Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекции / organic_2011_6

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
06.06.2015
Размер:
4.38 Mб
Скачать

Образование эфиров при взаимодействии карбоновых кислот со спиртами в

11

условиях щелочного катализа невозможно вследствие того, что первая стадия

 

процесса – депротонирование карбоксильной группы, а образующийся

 

 

карбоксилат-анион является очень слабым электрофилом.

 

 

 

 

O

HO-

O

 

R'

 

- HO-

 

HO-

 

 

R

R'

R

O

 

RCO2H

RCO2-

 

O

 

OH

 

H

H - R'OH

 

-H2O

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

реакция необратима

 

 

 

 

 

 

 

 

Другие механизмы гидролиза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

H2O

 

 

 

 

 

SN1

 

R

 

R+

 

 

 

 

 

O

 

- H+

ROH

 

 

 

 

 

R'

- R'CO2-

 

 

 

 

 

 

возможно только в случае образования устойчивых катионов - аллильного, бензильного, трет-бутильного!

скорость реакции не зависит от рН среды

 

O

I

 

 

 

 

SN2

 

LiI

R'CO -

+

RCH I

R'

O

R

DMSO

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

реакция очень чувствительна к характеру заместителя и позволяет гидролизовать метиловые эфиры (R =H) в присутствие этиловых (R = CH3)

Другие способы получения сложных эфиров

12

Переэтерификация в кислой среде

 

O

R"OH

 

HO

 

 

OH

+ H

+

OH

R'

 

 

 

 

 

 

 

R

OR'

 

H+

R

OR'

 

R

OR'

 

R

OH

- R'OH

 

- H+

OR"

 

 

OR"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

OH

_

 

O

 

 

 

 

 

R

 

R

 

 

+ H+

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OR"

 

 

 

OR"

 

 

OR"

 

 

 

 

 

 

Все стадии реакции обратимы. Положение равновесия определяется избытком спирта

 

 

основный катализ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

R"OH

 

O

 

 

 

O

 

 

 

 

R

OR'

 

R"O-

R

OR'

- R'O-

R

 

 

 

 

 

 

 

 

OR"

 

 

OR"

 

 

R'O- + R"OH R"O- + R'OH

Положение равновесия определяется избытком спирта

OCOR1

 

 

 

OH

 

 

13

EtOH

 

 

ΣRiCO2Et

 

 

OCOR2

 

OH +

 

 

H+(EtO-)

 

 

 

 

 

 

 

 

OCOR3

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

1. "биодизель"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. анализ растительных жиров в виде эфиров

Взаимодействие с диазометаном

RCO2H + H2C NN

RCO2H

Nu-

O

Nu-

R

 

- NuH

 

 

O-

 

 

 

 

 

 

слабый

 

 

 

электрофил

 

 

RCO2- +

H3C

 

N

 

N

SN2

RCO2CH3

 

 

 

 

 

 

- N2

 

 

 

 

O-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нет приемлемой уходящей группы кроме

R

 

 

Nu

Nu- - карбоновые кислоты и их соли очень

 

 

 

 

 

 

малореакционноспособны по отношению к

 

O-

нуклеофилам!

 

O

Nu-

 

O-

O

R

- X-

R

 

Nu

R

X

 

 

X

Nu

если группа Х не способна к депротони-

рованию и является хорошей уходящей, то реакции с нуклеофилами происходят легко!

Синтез эфиров из хлорангидридов

 

SOCl2

 

 

O

 

RCO2H

 

R

 

R'OH

(PCl5, PCl3)

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

R

 

O

-Cl-

 

R

R'

 

 

R'

 

 

Cl

 

 

O

 

 

 

 

 

 

14

 

O

 

 

R

 

OH

-H+

 

Cl

R'

 

 

 

Cl- - хорошая уходящай группа!

Синтез эфиров из ангидридов

 

 

 

 

 

 

O

R'

 

 

 

O

O

H

 

R

 

R

 

R'OH

 

- RCO2-

 

 

 

O

RCO2R'

R

O

R

- H+

 

 

 

 

O

 

O

 

 

 

RCO2- - хорошая уходящая группа!

