Лекции / organic_2011_2
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RCO2H |
|
|
|
|
|
RCO2H |
|
|
|
|
|
PhH |
|
|
|
|
|
|
|
|
101 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
PhH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PhCOR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HF |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
POCl3, PCl3, ZnCl2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
PhCOR |
|
Zn/Hg |
PhCH2R |
|
|
1. N2H4 |
|
|
PhCOR |
|
синтез н-алкилбензолов |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
O+ |
|
|
2. HO- |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
O |
|
|
|
|
O |
|
Клеменсен |
|
|
|
|
|
Кижнер-Вольф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zn/Hg |
|
|
HF |
||||||||||||||||||
PhH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ph |
|
|
|
|
CO2-AlCl2 |
|
|
H O+ |
|
Ph |
|
|
|
|
|
|
|
CO2H |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
AlCl3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zn/Hg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pt, t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
O+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
тетралон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
тетралин |
|
|
|
|
|
|
|
нафталин |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
CO2H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COCl |
|
|
|
|
|
|
Ph |
Ph |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COCl |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PhH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ph |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AlCl3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AlCl3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фталид |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
102
Синтез ароматических альдегидов (реакция формилирования)
|
|
|
Гаттерман |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
PhH |
|
CO, HCl |
|
PhCHO |
|
CO + HCl |
AlCl3 [HCOCl] |
|||||||
|
|
AlCl3, CuCl |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Гаттерман-Кох |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
||||
|
HCN, HCl |
|
|
|
H3O+ |
|
|
|
HCl |
|
|
||||
PhH |
PhCH=NH |
PhCHO |
HCN |
|
|
|
HC |
||||||||
ZnCl2 |
|||||||||||||||
|
|||||||||||||||
ZnCl2 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Взаимодействие с альдегидами
Реакция хлорметилирования
CH2O |
H+ |
CH OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
электрофил |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
PhH |
CH2 |
O |
PhCH2OH |
H |
+ |
PhCH |
Cl- |
PhCH2Cl |
LiAlH |
4 |
PhCH |
|||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
HCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
селективный синтез |
|||
|
ZnCl2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
толуола |
||
Взаимодействие с альдегидами |
OH |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
RCHO |
H+ |
|
|
|
электрофил |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
R |
|
|
H |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
RCHO |
|
OH |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
H+ |
|
|
|
|
PhH |
|||
PhH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ph |
|
|
R -H2O |
Ph |
R |
-H+ |
||||||
Cl
PhCl CCl3CHO
H2SO4
103
Ph
R
Ph
Cl
ДДТ
CCl3
1,5-3 млн. человек в год погибает от малярии
104
Сульфирование, сульфохлорирование
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
S O |
|
O |
|
O- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
H3O+ |
|
||||||
PhH |
H2SO4/SO3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PhSO3H |
|
PhH |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
± H+ |
|
t |
|||||||
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
электрофил SO3 |
|
|
реакция обратима, вторая стадия - лимитирующая, |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
присутствует кинетический изотопный эффект |
|
||||||||||||||||||
|
|
HSO |
Cl |
|
|
|
|
PhH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SCl2 |
|
|||||||||
PhH |
3 |
|
|
|
PhSO2Cl |
PhSO2Ph |
|
|
|
PhH |
|
|
|
PhSCl |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AlCl3 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
SO2Cl2 
AlCl3
Нитрование
|
|
|
NO2+ + H2O + HSO4- |
|
|
O |
HNO3 + H2SO4 |
|
|
H2O |
|
N |
|
|
|
|||||
|
|
|||||
