Учебное пособие: Еноляты лития. Конденсации Клайзена и Дикмана

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)

(б)

Упр. 13. Напишите реакции получения ниже следующих соединений из подходящих альдегидов и кетонов.

(а) (б) (в)

Конденсации Клайзена и Дикмана

Под действием алкоголята натрия две молекулы этилацетата конденсируются в ацетоуксусный эфир:

(19)

этилацетат ацетоуксусный эфир

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:

 (М 3)

Механизм сложноэфирной конденсации Клайзена:

Сложноэфирная конденсация может происходить внутримолекулярно, такую конденсацию называют конденсацией Дикмана

 (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:

 (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:

 (22)

При конденсации этилацетата с ацетоном образуется ацетилацетон:

 (23)

Ацетилацетон

Упр. 15. Напишите реакции конденсации ацетона с (а) этилпропионатом и (б) этилбензоатом.

Упр. 16. Завершите реакцию

Реакции Перкина

Еще одной разновидностью кротоновой конденсации является конденсация ангидридов кислот с ароматическими альдегидами:

(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:

(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:

 (М 4)

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:

пирролидин пиперидин морфолин

 (26)

аминоспирт N-(1-циклогексенил) пирролидин

(ениамин)

Реакцию можно написать иначе:

Енамин резонансно стабилизирован:

Упр.21. Изобразите промежуточные аминоспирты и конечные енамины следующих реакций:

(а)  (б)

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:

иминиевая соль

(27)

2-ацетилциклогексанон

Алкилирование. Енамины легко реагируют по механизму S_N2 с первичными алкилгалогенидами, a-галогенокетонами и a-галогеноэфирами.

 (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.

(29)