10.3. Хинолин

Хинолин представляет собой конденсированную систему, содержащую бензольное и пиридиновое кольца.

Свойства хинолина соответствуют свойствам нафталина, содержащего электроноакцепторную группу в положении 1.

Хинолин вступает в реакции электрофильного замещения. При взаимодействии со смесью концентрированных азотной и серной кислот происходит нитрование в положения 5 и 8.

При обработке хинолина дымящей серной кислотой образуются сульфоновые кислоты.

Хинолин так же, как и пиридин, вступает в реакции нуклеофильного замещения: взаимодействует с амидом натрия и фениллитием.

При окислении перманганатом калия образуется дикарбоновая кислота.

Наиболее удобным путем получения хинолина является метод Скраупа: взаимодействие анилина с глицерином и нитробензолом в присутствии серной кислоты и сульфата железа (II).

Синтез состоит из следующих стадий.

1). Дегидратация глицерина под действием концентрированной серной кислоты.

2). Нуклеофильное присоединение анилина к акролеину.

3). Электрофильная атака ароматического кольца электронодефицитным углеродом с последующей дегидратацией образовавшегося спирта.

4). Окисление нитробензолом.

Сульфат железа FeSO₄ сдерживает бурное течение реакции.

11. Галогеналканы

Галогеналканы имеют общую формулу С_nH_2n+1Х, где X - F, Cl, Br, I. Вследствие высокой электроотрицательности галогена связь галоген - углерод является сильно полярной С^Х^. Галоген, связанный с электронодефицитным углеродом, можно легко заменить на частицу, богатую электронами, - нуклеофил Nu («ядро любящий»).

Нуклеофил - частица, имеющая пару электронов, которую она может отдать атому, несущему целый или частичный положительный заряд.

Нуклеофильными реагентами являются отрицательно заряженные ионы и нейтральные молекулы, имеющие свободную пару электронов.

Такие реакции называются реакциями нуклеофильного замещения - S_N.

Другой характерный тип превращений галогеналканов - реакции отщепления (элиминирования Е) под действием основания с образованием алкенов. Под влиянием электроотрицательного галогена связанный с ним атом углерода (С_) приобретает некоторый положительный заряд, на соседнем атоме (С_) также возникает заряд, но меньший. Тем не менее под влиянием частично заряженного -углерода находящийся около него водород становится кислотным и под действием сильного основания В: может отщепиться в виде протона ().

Таким образом, для галогеналканов характерны два главных типа превращений: нуклеофильное замещение и элиминирование. Кроме того, галогеналканы дают магнийорганические соединения R-MgX, важные в синтетическом отношении.

11.1. Нуклеофильное замещение

Благодаря доступности галогеналканов и легкости, с которой они вступают в реакции, круг этих реакций очень широк. Наиболее важные из них приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1

Реакции нуклеофильного замещения

Нуклеофил Nu	Продукт реакции R-Nu
НО– или Н2О	Спирт ROH
R1O или R1OH	Простой эфир ROR1
NC	Нитрил карбоновой кислоты R-CN
NO2	Нитросоединение R- NO2 и/или R-ONO
NH2–	Амин R-NH2
NH3	Соль первичного амина RNH3+X
R1NH2, R1R2NH	Соль вторичного или третичного амина RR1NH2+X, RR1R2NH+ X
R1R2R3NH	Четвертичная аммониевая соль (ЧАС) RR1R2R3N+ X
R1CC	Алкины R1CC-R
R1C	R1C-R (реакция Вюрца)
J	Иодиды R-J
SH, R1–S, S–S	Тиолы RSH, сульфиды R1SR, дисульфиды RSSR

Метилгалогениды CH₃-X, первичные RCH₂-X, вторичные R₁R₂CH-X, третичные R₁R₂R₃С-X алкилгалогениды взаимодействуют с нуклеофильными реагентами по разным механизмам в зависимости от строения алкила.