Cтраница 1
Проведение реакции Гофмана с арилалнфатическими аминами не связано с какими-либо особыми трудностями, если только ароматическое кольцо не содержит гидроксильной или замещенной гидроксиль-ной группы; в противном случае могут иметь место побочные реакции, в том числе и галоидирование ядра, которые снижают выход. [1]
Для проведения реакции Гофмана с амидами, содержа-щими фенольную или ароматическую эфирную группу, во многих случаях можно с успехом применять гшюхлорит натрия, с которым перегруппировка идет быстрее ( см. стр. [2]
При проведении реакции Гофмана с карбэтокси-производным р-амино-пеларгоновой кислоты образуется тот же 5-гексилглиоксалидон ( II), плавящийся при ИЗ-114 и не дающий никакого снижения температуры плавления в смеси с гексилглиоксалидоном, получаемым по реакции Гофмана из амида бензоиламинопеларгоновой кислоты. [3]
В предыдущих работах при проведении реакции Гофмана с амидами fj - ациламинокислот на примерах р-аминопеларгоновой кислоты [1], ( 3-фенил-р - аланина [2] и р-пиперонил-р-аланина [3] было показано различное поведение р-аминокислот, содержащих ароматический и алифатический радикалы. Хотя на первом этапе реакции как в том, так и в другом случае образуются одни и те же продукты внутримолекулярной перегруппировки изоцианово го эфира, соответствующие 5-алкил - ( или арил) - Г - ацилглиоксалидоны, однако следующая стадия - гидролиз ацильной группы и образование 5-алкил - ( или арил) - глиоксалидона - идет значительно быстрее в случае аминокислот с ароматическим радикалом. [4]
В нижеследующих таблицах собраны примеры проведения реакции Гофмана, опубликованные до сентября 1942 г. Амиды расположены по их эмпирическим формулам в порядке возрастания числа углеродных атомов. Внутри группы с одинаковым числом атомов углерода сперва помещены ( в порядке возрастания числа атомов водорода) амиды, содержащие один атом кислорода и один атом азота, затем амиды, содержащие два или больше атомов кислорода и один атом азота ( в том же порядке), затем амиды, содержащие один атом кислорода и два атома азота, и так далее. В конце помещены амиды, содержащие наряду с углеродом, водородом, кислородом и азотом также и другие элементы. Исключением являются N-бромамиды, полученные сначала в чистом виде, а потом подвергнутые перегруппировке путем обработки водной или спиртовой щелочью. Они помещены в скобках вслед за исходными амидами. Во втором столбце таблицы помещено наименование амида, в третьем указан примененный реагент. Если нет никаких других указаний, значит в качестве растворителя применялась вода и в реакционной смеси присутствовало требуемое количество гидрата окиси соответствующего щелочного металла. В случае N-бромамидов в столбце указан гидрат окиси или алкого-лят, примененный для проведения перегруппировки, причем в случае гидратов окисей растворителем служила вода, а в случае алкоголятов - соответствующий спирт. [5]
Сделанное предположение было экспериментально подтверждено проведением реакции Гофмана с, фенилглиоксалидоном, фенилгидантои-ном и бензоилмочевиной. Во всех случаях было получено одно и то же вещество, а именно, 5-фенил - 1 3 4-оксадиазолон. [6]
Хотя для проведения реакции Гофмана чаще всего применяли щелочные растворы гипобромита ( главным образом потому, что бром можно легко взвешивать или отмерять объемным путем), однако гипохлорит натрия обладает некоторыми преимуществами. [7]
Сообщается также, что явно лучшие результаты были получены при применении гипохлорита для превращения амида о-бензилбензой-ной кислоты в о-бензиланилин. Полунормальный раствор гипохлорита натрия, пригодный для проведения реакции Гофмана, можно приготовить, прибавляя из капельной воронки 210 z концентрированной соляной кислоты ( уд. [8]
Классический способ лревращения сложных эфиров в амины по Курциусу через гидразид, азид и уретан с выделением всех промежуточных соединений является довольно кропотливым, и при этом выходы снижаются из-за механических потерь, связанных с проведением отдельных стадий. Хотя при наличии опыта эти стадии могут быть сокращены, все же проведение реакции Курциуса через гидр-азиды является более трудоемким процессом, чем проведение реакции Гофмана и Шмидта, Видоизменение реакции Курциуса с получением азида из хлорангидрида кислоты и азида натрия и дальнейшим превращением в амин требует примерно столько же времени, сколько и реакция Гофмана, но при этом приходится еще получать хлорангидрид кислоты. Провести реакцию Курциуса в одну стадию, как реакцию Шмидта, невозможно. При проведении реакции Гофмана через амид, N-галоидамид и уретан количество стадий почти так же велико, как при классической реакции Курциуса, но эти стадии почти всегда можно свести в одну операцию, в то время как обычный способ проведения реакции Курциуса, исходя из гидразида, требует двух операций. Выигрыш времени при использовании реакции Шмидта получается главным образом за счет того, что для нее может быть непосредственно использована свободная карбоновая кислота. В том случае, когда доступным исходным веществом является сложный эфир или амид, это преимущество в значительной степени отпадает; хотя реакцию Шмидта можно проводить и с этими производными, результаты не всегда оказываются удовлетворительными, и - обычно для успешного применения реакции Шмидта приходится предварительно омыяять сложные эфиры или амиды до свободных кислот. [9]
В качестве побочных продуктов реакции с обоими изомерами были выделены высокоплавкие нейтральные вещества, по анализу соответствующие алкиларилмочевинам. При проведении реакции Гофмана с амидами карбалкокси-произ Водных изомеров AI и А2 были получены: 5 - ( 1 -этил-пентил) - 1-карбалкоксиглиоксалидон, 5 - ( Г - этилпентил) - глиоксалидон, 5 - ( 1 -этилпентил) - гидантоин и а-этилкапроновая кислота. [10]
К - Зворыкиной можно было предположить, что и здесь расщепление идет через фенилгидантоин. Однако все попытки выделить фенилгидантоин из реакционной массы оказались безуспешными, и можно было предположить, что это вещество крайне неустойчиво в условиях проведения реакции Гофмана и подвергается дальнейшему расщеплению. [11]
Реакции Курциуса и Шмидта можно проводить с реагентами и растворителями, совершенно не содержащими гидроксильных групп; в случае реакции Шмидта для этой цели в качестве катализатора пользуются хлорным оловом вместо обычно применяющейся серной кислоты. Все три реакции необходимо еести при полном отсутствии влаги, но только при реакциях Курциуса и Гофмана можно применять в качестве растворителя абсолютный спирт. Так как реакция Курциуса успешно протекает в среде от нейтральной до сильно кислой, то, пользуясь ею, можно расщеплять соединения, не подвергая их действию крепких кислот или щелочей. При проведении реакции Гофмана трудно избежать некоторого соприкосновения с крепкой щелочью, а при реакции Шмидта все пригодные катализаторы являются сильными кислотами ( в том смысле, в каком этот термин понимается по теории Лыоиса) и действуют каталитически в отношении многих других реакций. [12]
Классический способ лревращения сложных эфиров в амины по Курциусу через гидразид, азид и уретан с выделением всех промежуточных соединений является довольно кропотливым, и при этом выходы снижаются из-за механических потерь, связанных с проведением отдельных стадий. Хотя при наличии опыта эти стадии могут быть сокращены, все же проведение реакции Курциуса через гидр-азиды является более трудоемким процессом, чем проведение реакции Гофмана и Шмидта, Видоизменение реакции Курциуса с получением азида из хлорангидрида кислоты и азида натрия и дальнейшим превращением в амин требует примерно столько же времени, сколько и реакция Гофмана, но при этом приходится еще получать хлорангидрид кислоты. Провести реакцию Курциуса в одну стадию, как реакцию Шмидта, невозможно. При проведении реакции Гофмана через амид, N-галоидамид и уретан количество стадий почти так же велико, как при классической реакции Курциуса, но эти стадии почти всегда можно свести в одну операцию, в то время как обычный способ проведения реакции Курциуса, исходя из гидразида, требует двух операций. Выигрыш времени при использовании реакции Шмидта получается главным образом за счет того, что для нее может быть непосредственно использована свободная карбоновая кислота. В том случае, когда доступным исходным веществом является сложный эфир или амид, это преимущество в значительной степени отпадает; хотя реакцию Шмидта можно проводить и с этими производными, результаты не всегда оказываются удовлетворительными, и - обычно для успешного применения реакции Шмидта приходится предварительно омыяять сложные эфиры или амиды до свободных кислот. [13]