/
Автор: Хейнс А.
Теги: органическая химия химия органические соединения
ISBN: 5-03-000149-2
Год: 1988
Текст
METHODS
FOR THE OXIDATION
OF ORGANIC
COMPOUNDS
Alkanes, Alkenes,
Alkynes, and Arenes
Alan H. Haines
School of Chemical Sciences
University of East Anglia
Norwich, England
academic press
(Harcourt Brace Jovanovich, Publishers)
London Orlando San Diego New York
Toronto Montreal Sydney Tokyo
A. Хейнс
МЕТОДЫ
ОКИСЛЕНИЯ
ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Алканы, алкены,
алкины и арены
Перевод с английского
канд. хим. наук Д. И. Махонькова
под редакцией
чл.-корр. АН СССР И. П. Белецкой
-Москва «Мир» 1988
METHODS
FOR THE OXIDATION
OF ORGANIC
COMPOUNDS
Alkanes, Alkenes,
Alkynes, and Arenes
Alan H. Haines
School of Chemical Sciences
University of East Anglia
Norwich, England
academic press
(Harcourt Brace Jovanovich, Publishers)
London Orlando San Diego New York
Toronto Montreal Sydney Tokyo
A. Хейнс
МЕТОДЫ
ОКИСЛЕНИЯ
ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Алканы, алкены,
алкины и арены
Перевод с английского
канд. хим. наук Д. И. Махонькова
под редакцией
чл.-корр. АН СССР И. П. Белецкой
-Москва «Мир» 1988
ББК 24.2
Х35
УДК 547
Хейнс А.
Х35 Методы окисления органических соединений: Алканы,
алкены, алкины и арены: Пер. с англ. — М.: Мир, 1988.—
400 с., ил.
ISBN 5-03 000149-2
Книга, написанная английским химиком А. ХеЙисом, представляет собой од-
ну из первых книг новой серии «Лучшие синтетические методы» и посвящена
одной из наиболее распространенных областей органического синтеза — окисли-
тельным превращениям углеводородов как способу синтеза представителей самых
разнообразных классов органических соединений. Обширный материал, иллюстри-
рующий применение описываемых окислителей в синтезе конкретных соединений,
сгруппирован в виде таблиц в приложении к основному обсуждению.
Для хнмиков-оргапиков научных работников, преподавателей и студентов
химических вузов.
X
1603000000-298
041(01)-88
87-88, ч. 1
ББК 24.2
Редакция литературы по химии
ISBN 5 03-000149-2
ISBN 0-12-315501-0
(РУсск.)
(англ.)
© 1985 by Academic Press Inc. (London)
Ltd.
© перевод на русский язык, <Мнр»,
1988
Предисловие редактора русского перевода
Предлагаемая вниманию читателей книга — вторая в новой се-
рии «Лучшие синтетические методы», выпуск которой начат
издательством Academic Press под редакцией известных ученых
А. Р. Катрицкого, О. Мет-Кона и С. В. Риса.
Идея создания этой серии вызывает благодарное чувство
химиков-органиков и чрезвычайно соответствует потребностям
сегодняшнего дня. Любой современный синтез, особенно слож-
ных органических соединений, требует выбора не только пра-
вильной стратегии, но и применения на каждой стадии наиболее
целесообразного метода. Сам же метод включает как примене-
ние определенных реагентов, так и использование конкретной
методики проведения той или иной реакции. При этом одно-
временно, кроме знания органической химии, требуется то, что
называется химической интуицией. Все это вместе составляет
искусство органического синтеза и не умирает, как нам кажется,
к радости и гордости химиков-органиков с развитием органи-
ческой химии.
