483, 542. 866, 867
Фепилгидразопы 322, 497
ацетофенона 475
бензальдегида, окисление 534 а-кетоадипиновой кислоты 402 метплглпоксаля 402 отщепление аммиака 866 формальдегида 475 циклопензандиона-1.2 402 эфира мезоксалевой кислоты 402
фенилгидроксиламин 525 окисление 536
Фенилглпкозпды 338
Фенилглиоксалевая кислота, реакции 713
Фенилглиоксаль 295
изомеризация 855
конденсация 715
Фенилглиоксиловая кислота 302, 367
Фенилглицидол, эфиры, изомеризация 851
Фенилгорчичное масло 74
Фенилдиазопийхлорид 540
Фенил-3,4-дигидронафталины, дегидрирование 881
4-Фепял-1,3-диоксая 707, 708. 784
Р-Фепллдитиокарбазиповая кислота 380
N-Фенилдитиокарбамат калия 629
Феиилендиамипы 530
ацилирование 449
диазотирование 541
сульфирование 573
о-Фенплендиацетонитрил, реакции 811 р-Фенплизовалериаяовая кислота 839 Фенилпзокротоновая кислота 802
Фенилизонптрил 440
Фенилизоцианат 439, 444, 872
реакции с HCN 734 -
N-Фенплимидомуравьиный эфир 461 2-Фенилиндол 866
Фсиилиодидхлорид 99
N-Фенилкарбазол 428 а-фенилкапроновая кислота, хлорангид-' рид, реакция 771
Фенил-у-кислота 503 а-Фепилкоричная кислота, нитрил, эпоксидирование 266
Фенпллптий 638, 730
димер 634
реакции 364, 606, 692, 728, 744, 745, 758, 759, 865
Фепплмагнийбромид 721 сл.
реакции 686, 672, 721
Фенплмагнийялорид 644
у-фенилмасляная кислота 774
хлорангидрид 236
Фенилмеркаптан 60S
реакции 596
р-Фенилмеркаптобензплацетон 551
6-Феннлмеркаитогидрокоричная кислота 552
Фенилметансульфокислота, отщепление SO2 258
Феяилметмлщдразия 476
Фенилметилглицидная кислота, эфиры 754, 817
Фенплметилдикетон 324 р-фенплмолочная кислота, окисление 841' фенмлмочевина 506 фенилнатрпй 641, 642
реакция 606
Фенилнафталин 685, 881
N-Фенил-а-нафтплампи 503
фенил-р-нафтилкетон, реакции 716
Фенилнафтилсульфиды 585
Феннлнитрамин 538
фенил-ацц-нитроацетонитрпл 384
Фенилнитрометан 384
оксиметилирование 784
реакции с бензальдегидом 731
1-фенпл-2-иитроиропая 29
1-Фснил-4-(л-питрофенил)-бутадиеп-1,3 73
N-Фенплоксиндол 773
дегидрирование 800
2-Фенил-7-оксихино.-пш, реакции 497 Фенил-(Р-оксиэтил)-сульфид 593 фенилпараконовая кислота 802 фенилпентадекагептаеналь 807 З-Фенилпимелиноная кислота, хлорангидрид, реакции 771
К-Фенплшпкфидин 428, 500
4-Фенилппразолип-3-карбоновая кислоте эфир 373
Феяилпнровиноградная кислота, оксш восстановление 526
N-Фенишшррол, гидрирование 51 2-Фенилинрролидпи 488 2-Фенилпиррол-1Ч-карбонопая кислота, эфир 795
1-Феннлпропандиол-1,8, ацетильное пре изводное 707
1-Фенилпролаядпон-1,2 271
Фенилпропаргиловый альдегид 869
восстановление 52
р-Фенилпропялалкиламины 422 1-фенилпропин-2-ол-1, окисление 308 1-ФенилпропИВ-2-он-1 308 Фенилиропноловая кислота 691, 692 Фенилпропионовая кислота, хлорангидри, 235
а-Феннлиропяоиоцыи альдегид 817 Фенилртуть, ацетат 652 N-Фонплсемикарбазид 507
окисление 541 фениленланы 661 N-Фенилсукцинимпд 446, 452 Фенилсульфевплхлориды 618 реакции 553, 604
Фенилсульфпновая кислота, реакции 55! р-Фспилсульфомасляная кислота 555 Фенилтиоацетамид 598
Фенилтиогликолевая кислота, хлорангид рид, реакции 771
Фенил-ге-толплсульфид 604 Фенилтолилсульфон 577 Фенплтрпхлорсилан 661 Фенилуксусная кислота 326 бензиловый эфир 344 галогенирование 164, 234 реакции 802 .хлорангидрид 234 — реакции 772
ф-Фенплуксусный эфир 792 11-Фенплундекапентаеналь 807 N-Фенил-р-феНилэтиламин 372 Фенил-р-фенилэтилсульфон, щелочное рас
щеиленпе 616
N-Фенплфталимпд, нитрование 388 2-Фенилхпнолин-4-карбоновая кислота, эфир 347
1-фенил-1-хлор-2-окспмино-3-ацстоксп- проиан 374
а-фенил-а-хлорпрошюнитрил 794
Фенил-и-ллорфенплсульфон 577 2-фенил-1-хлорэтнловый эфир 221
фенил цикл пбупендиол 316 _
1-фенилэйкозанон 761
р-Фоннлэтилазид, восстановление 530
Фенплэтиламин 487, 517, 530
реакции 511
N -фо рмильное производное 456
N-a-Фенплэти л ацетамид 374
Фенплэтилбромиды 112, 208
Фсвидэтпловый спирт 774
дегидрирование 306
реакции 773
фенилэтиловый эфир 342
5-(а-Фснилэтил)-семиоксамгидразид 477
2-р-Фенилэтилциклогексанон 852
Фенилэтилциклогексен, циклизация 846 р-фепилэтплциклогексеноксид, изомеризация 852
Феноксиацетилен 690
р-(п-Феноксибепзоил)-проиионовая кислота, восстановление 83
4-Феноксппиридин, реакции 500
Феноксиуксусная кислота, галогенирование 155
у-(тг-феноксифенил)-масляная кислота 83
Фенол 328. 365. 717, 870
гидрирование 49
гомолощ, щелочное плавление 832
сульфирование 565, 572
Фенолальдегиды 799
восстановление 63
Феполдисульфокислоты, галогенирование 150
Фенолкарбоновые кислоты 832
Фенолкетоны 776, 862
Феноловые эфиры
галогенирование 154, 155
изомеризации 862
реакции 639
Фенолсульфокислоты 565
Фенол-л-сульфокислый натрий 573
фенолы 314, 316. 320. 361, 879
алкилирование 331, 335. 310 сл., 696. 781
ацилирование 282. 349 ел., 770 гилси енпровапие 150 сл..