15

Активация карбоксильной группы при этерификации (конденсация в присутствие дициклогексилкарбодиимида – ДЦК)

 

 

O

 

 

 

 

H

 

 

 

 

O

 

O

 

 

 

 

 

 

 

R

 

O

 

 

 

R'

N δ+

 

 

R

 

O

RCO2H

 

 

 

 

N

 

N

R'OH

 

 

C

 

 

 

N

N

N

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

H

хорошая уходящая группа

 

 

ДЦК

H

 

 

H

 

 

N

N

 

 

RCO2R' +

O

 

 

 

 

 

ДЦК

R'NH2

 

O

 

 

(RCO)2O

RCO2H

R

NHR'

 

ДЦК

Синтез эфиров из солей карбоновых кислот

16

 

RCO - R'X

O

 

 

 

 

R'

 

 

 

2

SN2 R

 

 

O

 

 

 

 

 

Амиды карбоновых кислот

R'NH2

RCO2- R'NH3

t

RCO2H

RCONHR'

аммонийная

соль

реакция происходит в жестких условиях - нет хорошей уходящей группы!

O

R'NH2

O

 

 

если Х- - хорошая уходящая

R

NHR'

RCONHR'

группа (галогенид-, карбоксилат-,

R

-H+

в некоторой степени

 

X

X

-X-

 

OR), реакция происходит легко

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

N

COCl

 

 

RCO2H N

O

R'NH

 

 

2

N

N

N

2

RCONHR'

 

 

N

 

N

N

N

 

 

N

R

 

 

 

-

 

H

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

17

Гидролиз нитрилов

 

 

 

в кислой среде

H3O+ RCN

OH

R NH2

OH

R OH

R CNH

R CNH

OH

R NH2

OH

R OH

H2O

-H+

H2O

-H+

-H+

OH

H+

C

RCONH2

R

NH

 

OH

H+

OH

 

 

 

R

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- NH

 

 

 

 

 

 

 

 

NH2

 

 

 

 

NH

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

RCO2H

в щелочной среде

OH

OH

 

δ+

 

HO-

HO-

 

H2O

 

R C

N

H2O

N -HO-

NH

RCONH2

18

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

OH

 

 

 

RCO H

HO-

 

RCO2-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- NH

2

 

H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NH2 H

H

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

-HO-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O2

 

 

 

селективныйгидролиз нитрилов вамиды

RCN

RCONH2

(происходит вболее мягких условиях, поскольку

 

 

вкачестве нуклеофила выступает более сильный,

HO-

 

 

 

 

чем гидроксид-анион - супероксид анион НО2-

 

 

 

 

 

 

Обратная реакция (дегидратация амидов)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RCONH2

 

SOCl2

 

 

RCN

 

 

 

 

 

 

 

 

или P O

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

Амиды могут быть получены из кетонов (оксимов) перегруппировкой Курциуса (Бекмана)

O

N -

O

1. NH OH

 

O

 

3

 

2

 

 

R

NHR H2SO4 R

R

2. H+

R

NHR

 

Курциус

 

 

Бекман

19

Риттер

 

 

R

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RCN

N

R

N

+ H2O

NH

H2SO4

 

 

- H+

O

 

 

 

Некоторые свойства амидов

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

O

O

R

R

NH

NH

±

H+

O O R R

NH2 NH2

повышенная NH-кислотность

(струтура изоэлектронна карбоксилат-аниону)

 

пониженная основность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'X (SN2)

R

 

 

 

 

 

N

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'X (SN2)

 

O

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'

 

 

 

 

R

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'COCl

HN

 

R

- H+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'COCl

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

N

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нитрозирование

 

 

 

 

 

 

 

O

 

O

 

 

 

 

 

 

R'

NaNO2

R'

N-нитрозоамиды - канцерогены

R

+

R

N

N

 

 

 

 

 

H

H3O

 

NO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

NaNO2

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

 

 

R

NH2

H3O+

R

N

 

RCO2H

 

 

+

 

 

 

 

 

 

N

 

-N2, -H

 

 

 

 

 

очень хорошая уходящая группа -

 

 

 

 

легко протекающий гидролиз

 

 

 

O

 

 

O

R

H3O+

O

R

 

 

 

RMgX

 

H

N

 

 

 

 

H

N

 

H

H

 

 

 

 

 

N

нет хорошей уходящей группы

Например:

OCH

OCH

OCH3

3

3

1. HCON(CH3)2

BuLi

Li

 

 

2. H O+

 

 

3

20

RCHO

CHO

OCH

OCH

OCH3

3

3

 

Соседние файлы в папке Лекции