В современной органической химии количество синтетиче-
ских методов, реагентов, методик и приемов растет с неверо-
ятной быстротой. Это особенно относится к реакциям окисления.^
Окисление— одно из наиболее важных и распространенных
превращений органических соединений. Поэтому естественно,
что окислительным процессам и реагентам посвящено множе-
ство обзоров и монографий. Однако данная книга существенно
отличается от ранее написанных книг по окислению. Обычно,
касаясь проблемы окисления, авторы рассматривакхг образова-
ние кислородсодержащих продуктов. Если же окислителями
служат соединения, отличные от кислорода, то классификация
проводится по типам окислителей (одно- и двухэлектронные)
или просто в зависимости от их природы. Далее материал рас-
полагается по типам соединений, к которым эти окислители
были применены. Естественно, что такими изданиями удобно
пользоваться, если надо узнать все о данном окислителе, об-
ласти его применения, механизме его действия. Примером мо-
жет служить прекрасная книга: Organic Syntheses by Oxidation
with Metal Compounds, Mijs M. J., Jonge C. R. H. I, eds., Plenum
6
Предисловие редактора русского перевода
Press, New York, London, 1986. Однако если требуется получить
определенное соединение или класс соединений с использова-
нием окислительного процесса, то подобное издание может слу-
жить справочником в ограниченной степени.
Настоящее издание является первым томом, посвященным
методам окисления органических соединений, в который вошли
данные по окислению углеводородов. Однако окисление рас-
сматривается автором в широком смысле и включает галоге-
нирование, ароматизацию и другие подобные окислительные
превращения. В связи с этим автор рассматривает иерархию
окислительных состояний органических соединении.
Окисление алканов и циклоалканов включает получение ал-
кенов, ароматизацию циклических систем и получение различ-
ных кислородсодержащих продуктов: спиртов, гидропероксидов,
пероксидов, сложных эфиров, альдегидов, кетонов, карбоновых
кислот. При окислении алкенов могут образоваться 1,2-диолы,
оксираны, альдегиды, кетоны, кислоты, причем некоторые из
этих превращений сопровождаются перегруппировками. При
окислении внутренних ацетиленов получаются 1,2-дикарбониль-
ные соединения, а при более глубоком окислении — карбоновые
кислоты; для терминальных ацетиленов наблюдается окисли-
тельное сдваивание. Широкая область, связанная с окислением
ароматических соединений, представлена образованием фенолов
и хинонов, окислительным расщеплением аренов и сдваиванием
фенолов. К сожалению, эта часть не содержит таких важных
в практическом отношении реакций, как окисление алкиларо-
матических соединений, катализируемое солями марганца, ко-
бальта и других металлов переменной валентности.
Для каждого из указанных типов превращений приведены
взятые из оригинальной литературы конкретные методики, ко-
торые автор считает лучшими для иллюстрации применения
данного окислителя или для осуществления определенного пре-
вращения. Эти конкретные методики, содержащие все детали
процедуры, обычно имеют значительно более широкое приме-
нение, чем синтез только данного соединения. В том случае,
когда для определенного типа превращения известно много ме-
тодов, например, для окисления алканов в спирты, автор выби-
рает лишь общие методы и методы, приводящие к продукту
с наибольшим выходом и селективностью. Однако помимо этого
рассматриваются также методы, представляющие специальную
синтетическую ценность
Реагенты и методики, рассмотренные в данной монографии,
показывают, насколько многообразен арсенал современных ре-
акций окисления, какое разнообразие неорганических и органи-
ческих окислителей использует химик-органик в лабораторной
практике.
Предисловие редактора русского перевода
7
Почти половицу книги занимают таблицы, в которых собран
большой экспериментальный материал, даны многочисленные
примеры использования обсужденных в тексте методик. Эти
таблицы, так же как в серии Organic Syntheses, являются не
менее ценной частью книги, чем приведенные методики.
В русском переводе библиография книги дополнена ссыл-
ками на работы, появившиеся после издания книги, а также
ссылками на работы советских ученых. Следует сказать, что
работы советских химиков редко бывают направлены на созда-
ние лабораторных методов окисления, хотя заслуги отечествен-
ной школы химиков в области изучения процессов окисления
и создания некоторых промышленно важных процессов хорошо
известны во всем мире*.
Несомненно, что эта книга, как возможно, и другие книги
этой серии должны стать настольными в любой лаборатории ор-
ганического синтеза.
И. Белецкая
* См., например, Эмануэль Н. М., Зайков Г. Е., Майзус 3. К- Роль среды
в радикально-цепных реакциях окисления органических соединений. — М.: Нау-
ка, 1973.