диазо шронание 412
многоатомные 151. 287. 717
Окпслепие 287. 298. 309
реакции 78, 190. 229, 405. 495. 770, 776, 778. 784. 785.
трилодзамещеипые 153
эфир)»!, расщнн.чеипе 364
Фенотиазин 579
Фенхоловая кислота 813
Фенхон, гидролиз 843
Феофилактоеа метод 530
Фиттига синтез параконовых кислот 802
Фитол 753, 849
Фишера синтезы 515, 528, 718, 866
Фишера — Хеппа перегруппировка 399
Флаваноны 807
Флавонбензилимин, реакции 603
Флавоны 864
Флороглюцин 328
реакции 282 , 337 , 442 , 495
триоксим 495
эфиры 331
Флуорен 735, 736
нитрование 386 нитрозировапие 396 окисление 289, 295
Флуорен-2-альдегид 323
Флуорен-9-карбоновая кислота, эфиры 707
Флуоренонпмин 470
Флуиренонкарбоновыс кислоты, восстановление 57
Флуореноны 295, 316, 795, 832
восстановление 57
реакции 470, 472, 687
Формазавы 401 сл., 508
Формазилглиоксалевая кислота 404
N-Формальанилин 456
Формалъдазпн 475
Формальдегид 726
ацетали 354, 714
оксим 794
О К-полуацетали 378
реакции 221, 222, 312. 313. 482. 483,
707 сл.. 807, 808, 827, 809
фенплгпдразон 475
N-Формальментиламип 456
N-Формаль-р-нафтиламип 456
N-формаль-!-фенплэтиламин 456
формамидин 450. 461, 469, 508
метилсульфат 469
N .N’-цропзводпые 375
Формамиды 440. 505
реакции 446, 409, 491. 492. 798, 809
Форманилиды 462 алкилирование 421 реакции 469
Формиаты 344
Формилбензойная кислота 8|7, 812
Формилде.нжупбсизопи 878
Формилироиапие 446. 789. 798. 79!)
N-Формплирование 511
2-Формилоксп-3.4-дикетопентан 860
2-Фо рмплпир рол. восстановление 83
Формилфторид 196, 231
Формилхлорид 776
Формпмидпбси.ццтоиый эфир, тримеризапля 463
(Рормимидоэфирьт 469
Фосгсп 823
амидирование 435
реакции 439. 627, 631, 77о, 799
Фосфннимины 530
реакции 470
Фосфоразопроизводные 447
Фосфорилены, реакции 812
•Фосфорилирование 193
Фотонптрозировапис .396
Фотохлорирование 133
Фриделя — Крафтса реакция 587 765, 774 сл.
Фридлендера синтез 811
Фриса перегруппировка 350, 862
Л)-Фруктоза, восстановление 66
Фгалазон 414
о-Фталальдсгид 317
Фталан 331, 332. 354
перекиси 292, 293
Фталаипл, нитрование 388
Фталевая кислота 300, 841
анилид 446, 451
бне-амидин 452
гидразиды 453
диальдегнд, реакции 354, 812
дифениловый эфир 350
дихлорангидрид, реакции 847, 859
нитрование 391
окисление 264
тиоапгндрид 259
эфир. восстановление 81
Фталевый ангидрид 147
галогенирование 173
реакции 673, 774, 782, 866
сульфирование 570
Фталеины 783
восстановление 77
Фталилгидразпд 229
Фталиллейцилвалин, этиловый эфир 449
<Ьталпл-£-дейцин, реакции 449 Фталпловый спирт, эфиры 331, 332 Фталплхлорид, реакции 438 Фталимид 452,842, 866
алкилирование1 414
калия 415
тирование 391
переамидированпе 506
Фталимидмалоновый эфир 416
натриевое пропаводвое 417 сс-фталимидочо-галогеналканы 442 Фталпмидокарбоновые кислоты 415 4-Фталимидомасляная кислота 458 о-(фталимпдомгтил)-бензойная кислота
Фталопламииокпслоты 452
реакции 239
о-Фталоплхлорид 233. 234, 238, 259
Фгалоновая кислота 842
декарбоксилирование 817 Фторапглдрпды 194, 196. 23! Фмрацетамнд 4,55 ю-Фгорацетофопон 246
реакции 721
о-Фторбепзальбромид. гидролиз 316 о-Фторбензальдегид 316 и-Фторбензойпая кислота 255 Фторбснзол 255
нитрование 197, 386
4-Фторбензолсульфохлорлд 576
Фторбораты диазония 254, 321, 3i о-фторбромбепзил, реакции 704 10-Фтордеканол, окисление 310 Фторирование 132
ароматических аминов 253
— углеводородов 253
гетероциклов 256
замещением 132, 139. 191
присоединением 93, 105 спиртов 202 углеводов 224 электрохимическое 132 Фторкетоны 246
Фтормуравьиная кислота, эфиры 202 фторпирпдины 256
Фторспирты 228
21-Фторстероиды 194
Фторуксусный эфир 196
аминолиз 455
«-Фторфснилуксусная кислота 256
Фторфенол 256
реакции 329
Фторэтилены, галогенирование 97
2-Фторэтиловый спирт 197. 228
Фульвены 798
восстановление 24, 28
Фумаровая кислота 676,678,67'
842
дихлорангидрид 238
нитрил 765
реакции 94, 262, 267, 358, 700
эфир 811
Фуран 331, 815
ацетилирование 768
галогенирование 160, 186, 187
гидрирование 50
меркурмрование 652
реакции 702, 704
Фураи-2-акрилован кислота 802, 804
фуран-2,5-дикарбоновая кислота, нитрс ванне 391
Фуран-2-карбоновая кислота, эфир, алки лированпе 842
Ф\ рап-2-сульфокислота 571
а-Фурнлакролеин, гидрирование 46
Фурплаллилопый спирт 46
Фурфуральфлуорен, восстановление 24 фурфурнлидспацетои 806
у-Фурфурплиденкротоновая кислота, этп левый эфир 805
Фурфуриловый спирт 77. 312
Фурфурплхлорид, реакции ЗЗз
Фурфурол
гидрирование 50. 58. 81
