HX = H2SO4, HCl, HBr, HI и др.

В результате при действии кислоты создается выгодная уходящая группа − НОН, что позволяет использовать данную реакцию как стадию кислотного катализа в SN-реакциях с участием спиртов как субстратов:

Спирты с кислотами Льюиса превращаются в соответствующие соли, что также используется для активации субстрата в последующих реакциях, в том числе нуклеофильного замещения (SN).

В фенолах неподеленная электронная пара кислорода участвует в сопряжении с π-электронами ароматической системы, электронная плотность на атоме кислорода понижена, поэтому фенолы не образуют оксониевых солей с минеральными кислотами.

§ 6. СПИРТЫ И ФЕНОЛЫ КАК НУКЛЕОФИЛЬНЫЕ РЕАГЕНТЫ

1. Общие положения

Спирты проявляют свойства нуклеофила за счет неподеленной элктронной пары атома кислорода. По нуклеофильности, как и по основности, спирты слабее аммиака и аминов, то есть это довольно слабые нуклеофилы.

28

Таким образом, нуклеофильность повышается в ряду.

ROH < NH3 < RNH2

С другой стороны, фенолы и вода по нуклеофильности слабее спиртов, то есть нуклеофильность, как и основность, уменьшается в ряду.

RO H > H O H > ArO H +I +M > I

Повышение нуклеофильности этих соединений возможно за счет превращения их в анионы, поскольку анионы спиртов и фенолов являются более сильными нуклеофилами, чем исходные соединения.

2. Реакции спиртов и фенолов как нуклеофильных реагентов

2.1. O-Алкилирование спиртов и фенолов (по ОН-группе).

При взаимодействии алкоголятов или фенолятов с алкилгалогенидами образуются простые эфиры спиртов или фенолов (реакция Вильямсона, 1852 г.). Эта реакция используется для получения как симметричных (R = R’), так и несимметричных (R ≠ R’) простых эфиров.

Hal = Cl, Br, I

Для алкилирования фенолов в качестве галогеналкана используют иодпроизводные.

В ряду фенолов таким образом можно получить:

Планирование синтеза Вильямсона. Для уменьшения протекания побочных реакций следует использовать первичный субстрат, чтобы реакция шла по SN2-механизму. Например, для этилтрет-бутилового

29

эфира предпочтительнее синтез по пути (a), но не (b), поскольку в последнем случае на промежуточной стадии образуется карбокатион, для которого возможны различные пути стабилизации, включая скелетные перегруппировки.

субстрат

a b CH3 CH3CH2 O C CH3

CH3

Особенности алкилирования фенолов.

Для получения простых эфиров фенолов обычно используют: 1) фенолят-анион как более активную форму реагента; 2) более активные алкилирующие средства (алкилиодиды R−I, или диалкилсульфаты. Последние можно получить из спирта.

диалкилсульфат,

при R = CH3 − диметилсульфат

(ДМС) (CH3)2SO4

30

Механизм: SN2.

OCH3+ OSO3CH3

уходящая продукт группа

2.2. O-Ацилирование спиртов и фенолов. При ацилировании в молекулу реагента вводится кислотный – ацильный остаток.

O

RC

Врезультате реакции образуются сложные эфиры. Субстратами в этой реакции являются карбоновые кислоты и их производные (хлорангидриды, ангидриды, сложные эфиры). При необходимости используется кислотный катализ.

O-Ацилирование спиртов.

31