|
|
|
||||
|
|
электрофил |
|
|
O- |
|
|
|
KNO3 |
|
для малоактиных субстратов |
105 |
|||||
|
|
H2SO4 |
|
|
O |
|||||
|
|
|
|
|
||||||
PhH |
HNO3 |
|
Ac2O + HNO3 |
|
|
|
|
NO2 |
||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
PhNO2 |
|
|
|
|
O |
|||
H2SO4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ацетилнитрат - нитрующий реагент для активных субстратов, в NO2+BF4- том числе для неустойчивых в
кислых средах
Реакции электрофильного замещения, протекающие только с очень активными ароматическими субстратами:
CHCl3
PhOH HO-
CHCl3 HO-
HO
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
OH |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
HO- |
|
|
|
|
|
|
|
Реймер-Тимман |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
CHCl2 |
|
|
|
|
CHO |
|||||||||
CCl2 |
дихлоркарбен - электрофил |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|||
N |
Ph |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
N |
|
|
|
PhN2+ |
CO2, p,t |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
PhOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HO- |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
азосочетание Кольбе-Шмидт
Ph N N |
Ph N N |
соль фенилдиазония
|
|
|
|
|
|
|
OH |
106 |
PhOH |
1. POCl3 / ДМФА |
|
|
|
|
Вильсмайер-Хаак |
|
|
2. HO-, H2O |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
||||||
|
OHC |
|
||||||
O |
|
N |
POCl3 |
O |
N |
O |
N |
|
|
|
C |
|
Cl2OP |
C |
Cl2OP |
C |
|
|
|
H |
|
|
H |
|
H |
|
|
ДМФА |
|
|
электрофил |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
OPOCl2 |
|
|
||
PhOH |
POCl3 / ДМФА |
N |
|
N |
H2O |
|||
- OPOCl2- |
HO- |
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
OHC |
|
|
|
|
|
|
O |
Кольбе-Шмидт |
||
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
HO |
|
|
|
OH |
|
CO2 |
||
|
|
|
H+ |
NaOH |
||||
|
|
|
|
|
||||
NaNO2
OH
H3O+
ON
OH
OH
CO2-Na+
107
Реакция замещенных производных бензола с электрофилами (влияние заместителя) 
X
E
H
X
X
E+
E H
X
H
E
X
E
H
X
E H
X
H
E
X
E
H орто-
X
пара-
E H
X
мета-
H
E
Выводы: |
108 |
|
1.В случае электрофильной атаки в орто- и пара-положения положительный заряд оказывается на атоме углерода, связанном с имеющимся в кольце заместителе. При атаке в мета-положение заряд на этот атом углерода не попадает.
2.Донорные заместители стабилизируют сигма-комплексы, образующиеся в результате электрофильной атаки в орто- и пара-положения. Акцепторные заместители напротив – в наибольшей степени дестабилизируют сигма-комплексы, образующиеся в результате атаки в орто- и пара-положения.
3.Предпочтительными направлениями электрофильной атаки в случае донорно-замещенных производных бензола являются орто- и пара-. В случае акцеторного заместителя атака преимущественно происходит в мета-положение.
4.Донорные заместители повышают устойчивость σ-комплекса и, следовательно,
реакционную способность замещенных бензолов, акцепторные заместители наоборот – снижают.
Донорные заместители – алкил (индуктивный эффект), фенил, гетероатомы, несущие неподеленную пару электронов (мезомерный эффект).
-ориентанты |
|
109 |
орто-пара |
|
|
заместители "первого рода":алкил, арил, OH, OR, NH2, NR2, NHCOR, галоген |
||
X |
X |
|
E |
E |
|
H |
H |
Ph |
|
E |
E |
|
H |
H |
мета-ориентанты
заместители "второго рода":CN, CO2H, CO2R, CHO, NO2, SO3H, NR3+
Заместители «первого рода» активируют кольцо к реакциям электрофильного замещения (за исключением галогенов) по сравнению с бензолом. Заместители «второго рода» кольцо дезактивируют.
При наличии более одного заместителя, обладающих разным и несогласованным действием, направление реакции определяется донорным заместителем.
В случае нескольких донорных заместителей направление реакции определяется заместителем с большим эффектом.
Пара-замещение обычно преобладает над орто-замещением, и тем в большей степени, чем больше объем заместителя и/или электрофила (стерический фактор)
CH3
NO2
E+
Cl
E+
HO3S
OH
E+
CF3
110
CH3 |
|
|
|
CH3 |
|
||
|
NO2 |
|
|
|
|
||
|
E |
|
|
|
NO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
> |
|
|
|
|
согласованное влияние |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
заместителей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E
Cl
согласованное влияние заместителей
HO3S E
OH |
OH |
OH |
E |
> > |
E |
+ |
|
|
|
|
|
CF3 |
CF3 |
CF3 |
|
E |
|
несогласованное влияние заместителей