дегидрирование окислительное 812 нитрование 391
Фурфурол
окисление 310, 312
реакции 499, 715, 803
Халкои 28 оксид, изомеризация 878 эпоксидирование 266
Хасса правило 575
Хекера метод 497
Хелидоновая кислота, декарбоксилирование 815
Хинальдин
гидрохлорид, реакции 808 иодэтилат. реакции 808, 809
Хинальдинкарбоновая-З кислота, этиловый эфир 811
Хинальдиновая кислота, декарбоксилирование 815
Хинизарян, сульфирование 573
Хинигарин-б-сульфокпсяота 570
Хинкеля синтез ароматических альдегидов 777 п-Хпнолацетат 497 Хинолин 815 аминирование 408, 409 гидрирование 28, 29. 51 псевдооснования 858 окислительная димеризация 741 окислительное растепление 842 реакции 287. 496, 730 сульфирование 570
Хинолпн-З 74
Хинолинкарбоновые кислоты, этерификация 345
Хинолинхинондиазид, реакции 884 а-Хинондиазиды 884 п-Хлноноксимы, гидролиз 324 Хиноны 298, 299, 309 реакции 552, 556, 685, 794
а-Хлоракрплонитрил 103 1-Хлоралкины 149 Хлораль 175 восстановление 59 гидролиз 318, 845 окисление 166 полумерцапталъ 558 реакции 378. 719
5-Хлор-м-амилацетат 225
Хлорамин Т 142
4-Хлор-2-амино-6-метоксинпримидпи, реакции 335
2-Хлор-4-аминохинолин, реакции 335
Хлорамфеникол 511
Хлораигидриды карбоновых кислот 162,
* 232,235. 236, 239
Хлоранизолы 156 аминирование 429
Хлоранил, реакции 685
Хлоранилины 521'
реакции 461. 503. 793
а-Хлор-р-арилпроппоновая кислота, эфиры
а-Хлор-р-арилпропионовые альдегиды 123
Хлорацетальдегид 174 сульфокислота 555
Хлорацетилдифенпламин, циклизация 773
Хлорацетилхлорид, реакции 770
Хлорацетон 180
алкилирующий агент 424
Хлорбспзальдегнды 147, 248, 306 аминирование восстановительное 487 галогенирование 176 реакции 590
п-Хлорбензальхлорпд, гидролиз 316
Хлорбензиловые спирты 86 дегидрирование 306 а-Хлорбензиловый эфир 228 а-Хлор-Р-бензоплпропионовая кислота ДЮ 2-Хлорбензоилхлорид 176 Хлорбензойиыс кислоты 301 эфиры, восстановление 86
Хлорбензол 142, 199 нитрование 386 омыление 316
Хлорбензолдпсульфокислота 564 n-Хлорбензолсульфиновая кислота 578 п-Хлорбензолсульфохлорид 576, 601, 624 2-Хлорбензтиазол 259 реакции 335
Хлорбромбензолы 199, 249 1-Хлор-4-бромбутап 226 2-Хлорбутан, реакции 7б4 4-Хлорбутапол-1 225. 362 Хлорбутапсульфокислоты 575 Хлорбутансульфохлориды 575 2-Хлорбутен-2, реакции 554, 693 Хлорбутенолы 126, 314 дегидрохлорирование 691
4-Хлор-н-бутилацетат 225 4-Хлорбутнловые эфиры 363 <й-Хлор-«-бутиловый спирт 226 а-Хлорбутврилхлорид 162 у-Хлорбутиронвтрил, алкилирующий агент 424, 758
В-Хлорвинплбутиловый эфир 678 р-Хлорвпнилкетоны 772 2-Хлорвинилртуть, хлорид 654 6-Хлоргексанон-2 871 1-Хлортексен, реакции 727 6-Хлоргексин-1 746 и-Хлоргеитадецен-8.9 680 Хлоргептины 214, 215
Хлоргидрины 125, 128. 206 сл.
аллилового эфира 126 ацетона 83 глицерина 207, 334 реакции - 765
«-Хлоргидрокоричная кислота 51 а-Хлордикарбоповые кислоты, дпэфиры 168 3-Хлор-2,4-дикетопентан, реакций 860 2-Хлор-4,б-диметилпиримпдшты 229 Р-Хлориаобутирилхлорид 163 а-Хлорпзовалериановая кислота, ai.im- рид- 162
а-Хлорнзсмасляпая кислота 163
а-(р)-Хлоризопропилбензолы 146 1-Хлоризохромап, изомеризация 859 З-ХлорЛидазол 229 а-Хлор-р-иодэтилацетат 177 Хлорирование
аминов 157, 247, 253 алканов 133 сл.
альдегидов 118, 174 сл.
ароматических углеводородов 105, 106, 139, 145
ацетиленов 148 гетероциклических соединений 187, 188, 258
замещением 133 сл., 139, 145, 148 сл., 155, 157, 159
карбоновых кислот 161 кетонов 178, 180 нитрилов 167, 169 окислительное 614, 619 олефинов 94, 96, 135 присоединением 94 сл., 99, 105, 106, 114, 116 сл., 121 сл.
простых эфиров 159
спиртов 99, 119, 203, 205, 206, 211 сульфидов 614 сульфокислот 257 сл.
углеводов 222 фенолов 150 эфиров 99. 199
N-Хлорирование 550 а-Хлоркарбоновая кислого, хлорангидрид 162
4-Хлоркарбостнрил 315 2-Хлор-5-карбэтоксипиримидин 258 Хлоркетоны 245, 246
тг-Хлоркоричная кирлота, гидрирование 51 а-Хлоркротоновый альдегид, реакции 553 n-Хлор-л-ксилол, окисление 301 З-Хлоркумиловая кислота 831 у-Хлоркумбл 696
Хлормалоновая кислота 831
Хлормасляная кислота 161, 162, 167 нитрил 764
Хлормезитилен ИЗ п-Хлормеркурибспзойная кислота 155 2-Хлормеркури-З-метплтиофсн 189 о-Хлормеркурпфенол 155 Хлорметаны, реакции 708
Хлорметплбензилсулъфпд, реакции 588 2-Хлор-3-мстилбутадисп-1,3 122 2-Хлор-2-метилбутанои-3, оксим 132 2-Хлор-2-метилбутш1-3. реакции 687 Хлорметилгексахлорциклогексан 106 Хлорметилиропапие 147, 782 сл.
