2. 2
Спирт ректификат - азеотропная (неразделимая перегонкой смесь, имеющая
минимальную температуру кипения в системе вода-спирт) 95,5% спирта.
Удаление воды (абсолютирование спирта)
CaO перегонка
EtOH/H2O Ca(OH)2 + EtOH EtOH/H2O
95,5% t 99%
Mg
EtOH/H2O Mg(OEt)2
99% t перегонка
H2O EtOH/H2O
>99,9%
Mg(OH)2 + EtOH
перегонка тройная азеотропная смесь вода-спирт-бензол,
EtOH/H2O + C6H6 состав: 18,5-74,1-7,4, т. кип. 64,86 °С
95,5%
Общие методы получения спиртов
Из алкенов OH
H3O+ 1. B2H6 OH
2. H2O2/HO-
1. Hg(OAc)2
2. NaBH4
3. 3
Из алкилгалогенидов
HO- процесс сопровождается дегидрогалоилированием
RX ROH и/или перегруппировками (SN1)
SN1 или SN2
NaOAc
H3O+
ROAc ROH гидролиз сложного эфира - минимум побочных реакций
(HO-, H2O)
С использованием металлоорганических (Mg, Li) соединений
ROH
R"
O O2 O R"
OH R' R OH
RMgX
R
R'
Восстановление эпоксидов
[Al]
OH O
O 1. LiAlH4 1. LiAlH4 Ph
SN2
2. H2O OH
2. H2O Ph
[H-]
4. 4
4. Восстановление альдегидов и кетонов
комплексный гидриды металлов - NaBH4, LiAlH4
Al
Al
O OH
LiAlH4 H2O
O LiH, NaH - не являются
R' R" H R' R" восстановителями!
R' R"
H Al
гидрирование (H2/катализатор, p, t)
реакция происходит в значительно более жестких условиях, чем гидрирование
кратных связей углерод-углерод. Более активен, чем катализаторы гидрирования
алкенов для гидрирования карбонильныхсоединений Cr 2O3/CuO
Восстановление кетонов в спирты - Мейервейн-Пондорф-Верлей
окисление спиртов в карбонильные соединени - Оппенауэр
O HO
OH
R' R" Al(OCH(CH3 )2)3 R' R"
CH3COCH3
Al(OCH(CH3)2)3
5. 5
O HO
OH
R" реакция происходит через
R' Al(OCH(CH3)2)3 R' R" общее переходное
состояние, обратима,
положение равновесие
-Al(OCH(CH3 )2)3 определяется
OH соотношением реагентов
i-Pr-O O-i-Pr O-i-Pr
Al Al
O
O O O-i-Pr
R' _
H O
R" R' R"
восстановление по Буво
O HO
Na
EtOH
R' R" R' R"
Восстановление сложных эфиров
LiAlH4
RCO2Et RCH2OH
или Na/EtOH
6. Свойства спиртов 6
1. Наличие подвижного протона – относительно высокая температура кипения,
растворимость в воде, кислотность.
Положение равновесия определяется устойчивостью аниона.
Алкил - донор по сравнению с протоном, поэтому гидроксид-
RO- + H2O ROH + HO- анион устойчивее алкоксид-аниона. Следовательно, вода -
более сильная кислота, чем спирты, а алкоксид-анионы -
более сильные основания, чем гидроксид-анион.
основность изменяется в следующем ряду:
ИК- спектр: 1000-1200 см-1 (С-О)
HO- < CH3O- < EtO- < O- < O- 3400-3600 см-1 (О-Н)
В спектре ПМР в протонном растворителе сигнал протона О-Н не наблюдается
(обмен этого протона с растворителем)
H2 + (RO)2Mg Mg Na
ROH RONa + H2
HX X-
Замещение группы ОН ROH ROH2 RX SN1 или реже SN2
- H2 O
SOCl2
R SOCl Cl- SNi или SN2 (без растворителя)
RCl
O
10. SO2Cl2 HSO3 Cl 10
(RO)2SO2 ROH H(RO)SO3
диалкилсульфат кислый сульфат
COCl2 TsCl
(RO)2CO ROTs тозилаты
NEt3 NEt3
карбонаты
PCl3 SiCl4
(RO)3 P ROH Si(OR)4 + другие продукты
фосфиты NEt3 NEt3
O S CH3I O S
CS2 R R
ROH
HO- S
S-
ксантогенаты
N
O O
P P
O O
F CN
зарин табун
O S
P CO2Et
O
S
CO2Et
карбофос
11. 11
Реакции окисления
а. дегидрирование
CuO, t Cu, t
RCH2OH RCHO RCH2OH
-Cu - H2
реакции пригодны только для простейших спиртов
б. химическое окисление
OH O
Cr 6+ альдегиды, кетоны.