Предисловие редакторов английского издания
В наши дни арсенал синтетических методов и реагентов, до-
ступных химику-органику, настолько широк, что способен под-
час привести в замешательство. У многих химиков есть свои
излюбленные (старые и новые) методы для осуществления
стандартных химических превращений, причем набор таких ме-
тодов, применяемый в одной лаборатории, может сильно отли-
чаться от используемого в другой. В то же время существует
некий «энергетический барьер», связанный с использованием
новых и не столь известных методов, позволяющих провести
какую-то стадию синтеза с меньшими трудностями и с большим
выходом. Кроме того, изобилие возможностей порождает про-
блему поиска информации: как выбрать наилучшую из альтер-
натив и каковы их реальные преимущества и ограничения?
Где найти сведения о точных экспериментальных подробностях,
так часто само собой разумеющихся для узких специалистов?
Вот почему существует постоянная потребность в руководствах
по синтетическим методам, в особенности в таких, как Organic
Syntheses*, Organic Reactions** и Reagents for Organic Syn-
theses***, которые можно найти в большинстве химических ла-
бораторий. По нашему мнению, созрела настоятельная необхо-
димость создания единой серии книг, каждая из которых
освещала бы в сжатой форме практические вопросы, связанные
с определенной темой. Иначе говоря, существует необходимость
в таких книгах, которые состояли бы из критически осмыслен-
ных подробных методик, отражающих практические тонкости,
содержали бы конкретные примеры и давали бы, таким обра-
зом, информацию, необходимую для того, чтобы облегчить наше
* Часть томов этой серии переведена па русский язык: Синтезы органиче-
ских препаратов. Сб. 1—12. Пер. с аигл. — М.: ИЛ, 1949—1964. — Прим,
перев.
** Часть томов этой серии переведена на русский язык: Органические реак-
ции. Сб. 1—10. Пер. с англ./Под ред. Р. Адамса.—М.: ИЛ, 1948—1963;
Сб. 11—14. Пер. с англ./Под ред. А. Коупа. — М.: Мир, 1965—1967. — Прим,
перев.
*** Есть русский перевод: Физер Л., Физер М. Реагенты для органического
синтеза. В 7-ми томах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1970—1977. — Прим, перев.
Предисловие редакторов английского издания 9
знакомство с неизвестной тематикой Такие книги, очевидно,
окажут большую помощь как любознательным студентам, так
и профессиональным химикам-органикам.
Нам чрезвычайно повезло с авторами — опытными и искус-
ными химиками-органиками, которые, согласившись с нашими
установками, написали первые тома в серии «Лучшие синтети-
ческие методы». Мы будем признательны читателям за коммен-
тарии и рекомендации для последующих томов.
А. Р. Катрицкий
О. Мет-Кон
С. У. Рис
Посвящается Кэрол, Нилу и Марку.
Памяти Остина и Энни
Предисловие
Уже в процессе сбора информации при подготовке материалов
по окислению для серии «Лучшие синтетические методы» мне
стало ясно, что вследствие того, что’' набор синтетических ме-
тодов, используемых химиками-органиками, чрезвычайно широк,,
необходимо распределить весь фактический материал между
двумя томами для того, чтобы книга имела объем, удобный
для использования ее в лаборатории. В данном первом томе
рассматриваются методы окисления углеводородов: алканов
(включая алкильные группы и углеводородные фрагменты), ал-
кенов, алкинов и аренов. Во втором томе будет рассмотрено
окисление спиртов и родственных соединений, таких, как алкил-
галогениды, алкилсульфонаты и простые эфиры, окисление аль-
дегидов и кетонов и окисление 1,2-днолов и родственных соеди-
нений. Кроме того, будет рассмотрена селективность при окис-
лении полифункциональных соединений. Ни в одном из томов
не сделано попыток охватить процессы окисления у гетероато-
мов, таких, как сера или азот, за исключением тех случаев,
когда такой процесс является частью процесса уже описанного
типа.
Большинство рассмотренных окислительных методов иллю-
стрированы подробными экспериментальными методиками, взя-
тыми из литературы. Оригинальные методики отредактированы
и переписаны так, чтобы обеспечить единство стиля. Хотя в
каждом случае автор постарался включить в описание всю
имеющуюся информацию, иногда может возникнуть необходи-
мость проконсультироваться с первоисточником.