Хлорметилмезитилен, реакции 764
З-Хлор-2-метилмезобензант рок 112 б-Хлорметил^-метилурацил 136 I-Хлоряртилнафталин, реакции 317 2-Хлор-4-метилпиримидпн 229 Хлормотилсульфенилхлорид 619 реакции 583
2-.Хлорметилтцлфен 187 реакции 756
5-Хлорметилурацил 136 2-Хлор-4-метилхинолин 229 1-Хлор-1-метилциклогексан 114 2-Хлор-2-метилциклогексавон 180 Хлорметилэтилсульфид 558 Хлормочсвпна 129
. Хлормуравьиныс эфиры, реакции 435, 6 (-Хлорпафталип 106, 142 1-Хлорнафталин-2-сульфенамид 623 Хлорнафталинсульфохлориды 576 Х-Хлор-Х-нитрамины 537 а-Хлорнитрплы 169 о-Хлорнитробензол, дехлорирование 7, п-Хлор-о-нитробензолсульфенампд 623 1-Хлор-1 -нитропропан, дегидрохлорирование 800
а-Хлорпитросоединения 132 2-Хлор-6-нитротолуол, окисление 831 4-Хлор-1-(«-нитрофенил)-бутен-2 793 а-Хлор-В-(п-нптрофенил)-цропионптрпл 124
п-Хлор-о-питрофенилсульфенилбромид 61 1-Хлор-1-нитроциклогексан 396 Хлорнониловый альдегид, бронирован! 680
а-Хлор-В-оксиизовалериановая кислота 128
а-Хлорокспмы 131, 132 2-Хлороктан 199 Хлоропрен 121
Хлороформ 845
галогенирование 199
реакции 689, 708, 714, 778
1-Хлорпентен 214 4-Хлорпиридин 188, 230 2-Хлорпиримидин 229 2-Хлориропаи 114 З-Хлорпрояаядпол-1,2 207 1-Хлорпропан-2-сульфохлорид 613 2-Хлорпроппловый спирт 125, 128 2-Хлор-2-прош1лтетрагпдропиран 748, 74 Р-Хлорпропиональ, окисление 311 а-Хлорпропионилхлорид 162, 163 З-Хлорпропионитрил 120 Хлорпропионовая кислота 245, 311 амид 771
6-Хлорпурип, реакции 585
Хлорсиланы 660, 661 са-Хлорсппрты 206 Хлорстильбены 123, 793 Хлорстпролы 136 реакции 692
Х-Хлорсукцинимид 136 реакции 550
л-Хлортпофенол 607
Хлор-.м-толуилопая кислота 301 2-Хлортолуолсульфохлорид 624 Хлортолуолы 106, 248 окисление 301
Хлоруксусиая кислота гидролиз 315 реакции .428 эфир 817
Хлорфенашрены 253
2-Хлор-1-фенилпропап, аминирование 414
Хлорфеннлпропиоловые кислоты, эфиры 692
Хлорфенилпрошюновыи альдегид 124 диэтилацеталъ 118 а-Хлорфепилунсусная кислота 2(5 метиловый эфир 215
Хлорфенолы 150. 250. 321
азосочотанпе 405
5-Хлорф>рфгральдоксим, восстапоилетк 526
5-Хлорфурфурпламин 526
Хлорциа'н, тримеризация 376 1-Хлорциклогексеп-1, реакции 553
Хлорциклоиент анолы 129
2-Хлорциклонентанон, реакции 317
З-Хлорциклопснтен-1 116
гидролиз 314
реакции 317 2-Хлорл-иноксалин-З-карбоиовая кислота, эфир 335
Хлорэтан 363
2-(В-Хлорэтил)-беизалг.дегид 859
а-Хлорэтилбензол 146
а-Хлорэтплбутиловый эфир 118
Хлорэтилепкарбонат 174
Р-Хлорэтилиаотиоцианат 631'
(й-Хлор-со-этилмеркаптоацетофеноп 855 6-Хлорэтплпропилкстон 124
Хлорэтплсульфенилхлориды 6(9
В-Хлорэтилтолилсульфон 612 р-Хлорэтилфспилсульфид 553 а-Хлорэтиловый эфир 221, 228 Хлорэфиры 159 Холановая кислота, расщепление 836
Холантрен, производные 811
Холестадиен 364
ЛМ-Холсстадиенон-З, изомеризация 880
Холестаноп 179
Д4-Холестендиоп-3,6 297
Холестенолбензоаты 847
Холестенон 307, 308
Холестерин дегидрирование 307, 308 окислеппе 297 хлорирование 99 эфиры, разложение 364
Холин, реакции 800
Хризенол 795
Хризенсульфокислота 572
Хромай, галогенирование 186
Хромилпевые соли 502
Хромидхлорид 128
Хррмоны 789
Хюннига метод 481
Целлюлоза, ацетат, дезацплировапие 368
Церевитииова метод 726
Цетилдпметилсульфонипподид 586
Цетиловый спирт ацеталь 356 реакции 214
Цетилциапид, омыление 327
Цианалкилирование 552
1-Циан-2-а.1|Иилмеркаптоииклогексаны 552
Цианамид
алкилирование 422, 464
ацилпроппние 438
димеризация и тримеризация 376
производные 436
реакции 375. 376
Цианаты 377
алкили рование 445
Цианацетилмочевина 448
Р-Цпапбензплмалоповый эфир 7(1 и-Циапбспзилмеркаптаны, peiидрпрование 609
4-Цианбензонная кислота, гидрирование 517
2-Цпанбутан 764
а-Циапбутилгидроксиламин 733
Циангидрины 481
реакции 484, 485, 717 сл., 781
З-Циаи-4-иминопиперидин 733
Цианиновые красители 812
Цианкарбоповые кислоты 328
эфиры 787, 790
(х-Цпанпропилгидроксилампн 733
Цианпиридины, реакции 323. 327
Циапстильбен, омыление 327
Циануксусная кислота, омыление 327
Циануксуспый эфир алкилирование 757 аминолиз 455 гидрирование 367 гидролиз 367 нитрозированне 395 реакции 459, 782. 80 4. 805
Цианурхлорид 376
Цианформамиды 734
-Цианциклогексен-1, реакции 552
Цианэтилирование 707
Циглера синтезы 268. 656
Циклиммопиевые соли, гидрирование 30.