для альдегидов возможно переокисление
H+ R R' в кислоты
R R'
- HOCrO2- превращается в Cr3+
R'
R O
H элиминирование Е2
Cr O относительно связи С-О
H O HO O
H
сильный
акцептор
O
OH Cr6+ O
H2O RCO2H
RCHO R R Cr O
OH
HO
H OH
12. Окисление по Джонсу – CrO3/H2SO4/ацетон 12
Окисление по Саррету – CrO3/пиридин/CH2Cl2
(для веществ, неустойчивых в вислой среде)
Окисление KMnO4/H+
аналогично
X
X2 O - X-
X2
RCH2OH RCH2O- RCHO X = Cl, Br, I
-X- -H2O
HO- R H
HO-
X
O
H2O OH X2 HO - X-
RCO2H
RCHO R
H -H2O
-
OH -X R
HO-
O O
I2 O I2
EtOH H3C I3C I3C OH CI3
- -
HO HO OH- H -HCO2H
H H
H2O
HCI3 иодоформ
-HO-
13. 13
HO O O OH
+
R' R" Al(OCH(CH3)2)3 R' R" Оппенауэр
OH O
MnO2
H2O PhCHO
PhCH2OH
O
OH OTs S O
S O
TsCl S
+
NEt3 E2
SN2
H
Аналогично проходит реакция с активными алкилгалогенидами
NO2 -
O O R NOH
N
RCH2X + RCHO +
OH- E2
H
-H + OH-
-
O O- SN2
N
14. 14
Соммле
N N N
+ H2O
H3O
RCH2X +HN N N N N N
SN2 t - H+
N N R N R
уротропин
OH
N
H3O+
N R N RCHO
N R N
N R -NH4CH3
R
OH
[O] R
H
+ + O
N N N H
O TEMPO O OH
окисление спиртов
[O] в альдегиды и кетоны
15. 15
TEMPO
OH
NaOCl
ретинол (витамин А)
O
ретиналь
Защитные группы для гидроксигруппы спиртов
H3O+, 20 oC ROH
TsOH (кат.) CH3OH
ROH + R ROH +
- H2O HCl CH3
O O O O O
Nu-
2,3-дигидропиран
16. 16
(CH3)3SiCl
ROSi(CH3)3
NEt3 H2O
PhCH2Cl
ROH ROCH2Ph
NEt3 H2/Pd
ROH
Ph3CCl
ROCPh3
NEt3 HBr
AcOH
Качественные реакции на спирты:
K2 Cr2O7
спирт карбонильные наблюдается изменение окраски с оранжевой на зеленую
соединения (реакция неспецифична)
- Cr3+
проба Лукаса
наблюдается расслоение раствора,
ZnCl2, HCl механизм SN1 - реакция происходит быстро
спирт алкилгалогениды в случае образования устойчивого катиона
H2O
18. 2. Окисление алкенов 18
OH O
Cl Cl
-H+
Cl2 Ca(OH)2
OH OH
MnO4- O2 / Ag O H3O+
OH OH
HO- (или RCO3H)
HCO2H
H2O2
3. Пинаконы
O O O O OH OH
Mg / I2* H+
H3O+ димеризация
бензол
в отсутствие пинакон
*или Al / Hg, Zn / Hg H+ органической
фазы
OH OH OH H H
+e H+
H
восстановление по Клеменсену
19. O 19
OH
O HO OH
TiCl4/Zn TiCl4/Mg/Hg
Ph о
ТГФ 25 C Ph ТГФ 0 оC
Ph
OH
O
4. Из ацетилена
H2 OH
CH2O
(CH2)4
Cu+ HO OH Ni OH
5. Реакция Принса
CH2O OCH2+ O H3O+ OH
H+ -H+ -CH2O
OH O OH
20. O OH
20
Si(CH3)3 1. B H
1. LDA, -78 oC 2 6
2. (CH3)3 SiCl 2. H2O2/HO-
OH
CH3OH
Синтез глицерина HO
OH
O
Cl2
Cl Cl2 HO- HO-
Cl Cl HO
o
300 HO-
эпихлоргидрин
Cl HO
OCOR1 OH
H2O
OCOR2 HO OH + R1CO2- + R2CO2- + R3CO2-
OCOR3 HO-
жиры мыло
Синтез пентаэритрита
OH
HO
CH2O
CH3CHO
HO- OH
HO
21. Свойства многоатомных спиртов 21
ONO2
ONO2 O2NO
ONO2
ONO2
ONO2
O2NO
нитроглицерин тетранитрат пентаэритрита
Все реакции, описанные для одноатомных спиртов, характерны и для многоатомных
(высокая растворимость в воде, высокая температура кипения, взаимодействие с
щелочными металлами, образование сложных эфиров, реакции окисления)
Пинаколиновая перегруппировка
OH OH OH OH2
+
H
HO
-H2 O
O
HO HO
-H+
более устойчивый катион пинаколин
22. 22
OH
OH
OH2
OH ± H+
-H2O
OH
неустойчивый
катион
± H+
OH2
OH OH
-H2O
-H + устойчивый
OH катион
CHO
более устойчивый изомасляный
катион альдегид
Например:
OH O
OH H2SO4 (15%) H2SO4 к.
OH CHO
t 0 оС
OH
23. OH O 23
BF3.Et2O
OH CHCl3
Возможность промежуточного образования эпоксида
OH OH OH O Ph O
Ph Ph H2SO4 к. Ph Ph Ph Ph
Ph
о +
Ph Ph 0 С Ph Ph -H Ph Ph Ph
Ph
Направление реакции зависит от природы кислоты:
Al2O3 OH OH
HBr (46%)
450 oC t
Направление реакции зависит от замещенности гидроксильной группы:
OH O
H2SO4 к.
OH t
O 1,4-диоксан
24. Направление реакции зависит от топологии гликоля: 24
OH H3PO4 (85%) OH2 - H2 O
OH 260 oC, 90 атм. O SN2 O - H+ O
H
H
H2SO4
HO OH O
t
Периодатное окисление
O
O
O O-
OH IO4- OH IO4 -
I O + +
-IO3- NH2 H2O
OH
O O -NH3
O O
CHO CO2 H CO2H
IO4-
IO4-
OH +
OH O
H2O H2 O
O -CO2
25. CHO 25
H OH
HO H 5HIO4
5HCOOH + H2 CO
H OH
H OH
OsO4 CHO
CH2OH
H2O2, HIO4 CHO
глюкоза
Pb3O4 + Ac2O/AcOH
OH
O OH
Pb(OAc)4 HNO3
CHOCHO
OH глиоксаль
AcOH O
OH
Образование диоксоланов (защита карбонильной группы)
OH O
O
H+
+ диоксолан
±
H2O O
OH
26. 26
Простые эфиры Методы получения
Метод Вильямсона
RONa + R'X ROR' SN2 или SN1
конкуренция с реакциями элиминирования!
CH3ONa
PhBr жесткие условия, ароматическое нуклеофильное замещение
PhONa
CH3 I PhOCH3 происходит в мягких условиях
CH3ONa CH3ONa CH3I
Cl O ONa
Cl
O O
O O
ONa
Cl
O O
ONa BuOH-H2O, 100o
O
дибензо-18-краун-6
27. 27
O
O O
O OH TsO O (CH3)3COK
K+
ТГФ
O OH TsO O O O
TsO-
O
Из алкенов
OR RO OR
NaBH4 Hg(OAc)2 ROH
HgOAc ROH H+
HgOAc
меркурониевый карбокатион -
катион - невозможность возможность
перегруппировок перегруппировок
28. 28
Из алкинов
RONa OR
t
Простые виниловые эфиры не могут
OR быть получены по методу Вильямсона
ROH
H+, Hg2+
Из спиртов
H+
2 ROH ROR
t
- H+
H H
+
OH H OH2 HO
-H2O
изомеризация!
образование катиона - изомеризация
H + побочные продукты!
O O
-H+
29. 29
H2SO4 SO3H EtOH
OH O O
SN2
O OH O
O
H+
диоксан (1,4-диоксан)
O H+ OH O
O OH
CH2O (H2C)4 t
H+ O OH O
1,3-диоксан тетрагидрофуран
Свойства простых эфиров:
Высокая инертность, низкая температура кипения, хорошая растворяющая
способность
ИК-спектр - полоса поглощения связи С-О при 1100-1200 см-1, отсутствует
поглощение группы ОН (в отличие от спиртов).
ПМР- группа О-СН2 наблюдается при ~ 4 м.д.
Простые эфиры – основания Льюиса более сильные, чем вода
(донорный эффект алкильных групп стабилизирует оксониевый ион).
30. 30
F
O BF3 BF3
O (EtO)3O BF4
BF3
эфират борфторид
трехфтористого бора триэтилоксония
RCN + (EtO)3O BF4 R C N Et BF4
- Et2O
Гидролиз (расщепление) простых эфиров
HX HX - очень сильная кислота,
ROR' R'OH + RX
t анион - хороший
H+ нуклеофил!
X = Br, I
H X-
O R'OH + R+ RX
R R' SN1
H
O R'OH + RX
X- SN2 (реже)
R R'
31. 31
HBr -CH3OH Br-
O OH Br
t SN1
и только так!
HBr H
PhOCH3 O - PhOH + CH3Br
t Ph CH3 Br S 2
N
O 1. BCl3, -10o
PhOH + Cl
Ph
2. H2O
HBr Br KBr/H2SO4 Br
t Br- S 2 t
N
O O
H Br
OH
32. 32
Легкость гидролиза виниловых эфиров
(образование очень устойчивых катионов на всех стадиях)
H2O
OR OH
H+ H+ +H2 O H+
OR OR -H+
OR
H
OR
более устойчивый
катион
OH
-ROH OH OH
OR O
-H+
H
Легкость снятия тетрагидропиранильной защиты
ROH _ +
ROH +H
H+ O OR
O O
33. 33
H3O+ - ROH H2O
H
O OR O O O
R
H+
+
O OH O OH O OH - H OH O
H
Использование защитных групп
Br
MgBr Mg Br
O Mg
OH Н+
OH O O
не существует!
MgBr OH
1. RCHO
OH
+ Ph
2. H3O
O O
34. OH 34
O O
Mg OH O O
BrMg Br H+ Br
не существует!
O
1. Mg
2. O
3. H3O+ OH
Реакции элиминирования
O 0 oC C2H4 + BuH +
E2 O-Li+
H
BuLi
o
O + CH3MgI 0 C + CH4 + CH3OMgI
E2
35. 35
Аутоокисление
OOH
O2 (воздух)
O hν O
_
R - RH Et2O O
O2
O2
O O
Эпоксиды
Синтез
HO
O RCO3H Cl2 SN2 O
Ca(OH)2
-H+
Cl
36. 36
H HO-
O O
CaOCl2
H2O, HO- SN2
Cl стереоэлектронный
транс- контроль!
SN2
O OH Cl H
H Cl
E2 OH H
H OH
цис-
HO-
O
RCO3H
O стереоспецифичность реакции
RCO3H
37. 37
RCO3H O RCO3H O
O
региоселективность процесса
Свойства эпоксидов
Эпоксид – циклический простой эфир, содержащий атом кислорода в напряженном
малом цикле. Вследствие этого, легко протекает раскрытие этого цикла при
взаимодействии с нуклеофильными реагентами (с электрофильным катализом и без).
В случае механизма SN2 направление атаки определяется
стерической доступностью.