Часть примеров каждого типа окисления сведена в таблицы,
так как число подробно изложенных экспериментальных мето-
дик, естественно, ограничено объемом книги. Эти таблицы, про-
нумерованные в соответствии с нумерацией глав и разделов,
объединены в приложении в конце книги. Почти каждому при-
меру из таблиц, кратко суммирующему эксперимент, соответ-
ствует хорошая детализированная методика, приведенная в ори-
гинальной работе.
Предисловие
11
Я признателен проф. А. Мак-Киллопу за ценные замечания
и критическое прочтение всей рукописи.
Написание любой книги предъявляет большие требования
к семье автора. Я могу только выразить мою искреннюю бла-
годарность моей жене Кэрол за поддержку, которую она ока-
зала мне в моем труде, поблагодарить ее за прекрасную работу
по перепечатке рукописи и просить прощения у моих детей,
Нила и Марка, за то, что не уделял им достаточно времени
в период работы над книгой
А. Хейнс
ВВЕДЕНИЕ. ОРГАНИЗАЦИЯ МАТЕРИАЛА
Составление сборника, посвященного методам контролируемого
окисления органических соединений,— задача устрашающая.
Число окислителей, применяемых в органической химии, чрез-
вычайно велико, и для одного типа превращения часто исполь-
зуются разные реагенты, хотя и в различных условиях и с раз-
ной селективностью. При создании общего лабораторного руко-
водства по окислению органических соединений особенно
важными и трудными задачами являются выбор и организация
материала. И то и другое существенно для того, чтобы при-
вести в порядок огромное количество доступных данных и га-
рантировать удобство быстрого поиска наиболее подходящей
методики для достижения конкретных целей, необходимых чи-
тателю в данный момент.
Во многих из ранее изданных книг и обзоров по окислению
окислители систематизировались по их типам, однако ясно, что
для того, чтобы удовлетворить требованиям, предъявляемым
к книгам этой серии, необходима организация материала, осно-
ванная в первую очередь на химических превращениях. В соот-
ветствии с этим в данной книге в каждой главе рассматрива-
ются различные классы субстратов, а в разделах, составляющих
главу,— образование определенных типов соединений или изме-
нение групп в этих субстратах. В свою очередь эти разделы
подразделяются по типам реагентов или типам реакций, кото-
рые можно использовать для получения данного типа соедине
ния или группы. Сначала в таком подразделе дано общее, но
краткое введение, в котором обсуждаются методика или реагент,
их достоинства и недостатки, а также диапазон их применения;
типичные примеры, иллюстрирующие их синтетическое исполь-
зование, сведены в таблицы. Затем в подразделе приведена де-
тальная методика проведения данного типа окисления, если
такие данные доступны. Часто потенциально полезные методы
не имеют подробных экспериментальных описаний для препа-
ративных целей, в таких случаях примеры методик опущены.
Литературные ссылки приведены в конце каждого подраздела.
В органической химии не существует строгого определения
состояния окисления для органического соединения, хотя оче-
1. Введение. Организация материала
13
видно, что оно необходимо для того, чтобы определить, какая
же реакция представляет собой окислительный процесс. Кон-
цепции электронного переноса и окислительных чисел, которые
оказались так полезны в неорганической химии, значительно
труднее применить в органической химии*. В данной книге
в качестве основы для определения окислительных превраще-
ний использованы серии окисчительных состояний органических
соединений, приведенные в табл. 1.1, причем окисление класси-
Таблица 1.1. Простейшие функциональные группы, расположенные в порядке
увеличения их окислительного состояния
Увеличение окислительного состояния —
RH
-с=с— С=С RCO2H СО2
ROH RCOR rco2r ссц
RC1 RCH=NOH rconh2 и т п
rnh2 R2C—CRs RC = N
и т. п. 1 1 НО ОН R2C-CR2 1 I и т. п.
1 1 Cl Cl
и т. и.
фицируется как превращение одной функциональной группы
в другую, относящуюся к более высокой категории**. В общем
случае соединения, которые можно получить друг из друга до-
бавлением или удалением молекулы воды или ее эквивалента,
рассматриваются как имеющие одинаковое окислительное со-
стояние, хотя это и не всегда так. Например, при удалении
элементов воды из альдоксима образуется нитрил и происходит
изменение окислительного состояния от альдегида до кислоты.