31
Циклобутан 72 производные 756
Циклобутанон, производные 702
Циклобутплампн, реакции 885
Циклогексадисн. реакции 260. 702. 704
Циклогексан 47 , 880
аллилбромпрование 137
шпрозироваппо 396
окисление 830
реакции 132, 829
Цпклогександпол-1.2 273, 277
Циклогександнон-1,2 861
моноокспм 395
ЦпклогРксандиоп-1,3. алкилирование 757
Цпклогександион-З.э-карбонояая кисло га 49
Циклогексапол "49
дегидратация 672. 675
дегидрирование 3il9
окисли тел |,и ое ригщиилеппс 837
Циклогсксанол
реакции 200. 492. 804
Циклогексаиодовы 706
простые эфиры, расщепление 362
Цикл(лексанол-2-с.ульфдкислота 554
Циклогексанон 309, 807, 818
цимстилкеталь 356 пнтрозировапие 393 окислительное расщепление 837 реакции 472, 595, 813, 867, 885
Цпклоггксяпонкарбоновыс кислоты 844
эфиры 395. 784
Циклогексанопоксим 396, 480'
изомеризация 874
Циклогексен 672 ацилирование 772 галогенирование 96 гидрогалогепиропание 114, 117 дис-гпдроксилированпе 277 изомеризация 671 озонирование 835 окись 273 окисление 834 расщепление 829 реакции 553, 696
Циклогексепплдифенилкарбинол 727
Циклогексеиплуксуспая кислота, декарбоксилирование 822
Циклогексенов производные 70G эпоксидирование 266
Циклпгексеясульфид, реакции 615
Ццклогексен-1-сульфокислота 554
Циклогексепуксусная кислота 675
Цлклогсксиламян 50, 491, 492
арилировапне 429
N-Циклогексиланилин 429
Циклогексилбензол 606
Циклогексилбр<^пд 208
6-1 (иклогексплгексип-! 851
Цпклогекспл-1,4-диизоцианат 439
Циклогексплдифгинламип 429
Циклогексиденсульфид 593
Цинлогексплизотлоцпанат, реакции 605
Циклогексилизоцианат 440 5-Циклогексилпентин-1 851 N-Циклогексплшшерндин 467, 491
N-Цпклогексплпирролндин 51
З-Цпклогексилироиин-1,удлинение цепи 851
N-Цикл о гексилтиобен зампд 605 в-Циклогексилтиомочевина 631 Циклогексилфенилацетонитрил 758
Циклогексил.хлорид 114, 206
Цик 'ниептадецен, бронированпе 692
Цпк.югептадиен. бромирование 683
Цпклшепганон 885
восстановление 683
оксим, реакции 683
Циклогеитатриен 683
гидрогалогенировапис 117
Циклогевтен гидроксилирование 276 реакции I5S3
Циклогеитиламин, реакции 683
Циклогептиловый спирт, реакции 683 а-Циклогерапиол, реакции 304 Циклодекапдпоп-1,2 307 Циклодецсн 55 Циклодештн 694 циклооктатетраеп 28. 683 галогенирование 95
Цнклооьтан 692
Циклоолефины 319. 813
ароматизация 881 озонирование 835 окисление 834, 835 окислительное расщепление 834
I (иклопарафипы ацилирование 771 окисление 830
Циклопеитадопапоп, реакции 789
Циклопентадецен, бромирование 692
Циклопентадиен
алкилирование 758 галогенирование 97 гидрогалогенирование 116 гидроксилировапио 278 нитрозированме 396 реакции 260. 70b, 703, 798
Цпклолсптадиенильные производные таллов 665
Циклопентадиопоп, реакции 825
Цпклоиентандпон-1,2 317 монофенилгидразон 402
Циклолентанол 885
Циклоиентанон 358, 817
производные 807 реакции 481, 595
Циклопентанонкарбоновая кислота азосочетаппс 402 нитрозированме 396 эфир 791 — реакции 395. 789, 790
Циклопептен
окисление 286
присоединение НСЮ 129
Циклоиентепилкумила перекись 294
Циклопентеи-1-ол-З 314 эфир 330
Цйклоиентен-1-он-З 317
Циклопентилам пн 526
Циклопентплбромнд 213
Циклопентилметиловый спорт, депгдрат ция 881
Циклоиен гилхлорид 205
Циклопропаны 710, 750, 756
Циклопропплцнанид 758 а-Циклоцитралк 304 п-Цимол 76, 684, 786 нитрование 510 окисление 299. 831
Цпнкдиалкплы 618реакции 659
Цинкдиарилы 648
Цинне расщепление 501. 505
Ципкорганическпе соединения 647 с.
циннамилиденацетон, галоформная реакция 839
Циннамилиденуксусная кислота 839
Цистеамин 602
S-бензоплирование 589
Цистеин 608, 609
Цистин, восстановление 609
Цитозин 328
Цитраконовая кислота 803
ангидрид 848
Цитраль 306
бисульфитное соединение 559
гидрирование 46
конденсация с ацетоном 807
расщепление 827
Цитронеллаль, бисульфитное соединение 559
Цитронеллол 46
Чепмена перегруппировка 857
Четыреххлористый углерод при теломермзации 697 ел. реакции с олефинами 709
Четырехбромистыи углерод, реакции с олефинами 1709
'"Четвертичные аммониевые осцоваппн см.
Аммониевые четвертичные оспова-
Четвертичиые пиридиниевые соли, реакции с аминами 504
Чичибабина метод 724
Чугаева реакция 674
Шеффера кислота 568
Шимана реакция 253
Шиффовы основания 75, 294, 295, 371,
422, 470, 483, 816
апилированпе 453 гидрирование 518 сл. замена азота серой 603 расщепление 325, 811 реакции 518, 529. 730, 731
Шмидта реакция 875
Шолля реакция 736, 738
Шоттена — Баумана
реакция 350, 433, 437, 589, 597, 621, 622
Штааба синтез 507
Штоббе конденсация 805
Штреккера синтезы 484, 590. 719
Штреккера — Тимана синтез 484
Щавелевая кислота декарбонилироваяпе 823 окисление 840
Хлорангпдрид, моноофир 236. 241
— реакции 816, 823
эфиры 344
— реакции 787. 789. 790
Щавелевокротоновая кислота, эфир 790
Щавелевопропионовая кислота, эфир, реакции 825
Щавелевосорбпновая кислота, эфир 790
Щавелевоуксусная кислота, декарбоксилирование 820
Щелочное плавление
гомологов фенола 832
ненасыщенных карбонильных соединений 833, 848
сульфокислот 328
Эвгенол
изомеризация 848
присоединение НВг 118
Эйнгорна метод 350, 434
Элаидиновая кислота 680
Элбса метод 287
— реакция 811
Электрофильное присоединение галогено- водородов 118
Электрохимическое*
восстановление 29, 516 галогенирование 132
Элементоорганические соединения 633
Элиминирование серы из сульфосоедпне- пий 89
Энантальдоксим 479.
Энантамид 446
Энантовая кислота 311
Энантол 826
окисление 311
реакции 479, 486
3,6-Эпдокарбонил-ЗУ1,5,6'тетрафеиил-1,2- догйдрофталевая кислота, ангидрид 826
Эндооксасоединения 702
Эндо оксатетрагидрофталева я кислота, ангидрид 704
yuc-Эпдометилентетрагидрофталевая кис- лога, ангидрид 703
Эндоэтилснтетрагидробепзальдегид 704
Эпихлоргидрин, реакции 333, 593
Эпоксиамиды 266
2,3-Эпоксибутан 228
Эпоксидодекап 265
Эпоксикетоны 265
2.3-Эпоксппентан 228
Эпоксисоединсния 719
гидролиз 272, 273
расщепление 228
реакции 318
2,3-Эпоксн 3,5.5-гриметнлциклогекеанон
Эргостерин
перекись 261
реакции 829
Эрлен,чейера синтез 809
Эрлиха — Закса реакция 412
Эстрогены амипозамещенные 497
Этапдисульфокпслота 589
Этаноламин, восстановительное алкилирование 488
Эганоламины 500
циклизация серпокислых эфиров 161
Этапсульфокпслоты 589
Этапсульфохлорид 614
ii779 Этилмагнийбромид в синтезе тетраэп олова 662Этилмалоновая кислота азосочетавие 404 диамид 445 эфир 167 ’Этилмеркаптометилепмалонопая кислота диэтиловый эфир 812Этилмеркаптопиримидим. реакции 258N-Этилморфолин 466Этидмочевина 506Этплнатрий 641М-Этйл-0-нафтиламин 493Этилнитрат 382Этиловый спирт, дегидратация 672Этпл-(Р-окси-у-хлордропил)-сульфид 591 1-Этилпиперидин 244 4-Этилпиридпн, окисление 831 1-Этилпирролидпн 244 Этилроданид, реакции 614Этилсульфеиилхлорпд, реакции 583 Этил-(ле-сульфобензил)-анилнп 567 Этилтиогликозиды, реакции 259 Этилтитанхлориды 665N-Этил-п-толуолсульфамид 468N-Этил-п -толуолсульфанилид 468 Этил-1-фепилбутиламин 729 Этилфенилдисульфид 583 N-Этилформавилид 462 Этилформпат 344 реакции 7891-Этилхинит, изомеризация 856 Этилхлорацстат, реакции 754 2-Этилхромоп 788 З-Этилциклогексанол 49 2-Этилциклогексанон, оксим, пгдриров ние 5264-Этилциклогексавон, оксим, изомерна ция 874Этилциклопропилкетимин 729 S-Этилцистеамин 602Д6-17-Этинпландростспдиол-3,17 272 Этпнилкарбмнолы галогенирование 149стероидного ряда, дегидратация 21 1-Этинилциклогексанол, гидратация 21 Этоксиацетальдегид, ацеталь 335 Этоксиацстилен 691 Этоксиацстон 689 п-Этокспбснлгидразпд 4(30Этоксибепзолсульфииовая кислота 601 2-Этокспбензтиазол 3,35Этоксиизоформанилпд. реакции 791 Этоксиметилслацетплацетон, реакции 41 Этокспметилснацетоуксуспый эфир, pear ции 498Этоксиметпленмалоповая кислота эфиры 812 - реакции 498Этого нметвлепы 789Этоксиметилпзогпоцпанат 2022-Эг оксп-1 -нафтатыцч пл 798779 Этилмагнийбромид в синтезе тетраэп олова 662Этилмалоновая кислота азосочетавие 404 диамид 445 эфир 167 ’Этилмеркаптометилепмалонопая кислота диэтиловый эфир 812Этилмеркаптопиримидим. реакции 258N-Этилморфолин 466Этидмочевина 506Этплнатрий 641М-Этйл-0-нафтиламин 493Этилнитрат 382Этиловый спирт, дегидратация 672Этпл-(Р-окси-у-хлордропил)-сульфид 591 1-Этилпиперидин 244 4-Этилпиридпн, окисление 831 1-Этилпирролидпн 244 Этилроданид, реакции 614Этилсульфеиилхлорпд, реакции 583 Этил-(ле-сульфобензил)-анилнп 567 Этилтиогликозиды, реакции 259 Этилтитанхлориды 665N-Этил-п-толуолсульфамид 468N-Этил-п -толуолсульфанилид 468 Этил-1-фепилбутиламин 729 Этилфенилдисульфид 583 N-Этилформавилид 462 Этилформпат 344 реакции 7891-Этилхинит, изомеризация 856 Этилхлорацстат, реакции 754 2-Этилхромоп 788 З-Этилциклогексанол 49 2-Этилциклогексанон, оксим, пгдриров ние 5264-Этилциклогексавон, оксим, изомерна ция 874Этилциклопропилкетимин 729 S-Этилцистеамин 602Д6-17-Этинпландростспдиол-3,17 272 Этпнилкарбмнолы галогенирование 149стероидного ряда, дегидратация 21 1-Этинилциклогексанол, гидратация 21 Этоксиацетальдегид, ацеталь 335 Этоксиацстилен 691 Этоксиацстон 689 п-Этокспбснлгидразпд 4(30Этоксибепзолсульфииовая кислота 601 2-Этокспбензтиазол 3,35Этоксиизоформанилпд. реакции 791 Этоксиметилслацетплацетон, реакции 41 Этокспметилснацетоуксуспый эфир, pear ции 498Этоксиметпленмалоповая кислота эфиры 812 - реакции 498Этого нметвлепы 789Этоксиметилпзогпоцпанат 2022-Эг оксп-1 -нафтатыцч пл 798
i
i
779 Этилмагнийбромид в синтезе тетраэп олова 662
Этилмалоновая кислота азосочетавие 404 диамид 445 эфир 167 ’
Этилмеркаптометилепмалонопая кислота диэтиловый эфир 812
Этилмеркаптопиримидим. реакции 258
N-Этилморфолин 466
Этидмочевина 506
Этплнатрий 641
М-Этйл-0-нафтиламин 493
Этилнитрат 382
Этиловый спирт, дегидратация 672
Этпл-(Р-окси-у-хлордропил)-сульфид 591 1-Этилпиперидин 244 4-Этилпиридпн, окисление 831 1-Этилпирролидпн 244 Этилроданид, реакции 614
Этилсульфеиилхлорпд, реакции 583 Этил-(ле-сульфобензил)-анилнп 567 Этилтиогликозиды, реакции 259 Этилтитанхлориды 665
N-Этил-п-толуолсульфамид 468
N-Этил-п -толуолсульфанилид 468 Этил-1-фепилбутиламин 729 Этилфенилдисульфид 583 N-Этилформавилид 462 Этилформпат 344 реакции 789
1-Этилхинит, изомеризация 856 Этилхлорацстат, реакции 754 2-Этилхромоп 788 З-Этилциклогексанол 49 2-Этилциклогексанон, оксим, пгдриров ние 526
4-Этилциклогексавон, оксим, изомерна ция 874
