Еноляты лития
Образование енолятов при действии оснований на альдегиды и кетоны является обратимой реакцией. При действии щелочи равновесие сильно сдвинуто влево:
(15)
более слабая более слабое более сильнное более сильная
кислота основание основание кислота
(рКа = 20) (рКа = 16)
При использовании более сильного основания, такого как диизопропиламид лития равновесие сдвигается вправо:
(16)
более слабая более слабое более сильнное Более сильная
кислота основание основание кислота
(рКа = 20) (рКа = 38)
Диизопропиламид лития (LDA) получают действием на раствор диизопропил-амина в эфире или в ТГФ алкиллитиевого соединения.
(17)
LDA
(18)
Поскольку отрицательный заряд в енолятах делокализован, они могут реагировать с электрофильными реагентами как по атому кислорода, так и по атому углерода:
Упр. 10. При взаимодействии енолята лития циклогексанона с бензилброми-дом образуются продукты как О-алкилирования так и С-алкилирования. Напишите эти реакции.
При образовании енолята несимметричного кетона возможно образование двух продуктов: термодинамически контролируемого продукта (наиболее разветвленного) и кинетически контролируемого продукта (наименее разветвленного). При использовании в качестве основания диизопропиламида лития образуется кинетически контролируемый продукт, а при использовании щелочи – термодинамически контролируемый продукт. Литийеноляты широко используются в перекрестных альдольных реакциях.
Упр. 11. Напишите реакции 2-метилциклогексанона сначала с диизопропил-амидом лития, а затем (а) с метилйодидом и (б) бензилхлоридом (С-алкилирова-ние).
Упр. 12. Напишите реакции альдольного присоединения метилэтилкетона к ацетальдегиду с использование в качестве катализатора (а) диизопропиламида лития и (б) гидроксида натрия.
Ответ:
(а)
$IMAGE8$
$IMAGE9$(б)
Упр. 13. Напишите реакции получения ниже следующих соединений из подходящих альдегидов и кетонов.
| | | | | |
| $IMAGE10$ |
| | $IMAGE11$ |
| | $IMAGE12$ |
|
|
(а) (б) (в)
Конденсации Клайзена и Дикмана
Под действием алкоголята натрия две молекулы этилацетата конденсируются в ацетоуксусный эфир:
$IMAGE13$(19)
этилацетат ацетоуксусный эфир
$IMAGE14$Ацетоуксусный эфир является более сильной кислотой, чем этанол. При его подкислении выделяется ацетоуксусный эфир
Аналогичная сложноэфирная конденсация проходит и с другими эфирами. Она получила название конденсация Клайзена. В этой конденсации принимает участие лишь a-атом водорода:
$IMAGE17$ (М 3)
Механизм сложноэфирной конденсации Клайзена:
$IMAGE18$
$IMAGE19$
Сложноэфирная конденсация может происходить внутримолекулярно, такую конденсацию называют конденсацией Дикмана
$IMAGE20$ (20)
этиладипат этил-2-оксоциклопентанкарбонат
В конденсации Клайзена могут участвовать эфиры различных кислот, при этом желательно, чтобы один из эфиров не содержал a-атомов водорода:
$IMAGE21$ (21)
Бензоилуксусный эфир
Упр. 14. Напишите реакции сложноэфирной конденсации между (а) диэтилоксалатом (ацилирующий эфир) и этилацетатомом (ацилируемый эфир), (б) этилформиатом и этилацетатом.
Сложные эфиры могут выступать в роли ацилирующих эфиров и по отношению к кетонам, но не альдегидам. Для этого на кетон сначала действуют или алкоголятом натрия или амидом натрия, а затем прибавляют сложный эфир, например:
$IMAGE22$ (22)
При конденсации этилацетата с ацетоном образуется ацетилацетон:
$IMAGE23$ (23)
Ацетилацетон
Упр. 15. Напишите реакции конденсации ацетона с (а) этилпропионатом и (б) этилбензоатом.
$IMAGE24$ $IMAGE25$Упр. 16. Завершите реакцию
Реакции Перкина
Еще одной разновидностью кротоновой конденсации является конденсация ангидридов кислот с ароматическими альдегидами:
$IMAGE26$
(24)
Бензальдегид уксусный ангидрид коричная кислота
Упр. 17. Напишите схему реакции п-толуилового альдегида с: (а) уксусным ангидридом в присутствии ацетата натрия (реакция Перкина), (б) анилином,
(в) фенолом (2 моля).
Упр. 18. Напишите реакцию бензальдегида с пропионовым ангидридом в присутствии пропионата натрия и опишите ее механизм.
Реакция Манниха
Гидроксильные группы, возникающие при альдольном присоединении, легко замещаются на другие группы, в частности, на аминогруппу. Такого рода реакцию называют реакцией аминометилирования (реакция Манниха). Конечные продукты реакции Манниха называют основаниями Манниха, например:
$IMAGE27$
(25)
ацетофенон диметиламин основание Манниха
Реакция Манниха в зависимости от использованных реагентов и условий проведения может проходить по различным механизмам. В кислой среде она проходит в два этапа:
$IMAGE28$ (М 4)
$IMAGE29$
$IMAGE30$
Упр. 19. Напишите реакции Манниха между следующими реагентами:
(а) ацетон, формальдегид, диэтиламин; (б) циклогексанон, формальдегид, диметиламин; (в) ацетофенон, формальдегид, пирролидин; 4-метилфенол, формальдегид, диметиламин.
Енамины
Альдегиды и кетоны, реагируя с вторичными аминами, образуют енамины. Реакция проводится в присутствии следов кислоты и в условиях отделения воды. В качестве вторичных аминов обычно используются циклические амины:
| | | | | |
| | $IMAGE31$ |
| | $IMAGE32$ |
| $IMAGE33$ |
пирролидин пиперидин морфолин
$IMAGE34$ (26)
аминоспирт N-(1-циклогексенил) пирролидин
(ениамин)
Реакцию можно написать иначе:
$IMAGE35$
Енамин резонансно стабилизирован:
$IMAGE36$
Упр.21. Изобразите промежуточные аминоспирты и конечные енамины следующих реакций:
(а) $IMAGE37$ (б) $IMAGE38$
Енамины являются нуклеофилами с двумя реакционными центрами и могут быть атакованы электрофильными реагентами как по атому азота так и по двойной связи.
Ацилирование. Ацилирование обычно проходит по двойной связи:
$IMAGE39$
иминиевая соль
$IMAGE40$(27)
2-ацетилциклогексанон
Алкилирование. Енамины легко реагируют по механизму SN2 с первичными алкилгалогенидами, a-галогенокетонами и a-галогеноэфирами.
$IMAGE41$
$IMAGE42$ (28)
алпилциклогексан
При действии на енамины алкилгалогенидов образуется значительное количество продуктов N-алкилирования, но при нагревании они изомеризуются в продукты С-алкилирования. Особенно легко это происходит с аллил и бензилгалогенидами и с эфирами галогенуксусной кислоты.
$IMAGE43$(29)