В то же время при дегидратации амида в нитрил не изменяется
окислительное состояние функциональной группы***.
Замещение электроотрицательной группы у атома углерода
на другую электроотрицательную группу, например превраще-
* Отметим, что и одной нз ранних книг по окислению органических соеди-
нений [1] окислительные процессы все же классифицировались на основании
числа электронов, перенесенных на окислитель.
♦* Сходный принцип классификации окислительных превращений органи-
ческих соединений использован в кн.: Бюлер К., Пирсон Д. Органические син-
тезы В 2-х томах. Пер. с англ. — М : Мир, 1973. — Прим, перед.
*** В превращении оксима в нитрил число связей электроотрипательного
атома азота с атомом углерода функциональной группы увеличивается от двух
до трех, однако и в амиде, и в нитриле существует три связи атома углерода
с электроотрицательными атомами (с азотом и кислородом и с азотом соответ-
ственно) .
14 1. Введение. Организация материала
ние геминального дихлорида RCHC12 в геминальное диацетокси-
пронзводное RCH(OAc)2, не вызывает изменения общего окис-
лительного состояния атома углерода функциональной группы.
В то же время замещение атома водорода, связанного с угле-
родом, на заместитель, более электроотрицательный, чем водо-
род, приводит к окислению этого атома углерода. Так, замеще
ние водорода в алкане или арене на галоген или присоединение
галогена к арену являются несомненно окислительными про-
цессами, однако, как и в большинстве других книг и обзорных
статей по окислению, здесь реакции этих типов не рассматри-
ваются. Исключение составляют те случаи, когда они являются
частью общего окислительного процесса, как, например, в пре-
вращении алкильной группы в алкенильную через галогениро-
вание, за которым следует дегидрогалогенирование. Окисление
при гетероатоме в органическом субстрате также не обсужда-
ется, кроме тех случаев, когда оно составляет часть процесса,
приводящего к окислению при атоме углерода.
Ограниченный объем книги и общая направленность изданий
этой серии заставляют автора быть максимально придирчивым
в выборе материала и опустить описание механизмов многих
реакций*. Несмотря па это, можно надеяться, что включенные
в эту книгу методики будут полезными моделями, дающими
возможность представить взаимные отношения химических пре-
вращений, которые могут понадобиться органику-синтетику в его
повседневной работе.
I. Chinn L. J., Selection of Oxidants in Synthesis, Dekker, New York, 1971.
* Материал, приведенный в данной книге, удачно дополняют сведения,
содержащиеся в ставших классическими и относительно новых руководствах
по органическому синтезу: Organic Syntheses и Organic Reactions (см. приме-
чание переводчика на с. 8); Физер Л., Физер М. Реагенты для органического
синтеза. В 7-ми томах. Пер. с англ. — М : Мир, 1970—1977; Маки Р., Смит Д.
Путеводитель по органическому синтезу. Пер с англ. — М.: Мир, 1985; Орга-
ннкум. В 2-х томах. Пер. с нем. — М.: Мир, 1979; Organic Syntheses by Oxida-
tion with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum
Press, New York, 1986. — Прим, перев.
2
АЛКАНЫ, АЛКИЛЬНЫЕ ГРУППЫ
И УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ФРАГМЕНТЫ
2.1. Получение алкенов
Суммарное превращение (1—у2), представленное схемой 2.1,
нелегко провести в лабораторных масштабах для простых ал-
R‘R2CH—CHR’R4 ——> R1R2C=CR3R4
1 2
Схема 2.1.
канов. Однако контролируемое введение двойной связи можно
легко осуществить одним из методов, рассмотренных ниже, если
по крайней мере один из метиновых атомов углерода связан
с ненасыщенной группировкой (например, с карбонилом или
1-алкенилом), арильным фрагментом* или гетероатомом.
2.1.1. Дегидрирование через галогенирование —
дегидрогалогенирование
В общем случае галогенирование в a-положение к активирую-
щей группе, такой, как карбонил, карбоксил, галогенокарбонил,
сульфонил, арил и т. п., протекает легко. Замещение водорода
на галоген представляет собой стадию окисления**, а дегидро-
галогенирование полученного таким образом соединения приво-
дит к образованию двойной углерод-углеродной связи и завер-
шает превращение, изображенное на схеме 2.1. Примеры дегид-
рирования такого типа приведены в табл. 2.1. Региоконтроль за
образованием связи углерод—углерод можно иногда осущест-
вить, выбирая подходящее основание на стадии элиминирования
(табл. 2.1, примеры 8 и 9).