Этилциклопропилкетимин 729 S-Этилцистеамин 602
Д6-17-Этинпландростспдиол-3,17 272 Этпнилкарбмнолы галогенирование 149
стероидного ряда, дегидратация 21 1-Этинилциклогексанол, гидратация 21 Этоксиацетальдегид, ацеталь 335 Этоксиацстилен 691 Этоксиацстон 689 п-Этокспбснлгидразпд 4(30
Этоксибепзолсульфииовая кислота 601 2-Этокспбензтиазол 3,35
Этоксиизоформанилпд. реакции 791 Этоксиметилслацетплацетон, реакции 41 Этокспметилснацетоуксуспый эфир, pear ции 498
Этоксиметпленмалоповая кислота эфиры 812 - реакции 498
Этого нметвлепы 789
Этоксиметилпзогпоцпанат 202
2-Эг оксп-1 -нафтатыцч пл 798
779 Этилмагнийбромид в синтезе тетраэп олова 662
Этилмалоновая кислота азосочетавие 404 диамид 445 эфир 167 ’
Этилмеркаптометилепмалонопая кислота диэтиловый эфир 812
Этилмеркаптопиримидим. реакции 258
N-Этилморфолин 466
Этидмочевина 506
Этплнатрий 641
М-Этйл-0-нафтиламин 493
Этилнитрат 382
Этиловый спирт, дегидратация 672
Этпл-(Р-окси-у-хлордропил)-сульфид 591 1-Этилпиперидин 244 4-Этилпиридпн, окисление 831 1-Этилпирролидпн 244 Этилроданид, реакции 614
Этилсульфеиилхлорпд, реакции 583 Этил-(ле-сульфобензил)-анилнп 567 Этилтиогликозиды, реакции 259 Этилтитанхлориды 665
N-Этил-п-толуолсульфамид 468
N-Этил-п -толуолсульфанилид 468 Этил-1-фепилбутиламин 729 Этилфенилдисульфид 583 N-Этилформавилид 462 Этилформпат 344 реакции 789
1-Этилхинит, изомеризация 856 Этилхлорацстат, реакции 754 2-Этилхромоп 788 З-Этилциклогексанол 49 2-Этилциклогексанон, оксим, пгдриров ние 526
4-Этилциклогексавон, оксим, изомерна ция 874
Этилциклопропилкетимин 729 S-Этилцистеамин 602
Д6-17-Этинпландростспдиол-3,17 272 Этпнилкарбмнолы галогенирование 149
стероидного ряда, дегидратация 21 1-Этинилциклогексанол, гидратация 21 Этоксиацетальдегид, ацеталь 335 Этоксиацстилен 691 Этоксиацстон 689 п-Этокспбснлгидразпд 4(30
Этоксибепзолсульфииовая кислота 601 2-Этокспбензтиазол 3,35
Этоксиизоформанилпд. реакции 791 Этоксиметилслацетплацетон, реакции 41 Этокспметилснацетоуксуспый эфир, pear ции 498
Этоксиметпленмалоповая кислота эфиры 812 - реакции 498
Этого нметвлепы 789
Этоксиметилпзогпоцпанат 202
2-Эг оксп-1 -нафтатыцч пл 798
Этаптетракарбоповая кислота, эфир Этерификация 224, 329, 343 сл.
Этионин 417
Этилакрилат, бромирование 101
а-Этилакролеин 808
Этпланилин 372, 419, 519
N-Этилaнилин-4-cyJJьфoкпcлoтa 566
Этилат алюминия 58
Этилацетат 314. 845
очистка 788
реакции 672
а-Этилацетоуксусггая кислота, нитрозиро- лание 394
л-Этилацетофенон 298
n-Этилацетофенон. окисление 296
Этилбензиланилин, сульфирование 567
Этплбензилсу.тьфон 591
Этилбензоат 345
2-Этилбонзойная кислота 76
Этилбензол 696
галогенирование 146
нитрование 385
окисление 289
Этилбромид 209, 210
Этил-»тор-бутилмалоповьгй эфир 755
Этил-я-бутиловым эфир 342
Этилбутират 845
2-Этилт оксаналь-1, реакции 808
2-Этилгсксеи-2-аль-1 807
2'-(3-Этилгептен-1-пл)-хинолин 808 Этплгидразин 528
3-Этил-1,5-дифенилформазап 403, 404
Этилдихлорарсин 665, 666
Этилом 672, 676
алкилирование бензола 696
окись см. OifHcb этилена
производные, полимеризация 697 сл. реакции 101, 114, 124. 128, 653, 657, 697 сл.. 709, 710
Этиленбромг-идрип 128
Этиленгликоль, диметиловый эфир 65, 334
Этилендпамин, реакции 810
Э.Э'-Этилендиизотиомочевина 631
Этиленимины 464
расщепление 505
реакции с меркаптанами 602
производные 411
Эти.генкарбонат 174
Этиленмагний полимерный 647
Этиленсульфенилхлорид, реакции 855
Этклрисульфиды. расщепление 615 Этиленхлоргидрин 125. 126
Этилидена перекись 291
К-Этилишбутпрамид 433
Этнлпзонптрнл 445
у-Этилкапроликтам 874
Э игл кетоны, галоформная реакция 839 Этилкротилбарбитуровая кислота 116
Этиллитий 639
•944
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Юрьева, реакция 500Якобсена реакция 881Янтарная кислота дегидратация 359 динитрил, омыление 327 дихлорангидрид 234 реакции 802, 805Янтарный ангидрид 359 реакции 774Янтарный диальдегид 324 диоксим 505Юрьева, реакция 500Якобсена реакция 881Янтарная кислота дегидратация 359 динитрил, омыление 327 дихлорангидрид 234 реакции 802, 805Янтарный ангидрид 359 реакции 774Янтарный диальдегид 324 диоксим 505[УЭтоксипропионовая кислота, этиловый эфир 334
Юрьева, реакция 500
Якобсена реакция 881
Янтарная кислота дегидратация 359 динитрил, омыление 327 дихлорангидрид 234 реакции 802, 805
Янтарный ангидрид 359 реакции 774
Янтарный диальдегид 324 диоксим 505
Юрьева, реакция 500
Якобсена реакция 881
Янтарная кислота дегидратация 359 динитрил, омыление 327 дихлорангидрид 234 реакции 802, 805
Янтарный ангидрид 359 реакции 774
Янтарный диальдегид 324 диоксим 505
п-Этоксифенилбутилсульфид 600
2-Этоксихиноксалин-3-карбоновая кис
лота, эфир 335
fi-Этоксиэтилбромид 212
Р-Этоксиэтиловый спирт, реакции 212, 215
2-Этоксиэтилхлорид 215
A-Эфедрин, реакции 511
-Эфираты магнийоргампческпх соединений 643
Вейганд-Хильгетаг
Методы эксперимента в органической химии
Издательство «Химия», М., 1968 г.
