Cтраница 2
Рассмотрим один из наиболее интересных, но и спорных подходов к решению данного вопроса. Измерение относительной стабильности карбокатионов в газовой фазе и суперкислых средах ( см. 9.7.2) позволяет сделать вывод, что ионизация третичных субстратов должна протекать со скоростью в 109 - 1012 раз более высокой, чем ионизация вторичных соединений. Оказалось, что к этому результату наиболее близки экспериментальные данные по сольволизу 2-адамантил - и 2-метил - 2-адамантилбромидов: как в уксусной кислоте, так и в водном этаноле скорость сольволиза третичного субстрата была в 10 раза выше скорости сольволиза вторичного соединения. [16]
Еноляты натрия этих сложных эфиров можно алкилировать первичными галогенидами, если только данный галогенид не имеет очень сильных пространственных затруднений. Вторичные субстраты также можно использовать, однако выходы при этом невысокие из-за конкурирующих реакций отщепления и 0-алкилирования двойственно реакционноспособных ионов. Третичные субстраты к С-алкилированию не приводят. [17]
Алкилгалогениды гидролизуются до спиртов. Обычно для этой цели используется гидроксид-ион, за исключением особо активных субстратов, таких, как соединения аллильного или бензильного типов, которые могут быть гидролизованы водой. В отличие от большинства реакций нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода эту реакцию можно проводить и с третичными субстратами; при этом не происходит существенного образования побочных продуктов в результате реакций элиминирования. В синтетических целях эта реакция используется редко, так как сами алкилгалогениды обычно получают из спиртов. [18]
Таким образом, на основании вышеизложенного можно сделать вывод, что первичные и вторичные субстраты обычно реагируют по механизму 5к2, а третичные - по SN. Однако третичные субстраты редко вступают в реакции нуклеофиль-ного замещения вообще. В качестве побочной реакции при нук-леофильном замещении всегда возможно элиминирование ( когда в р-положении имеется водород), а в случае третичных субстратов оно обычно преобладает. За редкими исключениями нуклеофильное замещение у третичного атома углерода не может дать хороших препаративных результатов. [19]
Рассмотрим одни нз наиболее интересных, но и спорных подходов к решению данного вопроса. Измерение относительной стабильности карбокатионов в газовой фазе и суперкислых средах ( см. 9.7.2) позволяет сделать вывод, что ионизация третичных субстратов должна протекать со скоростью в 109 - 1012 раз более высокой, чем ионизация вторичных соединений. Оказалось, что к этому результату наиболее близки экспериментальные данные по сольволизу 2-адамантил - и 2-метил - 2-адамантилбромидов: как в уксусной кислоте, так и в водном этаноле скорость сольволиза третичного субстрата была в 108 раза выше скорости сольволиза вторичного соединения. [20]
Рассмотрим один из наиболее интересных, но и спорных подходов к решению данного вопроса. Измерение относительной стабильности карбокатионов в газовой фазе и суперкислых средах ( см. 9.7.2) позволяет сделать вывод, что ионизация третичных субстратов должна протекать со скоростью в 109 - 1012 раз более высокой, чем ионизация вторичных соединений. Оказалось, что к этому результату наиболее близки экспериментальные данные по сольволизу 2-адамантил - и 2-метил - 2-адамантилбромидов: как в уксусной кислоте, так и в водном этаноле скорость сольволиза третичного субстрата была в 10 раза выше скорости сольволиза вторичного соединения. [21]
Амиды представляют собой очень слабые основания, слишком слабые, чтобы атаковать алкилгалогениды, поэтому вначале их необходимо превратить в сопряженные основания. В качестве субстратов используют также эфиры серной или сульфокислот. В случае третичных субстратов идет элиминирование. [22]
Замещение ионом цианида представляет собой один из методов удлинения углеродных цепей на одну единицу с сохранением функциональной группы на конце данной цепи. Подходящими субстратами в таких синтезах могут быть первичные галогениды и сульфонаты. Вторичные соединения дают низкие выходы продуктов замещения, а третичные субстраты при обработке цианидами металлов претерпевают лишь реакции отщепления. Полярные растворители типа этанола, ацетона, диметил-формамида, ацетоиитрила и нитрометана используют для растворения ионных реагентов. [23]
Замещение ионом цианида представляет собой один из методов удлинения углеродных цепей на одну единицу с сохранением функциональной группы на конце данной цепи. Подходящими субстратами в таких синтезах могут быть первичные галогениды и сульфонаты. Вторичные соединения дают низкие выходы продуктов замещения, а третичные субстраты при обработке цианидами металлов претерпевают лишь реакции отщепления. Полярные растворители типа этанола, ацетона, диметил-формамида, ацетонитрила и нитрометана используют для растворения ионных реагентов. [24]
Во-вторых, работами последних лет доказано, что сольволиз третичных производных осуществляется без нуклеофильного содействия растворителя. Если при добавлении азид-иона, который является очень сильным нуклеофи-лом, не происходит увеличения скорости реакции ( с учетом поправки на увеличение ионной силы раствора и, следовательно, на солевой эффект), это свидетельствует о том, что азид-ион не принимает участия в скоростьопределяющей стадии процесса. Так как нуклеофильность растворителя существенно ниже, то в этом случае и растворитель не может участвовать как нуклеофильный реагент в скоростьопределяющей стадии. С использованием этого критерия Шлейером было показано, что нуклеофильное содействие при сольволизе третичных субстратов отсутствует. [25]
Во-вторых, работами последних лет юказано, что сользодил третичных производных осуществляется без нуклеофидыгого содействия растворителя. Если при добавлении азид-иона, который является очень сильным нуклеофи-лом, не происходит увеличения скорости реакции, это свидетельствует о том, что азид-нон не принимает участия в скоростьопрс-дедяющей стадии процесса. Так как нуклеофильность растворителей существенно ниже, то в этом случае и растворитель не может участвовать как - нуклеофнльный реагент в скоростьопре-деляющей стадии. С использованием этого критерия Шлейером было показано, что нуклеофилыюе содействие при сольводизе третичных субстратов отсутствует. [26]
При применении нитрит-аниона в качестве нуклеофила могут получиться два продукта, поскольку образовать связь с субстратом может как кислород, так и азот. Анионы, способные реагировать двумя разными центрами, носят название двойственно реакционноспособных ионов. Нуклеофиль-ная атака нитритом серебра первичных галогенидов приводит к образованию нитроалкана с выходом 50 % или более и меньшего количества алкилнитрита. Вторичные галогениды обычно дают больший выход эфира азотистой кислоты, чем нитроалкана, а третичные субстраты приводят почти исключительно к 0-алкилированию и отщеплению. Двойственная реакционная способность - вопрос чрезвычайно сложный; нитрит серебра приводит к соотношению продуктов, сильно отличающемуся от соотношения, получаемого в случае нитритов щелочных металлов. При этом отмечено также резкое влияние растворителя на соотношение продуктов. [27]
При применении нитрит-аниона в качестве нуклеофила могут получиться два продукта, поскольку образовать связь с субстратом может как кислород, так и азот. Анионы, способные реагировать двумя разными центрами, носят название двойственно реакционпоспособных ионов. Нуклеофиль-ная атака нитритом серебра первичных галогенидов приводит к образованию нитроалкана с выходом 50 % или более и меньшего количества алкилнитрита. Вторичные галогениды обычно дают больший выход эфира азотистой кислоты, чем нитроалкана, а третичные субстраты приводят почти исключительно к 0-алкилированию и отщеплению. Двойственная реакционная способность - вопрос чрезвычайно сложный; нитрит серебра приводит к соотношению продуктов, сильно отличающемуся от соотношения, получаемого в случае нитритов щелочных металлов. При этом отмечено также резкое влияние растворителя на соотношение продуктов. [28]