|
|
|
Главная --> Справочник терминов Последующее взаимодействие Понятно, что задача обеспечения селективности в рассматриваемом типе ситуаций сложнее, чем в двух первых. Действительно, для избирательного получения одного из продуктов нервой стадии необходимо и обесиечить протекание этой реакции селективно по одной из имеющихся функциональных групп, и «заблокировать» вторую стадию, т.е. добиться стабильности промежуточного продукта в условиях реакции. Так выглядит задача при ее формально-логическом анализе. 13 действительности, однако, мы здесь допустили некоторое незаконное упрощение, молчаливо предполагая, что после первой стадии реакционная способность сохранившейся в молекуле функциональной группы остается такой же, какой она была в исходном субстрате. Вообще говоря, это не верно. Так, например, при алкилировании толуола по реакции Фриделя— Крафтса [реакция (7)] присоединение первой алкильной группы резко повышает нуклеофильность ароматического ядра, так что вторичное алкилирование протекает ускоренно, в сравнении с первой стадией. По той же причине еще быстрее идет третья стадия. Взаимное влияние функциональных групп является отнюдь не исключением, а скорее правилом, причем оно особенно существенно тогда, когда в исходной молекуле функциональные группы расположены близко друг к другу (или разделены хорошо проводящими влияние системами типа ароматических ядер или сопряженных я-связей). Результатом такого влияния может быть не только ускорение, но и замедление реакции. Именно этим можно воспользоваться, для того чтобы добиться моиоалкилирования толуола. С этой целью вместо алкилирования используют ацилирование, при котором входящая кетогруппа пассивирует ароматическое ядро к электрофилыюй атаке. За счет этого реакция останавливается практически селективно на первой стадии, а последующее восстановление позволяет перейти к желаемому моиоалкилыюму производному, например: нилина и последующее восстановление образовавшегося диазосое-динения спиртом. а) нитрозирование метиленовой группы и последующее восстановление: Превращение /,-(+)-аланина в амид и последующее восстановление позволило определить конфигурацию 1,2-пропи-лендиамина: стадии необходимо не только обеспечить селективное протекание этой реакции по одной из имеющихся групп, но и заблокировать следующие стадии, т. е. обеспечить инертность первичного продукта в условиях реакции. Здесь могут использоваться самые различные приемы. Так, например, при ацети-лировании глицерина [превращение (6)] задача селективного получения мо-но- или бисацетилированных производных по первичной гидроксильной группе (группам) сравнительно легко решается при использовании такого мягкого реагента, как уксусный ангидрид, в требуемых стехиометрических количествах. В тоже время моноацетилирование вторичного гидроксила достижимо лишь при условии, что оба первичных гидроксила защищены какой-либо легко удаляемой впоследствии группой (подробнее о принципах использования защитных групп см. разд. 2.4.5.). Дополнительные трудности возникают в тех нередких случаях, когда продукт, получаемый на первой стадии, оказывается более реакционноспособным, чем исходный субстрат. Так, например, при алкилировании толуола по Фриделю—Крафтсу [реакция (7)] присоединение первой алкильной группы резко повышает нуклеофильность ароматического ядра, так что повторное алкилирование протекает быстрее, чем первая стадия. Взаимное влияние функциональных групп является отнюдь не исключением, а правилом, особенно в тех случаях, когда функциональные группы сближены или разделены системой кратных связей. Однако подобное влияние может иметь результатом не только ускорение, но и замедление реакций. Именно этим можно воспользоваться для того, чтобы добиться моноалкилирования толоула. С этой целью вместо аликлирования используют апилирование, при котором входящая ацильная группа пассивирует ароматическое ядро по отношению к электрофильной атаке. Благодаря этому реакция протекает почти исключительно как монозамещение. Последующее восстановление кстогруппыв полученном продукте и даст требуемое моноалкилпроизводнос толуола [реакция (8), схема 2.70]. Первоначальное расщепление циклобутанового фрагмента в доступном производном пагодана 37 было выполнено путем гемолитического броми-нолиза. Полученный трибромид 38 подвергался быстрому элиминированию/фрагментации (и восстановительному дебромированию при а-мето-ксикарбонильном центре) под действием иодид-иона и металлов, что привело к диену 39. Последующее восстановление диимином затрагивало только одну двойную связь и давало соединение 40, послужившее общим предшественником для получения 35 и 36. Синтез диена 35 включает замыкание двух недостающих связей додекаэдрановой системы путем двойного внутримолекулярного нуклеофильного присоединения енолятов к кетон-ным карбонилам, приводящее к производному додекаэдрена 41, с последующим удалением лишних функциональных групп с помощью серии стандартных трансформаций. Столь же эффективно была выполнена трансформация 40 -» 36 через дибромид 42, вовлеченный далее в двойное внутримолекулярное алкилирование енолятов с образованием диэфира 43. И алкен 36, и диен 35 оказались соединениями, которые можно выделить (но в отсутствие кислорода). Это было неожиданным, поскольку ранее оба эти соединения считались слишком лабильными, чтобы их синтез в препаративном масштабе был допустим, а олефин 36 до этой работы удалось зарегистрировать только в газовой фазе в ходе ион-молекулярных экспериментов [5а]. Замечательно, что реакции, ведущие от производного пагодана 37 к производным додекаэдрана, протекали с поразительной эффективностью. Так, диен 35 был получен из пагодана за восемь стадий с общим выходом 51—54%! Поскольку промежуточный продукт 39 можно получить из доступных исходных соединений во вполне удовлетворительных количествах [6d], вся синтетическая последовательность в целом может рассматриваться как надежный и общий путь получения граммовых количеств самых разнообразных производных додекаэдрана. Существование упомянутого выше минимума выходов привлекало-внимание к соединениям со средними циклами, однако наиболее интересные из них были слишком трудно доступны для изучения, пока в 1947 г. Штолль и независимо от него Прелог не разработали значительно улучшенный метод циклизации. Ключевой реакцией в этом методе является ацилоиновая конденсация, для проведения которой раствор диэфира а,ш-дикарбоновой кислоты в кипящем ксилоле о^ень быстро перемешивают с расплавленным натрием; первая стадия реакции аналогична восстановлению кетона в пинакон, а последующее восстановление представляет собой ^-присоединение натрия; выделяющийся при подкислении ендиол кетонизуется в ацилоин, который может быть восстановлен в кетон действием цинка и соляной кислоты или путем дегидратации и гидрирования а,р~ненасыщенного кетона: Нитрование и последующее восстановление ксилола, выделяемого аз каменноугольной смолы, приводит к смеси пяти изомеров, из них 40—60% лг-ксилидина (2,4-диметиланилина) и 10—20% /г-ксилидина (2,5-диметиланилина). После обработки соляной кислотой изомеры кристаллизуются в виде смеси гидрохлоридов. Изомерные ксилидины можно разделить после их сульфирования, поскольку л-ксилидинсуль Фокислота растворима в воде значительно хуже, чем ее пара-изомер. который после окисления гипобромитом и десульфирования превращается в 6,6-диметилундекандиовую кислоту. Используя ди-(тиенил-2')-метан VIII, полученный взаимодействием тиофена с метилалем в уксусной кислоте в присутствии серной кислоты, синтезируют высшие дикар-боновые кислоты (Сц—С22). Так, диацетилированием VIII с последующим окислением и десульфированием получают ундекан-1,11-диовую кислоту. Ацилирование ди-(тиенил-2')-метана VIII хлорангидридом (о-карбэтокси-я-валериановой кислоты, последующее восстановление по Кижнеру, ацетилирование, окисление гипобромитом и десульфирова-ние приводят к образованию тапсиевой кислоты XI: При гидролизе'образующегося в качестве промежуточного соединения геминального аминоспирта I может получиться альдегид. Однако если в процессе реакции образуется соль арилидендиметиламмония II, то последующее восстановление приводит к образованию амина. Эта реакция протекает через образование бензальацетофенона и его последующее восстановление бензиловьгм спиртом 5. В предложенной для окисления пропана радикально-цепной схеме [20] Пиз принимает монорадикальный механизм. Одним из ведущих цепь свободных радикалов является одновалентный пропильный радикал С3Н7 (без указания его