944 с.944 с.УДК 542.9 : 547
944 с.
944 с.
Редакторы Ф. В. Рабинович. М. Н. ПастушенкоТехнический редактор Л. J. Пантелеева
Художник Е. В. Векетов
Корректор В. А. Асикаева
Подписано к печати 8/Х 1968 г. Формат бумаги 70 X 100‘/,6.
Усл нет. л. 77,7. У ч.-иад л, 96,75. Тип>гр. бум. Xs 2.
Тираж 1-го завода 12000 эка БЗ Л» 20—1068 г.—Л1 4. Цена 6 р. 0(1 к.
Зак. 1835.
Типография № 14 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Ленинград, Московский проспект, 9 I.
** Материал обработал X. Дорн.
[495] F. F. В 1 i ск е, D. G. Sheets, J. Am. Chern, Soc., 70, 3766 (1948).
[496] F. E. Williams, E. Gebauer-Fulncgg, J. Am. Chem. Soc., 5$, 352 (1931).
[497] W. R i e d, F. Muller, Chem. Ber., 85, 470 (1952).
Р. Z.Bedoukian,J.Am. Chern.Soc., 67,1430 (1945).•3
3 Aufl., Verlag Chemie, 1949, S. 1; N. R a b j о h n, Org. Reactions, 5 , 331 (1949)? G. R. W a i t k i n s, C. W. Clark, Chem. Rev., 36, 235 (1945).■
[258] W. Winkler, Chem. Ber., 81, 256 (1948).*
[259] W. T r e i b s et a]., Angew. Chem., 52, 698 (1939); Chem. Bor., 86, 616 (1953).
[260] A. Boeer, Chem. Ztg., 24, 446 (1900) (Korrespondcnz).
II.A d k i n s,В. H. Ni s s e n, Org.Synth.,3,1 (1923)..•
E.Fischer,G. G i eb e, Ber., 30,3054 (1897).j
E.J. Salmi,Ber., 71, 1803 (1938).A
Пат. США 2566559 (1947)- A. A. Dolnick, M. Potash, P. Mastagli, Z.^ Z a f i r i a d i s, С. г., 23Й, 616 (1953): P. Mastagli, Z. Z a f i r i a d i s, ' G. Lagran’ge, C. r., 237, 187 (1953).4
Е. Ghigi, Вег., 75, 1318 (1942).
G. R. С1ешо, Н. Koenig, J. Chern. Soc., 1949, 231.
A. R. Katritzky, J. Chern. Soc., 1956 , 2404.
P. R u g g 1 1, G. В a rtusch 1, Helv. chim. acta, 27, 1371 (1944).
P. Swern^hem. Rev., 45, 38 (1949).
G. M. Badger el al., J. Chern. Soc., 1953, 2143—2158.
В. M. Lynch, К. H. Pausacker, J. Chern. Soc., 1953, 2517.
A. Schonberg, О. Schutz, Вег., 62, 2322 (1929).
A. Schonberg, О. Schutz, V. Bruckner, J. Peter, Вег.,
2550 (1929).
S. Gabriel, W. E. Lauer, В er., 23, 87 (189Q).
H. P. Kaufmann, R. R о В b a ch, Ber., 58, 4556 (1925).
K. v. Auwers, C. Schumann, Ber., 34, 4267 (1001).
A. Schonberg, Ann. 454, 37 (1927).
A, Schonberg, O. Schutz, Ber., 60, 2351 (1927).
11. Staudinger, J. Siegwart, Helv. chim. acta, 3, 833 (1920).
II. Staudinger, J. Siegwart, Helv. chim. acta, 3 , 840 (1920).
G. W. Fenton, €. K. Ingold, J. Chern. Soc., 1930, 705.
N. Kharasch, R. Swidler, J. Org. Ghent., 19, 1706 (1954).
*** Исключительно-цепным изданием является серия монографий по металлоорганиче- J ским соединениям, выпущенная издательством АП СССР под редакцией' акад. А. Н, Несмеянова — Прим. ред..
(1J К. Krause. A. v. G г о s s е, Die Chemie der metallorganischen Verbindungen, - Borntraeger, Berlin, 1937.-
[2] F. Runge, Organo-Metallvcrbindungen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft!
m. }). H., Stuttgart, 1944..1
[3] G. E. Coates, Organo-Metallic Compounds, Methuen Co. Ltd., London and5 John Wiley a. Sons, New York, 1956.:
[4] Ю. P о x о н, Д. X е р д, Р. Льюи с, Химия металлоорганических соединений, пер. с англ., Издатинлит, 1963.
[5] F. Hein, Chern. Teclin., 9, 198 (1957).
[6] G. E. Coat e-s, Quart. Rev., 4, 217 (1950).
[8a] И. C. Kaufman, Handbook o[ Organometallic Compounds, D. Van Norstrand Company, INC, Princeton, New Yersey, 1961.