O O
Nu
Nu-
38. 38
OH OH
OH -
O
HO RO- R
O
LiAlH4 RMgX
OH OH
HBR2 SN2 R
Электрофильный катализ
H
Nu O OH
Nu-
OH OH Nu
SN1 SN2
Nu-
Пример:
региоселективный синтез моноэфиров гликолей
O
CH3O- CH3OH
OCH3 OH OH
H+
OH OCH3
39. 39
BH3
O 1. BH3/Et2O O O OH
BH3
2. H2O
Стереоселективность реакции
O OH
H H H H
O Nu Nu
H H SN2
O OH
a б H H H H
-
Nu
Nu Nu
энантиомеры
OH
H2/Ni O H2/Pd/C
R R
HO p, t 20o, 1 атм. R
указаны преобладающие продукты
40. 40
O CH3OH O CH3I O
OH O
B RO -
метилцеллозольв глим
H3O+ O
RO-
OH
O CH3I O
HO O O O
OH RO-
карбитол диглим
O HO R
- O полиэтиленгликоль
RO n
O HO O HO
O NH3 NH2 N
NH HO
HO HO HO
этаноламин диэтаноламин триэтаноламин
41. 41
O OH OTs O O O O
+ Li2CO3
Li
OTs
O OH O OH OTs O O
триэтиленгликоль темплатный синтез 14-краун-4-эфир
Изомеризация алкенов через эпоксиды
O
O CH3
RCO3H H CH3 H H
транс- H3C H H3C PPh3
PPh3
конформация,
необходимая O PPh3
для протекания
элиминирования H H -OPPh3
H3C CH3 цис-
42. 42
Фенолы
Методы получения OH
Щелочное плавление арилсульфокислот
HO- H3O+
ArSO3H ArO- ArOH
t
фенол
Из галогенбензолов
HO-, Cu
PhCl PhOH
t
Кумольный способ
O2 OOH H3O+
PhOH + CH3COCH3
Co2+
Ph
Ph
Гидролиз солей арилдиазония
NaNO2/H3O+ + H3O+
ArNH2 ArN2 ArOH
0o t
43. 43
Из арилборных кислот
B(OEt)3 OH- H2O2
PhLi PhB(OEt)2 PhB(OH)2 PhOH
С использованием реакции Дильса-Альдера
X O HO H OH
X X(Y) X(Y)
+ H+
O - H+
Y Y Y(X) Y(X)
X,Y - сильные акцепторы
O OH
Br
Mg O
+ H+
эфир - H+
F
44. Окисление бензола в фенол 44
Fe2+ + H2O2 Fe3+ + HO- + OH Реактив Фентона
H H
OH OH Fe
3+
OH - H+
PhH PhOH
2+
- Fe
HO H
OH
H - 2H2O
H H
Электрофильное гидроксилирование
H2O2
PhH PhOH
FSO3H
45. 45
Свойства фенолов
1. Повышенная кислотность (фенол - «карболовая кислота»)
OH O O O O
-H+
делокализация заряда
Акцепторные заместители (особенно в орто- и пара-положениях) повышают
устойчивость фенолят-аниона (кислотность фенола), донорные – понижают.
2. Реакции с электрофильными реагентами
E+ OH
возможные направления электрофильной атаки - неподеленная
E+ пара электронов атома кислорода (всегда в первую очередь),
орто- и пара-положения кольца (гидроксигруппа - ориентант
первого рода, сильный донор электронов по мезомерному
эффекту)
E+
46. 46
Реакции по атому кислорода (кинетический контроль)
Алкилирование
(CH3O)2SO2 RX
PhOCH3 PhOH PhOR R = CH3 - анизол, R = C2H5 - фенетол
SN2 HO-
SN2
- N2
PhOH + H2 C N N PhO- + H3 C N N PhOCH3
SN2
диазометан
ONa O CO2H
ClCH2CO2Na
Cl Cl Cl Cl 2,4-D
Но!
Cl O
PhONa +
CH3OH Ph
H2O
OH
сольватация атома кислорода
O молекулами воды!