нормального или изо-строения). Для того, чтобы согласовать свою схему с фактами, установленными им при низкотемпературном окислении богатых углеводородом смесей, Пиз предполагает, что последующее взаимодействие С3Н7 с 02 (реакция 4 схемы, см. ниже) приводит к появлению метоксильного радикала СН30 (превращающегося затем в СН3ОН) и ацетальдегида. Последний частично подвергается дальнейшему окислению, причем из одной его молекулы возникает по одной молекуле НСНО (реакция 5 схемы). Если, далее, предположить, и это является вполне вероятным, что формальдегид окисляется значительно труднее (т. е. с меньшей скоростью), чем ацетальдегид, то сумма аналитически определенных молярных количеств альдегидов действительно будет близка к молярному количеству как найденного метилового спирта, так и израсходованного пропана. В целом схема Пиза имеет следующий вид: Последующее взаимодействие илида с карбонильным соединением идет преимущественно через переходное состояние (60), в котором не возникает пространственных затруднений для радикалов R и R': При реализации переходного состояния (26) в результате регенерируется мономер реактива Гриньяра. При уменьшении его концентрации в эфирном растворе димеризация может и не происходить (см. разд. 4.2), и последующее взаимодействие мономера с карбонильным соединением может идти как три-молекулярная реакция: Б Если бы в молекуле бромциклогептатриена галоид был фиксирован у углеродного атома, то последующее взаимодействие с реактивом Гриньяра и окисление полученного фенильного производного IV приводило бы к бензойной кислоте, в которой находился бы весь меченый углерод. Однако опыт показал, что бензойная кислота содержит лишь одну седьмую часть меченого углерода. Следовательно, бром- Приведенная схема делает понятной роль протона: именно его присоединение активирует карбоксильную группу и делает возможным последующее взаимодействие со спиртом. Находит объяснение и другая особенность реакции этерификации — кислородный атом спирта остается в составе сложного эфира, т. е. отщепление воды проходит по схеме: Последующее взаимодействие образовавшегося иона карбония с молекулами мономера представляет собой реакцию роста цепи, причем растущая цепь сама является катионом с увеличивающейся в процессе реакции молекулярной массой. Реакция роста цепи сопровождается Ключевой стадией показанной схемы является стерсоспецифическая сборка Сд-кетона 106 из трех простейших предшественников: метилацетиле-на (С3), этилмагнийбромида (С2) и метилвинилкетона (С4) (90). Последующее взаимодействие 106 с фосфораном 107 по реакции Виттига приводит к При нагревании смеси Д9- и Д'^-окталина в отношении 50 : 1 с пятиокисью фосфора образуется смесь, в которой изомеры находятся в отношении 95:1. Восстановлением этил'бензола литием в этиламняе при температуре кипения последнего (17°С) получают смесь Ьэтилщик-логексена (45%) и этилци-клогекеана (55%); если восстановление проводить при температуре — 78 °С, то 1-этилциклогексен образуется с выходом 75%. Считается, что эффективное превращение ароматических углеводородов в моиоолеф-ины включает 1,4-присоеди'нение металла и последующее взаимодействие с растворителем, приводящее к образованию 1,4-дигидрида. Далее происходит изомеризация дишдрида а сопряженный диен и восстановление 1,4-соеди нения до моно-олефина. Получение и последующее взаимодействие литийорганических соединений неЫ ходимо проводить при полном отсутствии кислорода и двуокиси углерода. Обычн синтез проводят в атмосфере азота. Азот очищают от кислорода пропусканием черв! щелочной раствор пирогаллола, а затем сушат, пропуская через колонку с CaCJ и трубку с PaOs. ния и галоидного алкила или арила) и последующее взаимодействие RMgX со вторым компонентом, содержащим карбо- Ключевой стадией показанной схемы является сгерсоспецифическая сборка С9-кетона 196 из трех простейших предшественников: метилацетиле-на (С3), этилмагнийбромида (62) и метилвинилкетона (С4) (90). Последующее взаимодействие 106 с фосфораном 107 по реакции Виттига приводит к  Последующее выделение Получения изобутилена Последующего охлаждения Последующего присоединения Последующего замыкания Получения первичных Последующем разложении Последующий кислотный Последующих операциях |
- |
Навигация