Замена атома галогена на - СN и - SO3Na
Страница 1

Замена галогена на СN-группу является относительно простым способом удлинения углеродной цепи. Этот способ, однако, неприменим для пространственно затрудненных субстратов. Первичные галогениды, а также бензил- и аллилгалогениды дают хорошие выходы нитрилов. В случае вторичных алкилгалогенидов выходы средние. С третичными галогенидами реакция не идет, так как в этих условиях проходит реакция не замещения, а элиминирования, Для проведения синтеза пригодны многие растворители, но наилучшие результаты достигаются в диметилсульфоксиде (ДМСО).[6]

Реакционная способность алкилгалогенидов увеличивается в ряду CI< Вr <I , что позволяет проводить реакцию избирательно:

(52)

Поскольку цианид-ион является амбидентнsм ионом, реакция может идти по двум направлениям — с образованием нитрилов и изонитрилов:

(53)

В случае первичных алифатических галогенидов и бензилгалогенидов в спиртах и водно-спиртовых смесях нежелательная примесь изонитрилов не образуется или образуется в очень малых количествах (легко обнаруживается по крайне неприятному запаху).

В случае ароматических галогензамещенных реакцию следует вести в апротонных растворителях. Галогенбезолы могут также превращаться в соответствующие фенилцианиды при нагревании до 200 °С с цианидом меди (1) в растворе пиридина:

(54)

Реакционноспособные алкилгалогениды переводят в нитрилы кипячением галогенида и цианида натрия в сухом ацетоне с добавлением небольшого количества (0,05 моля на 1 моль субстрата) иодида натрия. Для инетных галогенидов в качестве растворителя используют 70—90% спирт или триэтиленгликоль. Правильный выбор растворителя во многом определяет успех реакции. Так, например, алифатические нитрилы можно получать с высоким выходом в ДМСО или ДМФА. Наибольшие примеси изонитрила можно гидролизовать в кислой среде и таким образом отделить от основного продукта, так как нитрилы гидролизуются в значительно более жестких условиях.[17]

Нитрилы являются важными промежуточными продуктами в синтезе многих химико-фармацевтических препаратов, так как легко превращаются в амиды карбоновых кислот, карбоновые кислоты, амины:

(55)

Как сам бензилцианид, так и получающиеся из него фенилуксусная кислота и -фенилэтиламин широко используются в синтезе биологически активных соединений.

Из монохлоруксусной кислоты можно получить циануксусную кислоту (для синтеза теобромина, теофиллина, кофеина и др.) и используемую во многих синтезах малоновую кислоту:

(56)

Замещенные бензилцианиды также широко используются для синтеза лекарственных веществ:

(57)

При синтезе папаверина З,4-диметоксифенилацетонитрил получают так называемым цианметилированием вератрола. Реакция, вероятно, идет как минимум в две стадии: на первой стадии образуется 3,4-диметоксибензилхлорид, который под действием цианида натрия превращается в нитрил:

(58)

В ряду пятичленных гетероароматических соединений реакция идет в довольно жестких условиях:

(59)

Галоген в пиридиновом ядре достаточно подвижен, что может быть использовано, в частности, при синтезе никотиновой кислоты:

(60)

Замещение галогена на цианид-ион — это одна из первых реакций, в которых нашел применение межфазный катализ.

Установлено, что реакция нуклеофильного замещения происходит в органической фазе и эта бимолекулярная стадия определяет скорость всего процесса. Реакция идет быстрее с первичными, чем со вторичными алкилгалогенидами. В случае вторичных алкилгалогенидов с реакцией замещения конкурирует процесс элиминирования.[18]

Реакция с цианид-ионом в условиях МФК идет часто даже лучше, чем в диполярных апротонных растворителях. Например, из втор-хлороктана в условиях МФК образуется 85—90% продуктов замещения и 10—15% продуктов элиминирования, в то время как в гомогенной среде в диметилсульфоксиде образуется только 70% втор-цианооктана. Помимо четвертичных ониевых солей при цианировании в качестве катализаторов успешно применены краун-эфиры и криптаты.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Пирит
Пирит - минерал, дисульфид железа FeS2, самый распространенный в земной коре сульфид. Другие названия минерала и его разновидностей: кошачье золото, золото дурака, железный колчедан, марказит, брав ...

Иммобилизованные ферменты
...

Химическое действие света. Фотография
     Квантовым законам подчиняется поведение всех микрочастиц. Но впервые квантовые свойства материи были обнаружены при исследовании излучения и поглощения света.      Поглощается и излу ...