Ph +
47. OH 47
Br O
PhONa + Ph
C6H6 ацетон
тесная ионная пара! OH R
Ph 200o
O R перегруппировка Кляйзена
O O
R R если орто-положения заняты,
H идет в пара-положение
синхронный процесс
R
O R
t изомеризация заместителя
HO в этом случае не происходит
48. OH 48
ZnCl2
PhOCH3 пара-крезол
t
OH OH
PhOH
HF R H+
R = (CH3)3C; CH3 (ионол)
Ацилирование
OH OH
RCOCl AlCl3
PhONa PhOCOR +
или (RCO)2O t
ROC COR
перегруппировка Фриса
COCH3
AcOH
PhOH
BF3
HO
49. HO 49
O
OH
AlCl3
PhOH + O
Триарилметановые
красители
O O
фенолфталеин
(пурген)
O
50. 50
HO O
HO
OH OH
± H+
OH
O
CO2- CO2-
O
малиновый цвет
± H+
HO
OH
CO2H
красный цвет
51. 51
O
O HO O OH
OH
O Br2
O
ZnCl2
OH
O
флуоресцеин
Br Br
HO O OH
R2N O NR2
Br Br
O NR2
O
O
тетрабромфлуоресцеин OH O
родамины
52. R 52
Геш
1. RCN/HCl O
PhOH
2. H3O+
HO
Ar O
+
R N
H
R
PhOH NH гидролиз
NH
электрофил R Ar R
OH Кольбе-Шмидт Реймер-Тиман OH
CHO
CO2H CO2 CHO
CHCl3
PhOH +
HO- HO-
t,p HO
салициловая 2. H3O+ 20% 10%
кислота 1. POCl3/DMF
CHO
Вильсмайер-Хаак
HO
53. -
53
HO дихлоркарбен -
CHCl3 CCl3 CCl2 электрофил
- Cl-
PhOCHCl2
HO- O O
H2O - HO- H H
CCl2 CCl2 H2O
PhOCCl2 PhO - CCl2 CHCl2
-
- HO
OH OH
HO-
CHCl2 H2O CHO
OPOCl2
N Ar O
O Cl2OPO гидролиз
POCl3 PhOH
N N N
Ar R Ar
OPOCl2
N
электрофил
55. 55
O
HO Br2 HO
CuCl2 O
PhOH
Cl Br
Нитрование OH
H
O O сильная внутримолекулярная
PhOH HNO3 (разб.) водородная связь
+ N
O
NO2
разделение перегонкой с водяным паром
пар
реакционная
смесь
57. 57
нитрозирование OH OH O
NaNO2 -H+
PhOH
H3O+
H NO H NO H NO
O OH
HON ON
нитрозофенол
азосочетание
N Ar
N
ArN2 +
PhOH
HO азосоединение
58. 58
O
PhOH HO OH
+
H
COCl2 "бисфенол"
O O
n
O
"поликарбонат"
59. 59
HO OH
O
Cl
эпихлоргидрин
OH
O O
O O O O
n
эпоксидная смола
NH2
n(H2 C) "отвердитель"
NH2
каркасный полимер
60. 60
Фенолформальдегидные смолы
O- O O
CH2 O- O
OH
H2C O
- HO-
+
CH2 O- CH2OH
O O O
O-
O
H
O O- OH O-
H HO
-O O
O O-
O-
61. 61
O-
O
H
O O- OH O-
HO
H
- O
O
O O-
O-
OH
OH
бакелит
62. 62
Окисление и восстановление
O O O O
[O]
PhOH
CrO3 H+
рекомбинация
O O HO
O OH
PhO-OPh
O
бензохинон
и другие продукты
стабильные феноксильные радикалы
O
O O
гальвиноксил
63. Фенолы - стабилизаторы (антиоксиданты) для полимерных материалов 63
OH OH O
OH
H2
H+ Ni HO-
Cl Cl
HO
HO
S
OH 2
CO-3 (НИОХ СО РАН)
("тиофан")
OH OCH3 O
H2, Ni, t, p Na/NH3(ж.)/EtOH H3O+
PhOR
R=H R = CH3
64. Фенолы (нафтолы) как электрофилы H H 64
H
OH O O AlCl3
AlCl3 AlCl3
H H
O
O AlCl3
PhH
20o
Ph
Многоатомные фенолы
OH OH OH OH
OH
OH OH
OH HO
OH HO OH
пирокатехин резорцин гидрохинон пирогаллол флороглюцин
65. 65
Синтез
Cl OH OH
HO- t
Cu+, t
OH OH HO2C OH
протокатеховая
кислота
OH Cl
SO3H OH SO3H
HO- HO- HO-
t t Cu+,
SO3H 250o
OH SO3H
OH Cl
[H]
OH OH
HO OH HO OH O
t
O
CO2H
галловая кислота
66. NO2 NH2 OH 66
OH
HO- Fe H3O+
t H3O+ 200 oC
HO OH O2N NO2 H2N NH2 HO OH
OH O
CrO3 Ac2O/AcOH
H+
HO O
OAc OH
+
H3O
AcO OAc HO OH
OH
HO OH
CO + K
2. H3O+
HO OH
OH
67. 67
Свойства
Атака электрофила в первую очередь по атому кислорода!
O OH O
CH2Cl2 COCl2
O
+ -
R4N HO , H2O O
O OH
Исключительно легко происходят реакции ароматического
электрофильного замещения.