2-Метилендодекановая кислота [8]. В трехгорлую колбу емкостью 250 мл,
снабженную мешалкой н защищенную от влаги, помещают 2-метилдодекано-
вую кислоту (30 г, 0,14 моля) н трибромнд фосфора (13,7 мл, 0,144 моля).
К перемешиваемой смеси добавляют по каплям бром, высушенный над PsOs
(14,6 мл, 0,284 моля). После прибавления этой порции брома реакционную
смесь нагревают на бане до 85—S0 °C. Затем добавляют следующую порцию
* Подробное изложение методов окислительного дегидрирования алкнл-
ароматическнх соединений, алкенов и алканов см.: Алхазов Т. Г., Лисов-
ский А. Е. Окислительное дегидрирование углеводородов. — М.: Химия,
1980. —Прим, перев.
** Таким образом, окисление субстрата до окислительного состояния ал-
кена осуществляется в процессе галогенирования.
16 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
брома (3,6 мл, 0,07 моля) и нагревание при 85—90 °C продолжают в течение
18 ч, после чего охлажденную реакционную массу выливают в смесь льда и
воды (350 г) и бензола (150 мл). Водный слой экстрагируют бензолом
Me Me
| вг2 I КОСМе3
Ме(<Н2)9СНСО2Н Ме(СН2)9ССОВг -----------►
Вт"
сн2 сн2
II 1. кон II
-->Ме( СН2) ,,ССО2СМе3——Ме(СН2) 9ССО2Н
(100 мл), а органический слой — еще одной порцией ледяной воды (200 мл).
Эту водную вытяжку экстрагируют бензолом (100 мл), объединенные бензоль-
ные экстракты сушат (Na2SO4), а затем упаривают в вакууме водоструйного
насоса при температуре бани ниже 70 °C для получения сырого бромоацил-
бромида. Последний медленно добавляют при комнатной температуре к рас-
твору трег-бутокснда калия (0,35 моля) в сухом трет-бутиловом спирте
(300 мл), защищая смесь от влаги. Полученную суспензию кипятят в течение
1 ч, затем охлаждают и разбавляют водой (1000 мл). Смесь экстрагируют
петролейным эфиром (т. кип. 60—80°C) (2ХЮ0 мл), объединенные экстрак-
ты промывают водой, а затем фильтруют через слой безводного карбоната
натрия. Упариванием фильтрата получают сырой трет-бутнл-2-метилендоде-
каноат, который затем перегоняют иа эффективной ректификационной колон-
ке и получают слегка загрязненный продукт (18,5—21 г) с т. кип. 129—
130°С/3 мм рт ст.
Раствор полученного таким образом сложного эфира (10 г, 0,037 моля)
в 95%-ном этиловом спирте (40 мл), содержащем гидроксид калия (3,7 г,
0,056 моля), кипятят в течение 6 ч, затем охлаждают и разбавляют водой
(120 мл). Водную смесь экстрагируют петролейным эфиром (т. кип. 60—
80 °C) (2x100 мл) и органические экстракты отбрасывают. Водную фазу
подкисляют 2,5 М серной кислотой и полученную таким образом 2-метилеи-
додекановую кислоту экстрагируют петролейным эфиром (т. кип. 60—80 °C)
(2X150 мл). Объединенные экстракты промывают водой (3X100 мл), сушат
над Na2SO4, уваривают и полученный остаток быстро перегоняют из колбы
Кляйзена. Получают 2-метнлендодекановую кислоту (10,5—12 г, 35—40%
в расчете на 2-метнлдодеканоиую кислоту) с т. кип. 149—151°С/1,7 мм рт. ст.
и т. пл. ~32°С. Продукт содержит менее 5% 2-метнлдодеканоной кислоты.
1. Furniss В. S., Hannaford A. J, Roger V., Smith Р. W. С., Tatchell A. R.,
Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry, 4th ed., pp. 333, 401,
Longman, London, 1978.
2. Buu-Hoi N. P., Lecocq J., J. Chem. