IX.2.2.2. Амидины

Амидины можно рассматривать как амиды имидовых кислот.

Для получения амидинов по большей части используют два способа:

1. Присоединение аммиака к нитрилам:

Вместо аммиака лучше использовать амид натрия.

2. Аммонолиз иминоэфиров при действии аммиака (см. выше).

Химические свойства амидинов во многом схожи со свойствами имидоэфиров. 1. Амидины – еще более сильные основания, чем имидоэфиры, потому что в продукте протонирования по иминогруппе (но не по аминогруппе!) заряд полностью делокализован между двумя атомами азота (продукт может быть представлен двумя идентичными резонансными с труктурами):

Благодаря высокой основности, некоторые амидины используются как реагенты в реакциях элиминирования, прежде всего, дегидрогалогенирования; наиболее известные из них – циклические амидины: 1,5-диазабицикло[4,3.0]нонен-5 (ДБН), (659) и 1,8-диазабицикло [5,4,0]ундецен-7 (ДБУ), (660):

П ри использовании этих реагентов реакции отщепления галогеноводородов от галогенпроизводных идут быстро при низких температурах и не осложняются конкурирующими реакциями нуклеофильного замещения.

2. Подобно имидоэфирам, амидины реагируют с нуклеофилами, хотя и несколько труднее. В частности, водные растворы щелочей гидролизуют амидины до амидов:

IX.2.3. Ортоэфиры и ацетали амидов

Данные соединения можно представить как производные ортокислот (гем-триолов) (661) – продуктов присоединения воды по карбонильной группе карбоновых кислот; сами ортокислоты неустойчивы:

Ортоэфиры (662) – триэфиры ортокислот; ацетали амидов (663) – «диэфироамиды» ортокислот. В отличие от ранее рассмотренных производных, здесь «карбоксильный» атом углерода находится в состоянии sp³-гибридизации.

IX.2.3.1. Ортоэфиры

Наиболее часто используются ортоэфиры с тремя одинаковыми алкоксигруппами (R¹=R²=R³); один из наиболее широко используемых ортоэфиров – ортомуравьиный эфир

H-C(OC₂H₅)₃

Для получения ортоэфиров по большей части используются два метода:

1. Алкоголиз имидоэфиров (см. выше). Обычно исходят из нитрилов: присоединяя к ним спирт, превращают их в имидоэфиры, которые далее подвергаются алкоголизу тем же спиртом. Способ является наиболее применяемым.

2. Реакция Вильямсона (стр. 191) - взаимодействие гем-тригалогенидов с алкоголятами:

R-CHal₃ + 3 R¹O¯Na⁺  R-C(OR¹)₃ + 3Na⁺Hal¯

Именно этим способом обычно получают ортомуравьиный эфир (из хлороформа и этилата натрия).

Химические свойства.

Ортоэфиры – весьма реакционноспособные соединения, широко используемые в органическом синтезе. Высокая реакционная способность ортоэфиров вызвана нахождением трех электроотрицательных атомов кислорода у одного атома углерода; поэтому у них проявляется тенденция к отщеплению алкоксигрупп, что особенно легко протекает в присутствии кислот.

1. Гидролиз. Ортоэфиры устойчивы в присутствии оснований, но очень многие из них весьма лабильны в кислых средах: даже разбавленные водные минеральные кислоты легко гидролизуют ортоэфиры до сложных эфиров:

Легкость гидролиза обусловлена образованием на лимитирующей стадии весьма стабильного катиона (664) (он стабилизирован двумя группами с +М-эффектом). В этом отношении ортоэфиры аналогичны ацеталям (стр. 236). Вследствие легкости кислотного гидролиза ортоэфиры используются как защитные группы (защита легко снимается).

2. Взаимодействие с карбонильными соединениями.

А льдегиды и кетоны в присутствии кислот реагируют с ортоэфирами с образованием ацеталей; ортоэфиры при этом превращаются в сложные эфиры:

Эта реакция – хороший способ получения ацеталей кетонов, намного лучший, чем прямое взаимодействие кетонов со спиртами.

3. Взаимодействие с карбоновыми кислотами. При нагревании ортоэфиров с карбоновыми кислотами образуются сложные эфиры этих кислот:

R-CO-OH + CH(OEt)₃  R-CO-OEt + H-CO-OEt + EtOH

Реакция не требует кислотного катализа и может использоваться для получения сложных эфиров карбоновых кислот, неустойчивых в присутствии сильных кислот.

4. Взаимодействие с С-нуклеофилами. В данных реакциях происходит образование углерод - углеродной связи (связь образуют электрофильный атом углерода ортоэфира и атом углерода С-нуклеофила).

А. Взаимодействие с реактивами Гриньяра хорошо проходит для ортоформиатов:

В результате образуются ацетали альдегидов, которые затем водными растворами кислот гидролизуют до альдегидов; таким образом, конечным результатом является формилирование – введение в молекулу R-H альдегидной группы (R-H → R-Hal → R-MgHal → R-CH=O). Этот удобный метод синтеза альдегидов называют реакцией Бодру - Чичибабина.

Б. Взаимодействие с метиленактивными соединениями. Потенциальные С-нуклеофилы – соединения с повышенной СН-кислотностью общей формулы Х-СН₂-Y, где Х, Y – электроноакцепторные заместители – реагируют с ортоэфирами по нескольким схемам; простейшая из них – ацилирование:

Наиболее часто используемый ортомуравьиный эфир приводит к формилированию – аналогично предыдущей реакции.

Другая схема взаимодействия – образование простых эфиров енолов:

Это можно представить как результат отщепления спирта от ацеталя, образующегося в предыдущей реакции.

В качестве метиленактивных соединений могут выступать 1,3-дикетоны (X=Y=CO-R), эфиры оксокарбоновых кислот (X=CO-R, Y=CO-OR) и т.д.