OH
OH OH
O2N NO2 NaHCO3
HNO3 OH
H2O, 100o
CO2H
OH OH
NaNO2 OH
NO2
стифниновая H3O+ ON
кислота
OH
NO
68. 1. Легкость окисления 68
OH O OH O
CrO3 Ag+
HO O OH O
O O O OH
±e ±e ± H+
O O O HO
семихинон
OH O O O
+ H H
HO O O O
хингидрон (КПЗ)
±
e ±e
пара-бензохинон хингидрон гидрохинон
69. 69
O- O O-
-e
O- O- O
стабильный
анион-радикал
Таутомерные равновесия
OH O
O OH
70. OH O O O 70
O
±
H+
OH OH OH OH OH
H+
атака по атому кислорода атака по атому углерода
OH O O O
OH OH OH OH
OH O O O
HO OH HO OH HO O O O
71. O 71
NOH OH
NH2OH CH3I
OH-
HO OH O O
HON NOH
Реакция Бухерера
OH NH2 NH
NH3
NaHSO3
OH OH OH
NaHSO3 - H+
H3O+
O
O NH3 H2O NH2
NH3
OH OH OH
74. 74
Амины
CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N
метиламин диметиламин триметиламин
(первичный амин) (вторичный амин) (третичный амин)
сравни!
C2H5NH2 NH2 NH2
первичные амины
C2H5OH
OH OH
этанол пропанол-2 2,2-диметипропанол
(первичный спирт) (вторичный спирт) (третичный спирт)
R R R1
N Ph N N N N
H Ph H R'O
R R OR
R1 R
инверсия затруднена (Еакт. ~ 20 ккал.моль)
энантиомеры
75. 75
Алифатические амины
Методы получения
Алкилирование аммиака
RX + NH3 RNH3 X- SN2 или SN1 R = алкил,
Х = Cl, Br, I
NH3
RNH3 X- RNH2 + NH4X
По мере накопления алкильных заместителей
RNH2 + RX R2NH2 X- у атома азота сила нуклеофила увеличивается.
Поэтому остановить реакцию на стадии
NH3 продукта моноалкилирования затруднительно.
R2NH2 X- R2NH + NH4X
R2NH + RX R3NH X-
NH3
R3NH X- R3N + NH4X
R3N + RX R4N X-
O HO O HO
O NH3 NH2 N
NH HO
HO HO HO
этаноламин диэтаноламин триэтаноламин
76. 76
Синтез Габриэля
O O
HO-, t
RX + N- K+ N R RNH2
SN2 или N2H4 , t
только
O O первичный амин
RX
HO- фталимидное
RX - алкилгалогенид производное
HO
O- O
H H CO2H HO- CO2
N R OH
-HO- O
O-
O
HO- NHR O NHR
H H
CO2-
HO-
±
+ RNH2
-H2O
CO2-
77. 77
H
KCN N H + H2O
N
H2SO4 - H+
O 1. H3O+
N Риттер
NH2
H 2. HO-
Восстановительные методы
RCH2NH2
H2 Pd/C
H
H3O+ LiAlH4 (1экв.)* 1. LiAlH4 (изб.)
RCN RCH2NH2
RCHO
R N- 2. H2O
*обратный порядок прибавления B2H6
RCH2NH2 не затрагивается NO2, CO2R
78. 78
Побочные процессы:
R _
[H] [H] A NH + NH3
R N R NH H2N R
H2N
R A
R
N [H] H
R N R + другие продукты
R
H2/cat Ac2O
R N R NH2 R NH HO-
R NH2
Ac2 O H2O
O
Селективный синтез первичных, вторичных и третичных аминов
O O
NH3 R [H]
RCOCl R RCH2NH2
NH2 NH2
Пониженная нуклеофильность амидного
атома азота (сопряжение с карбонильной
группой) исключает возможность
повторного ацилирования!
79. [H] 79
R'NH2 RCH2NHR'
RCOCl RCONHR'
R'2NH [H]
RCOCl RCONR'2 RCH2NR'2
[H] = LiAlH4, B2H6/ТГФ, NaBH4/Ni2+
H2/cat LiAlH4
RNO2 RNH2 NOH NH2
R - алкил, арил
Из органических азидов RNH2
LiAlH4
NaN3 N
RX R N3 PPh3 H2O
R PPh3 RNH2
алкилгалогенид SN1 или SN2 - OPPh3
фосфазены
CS2
R'X SN2
RNCS R' H
H2O N
изотиоцианаты N PPh3
- OPPh3 R R'
R
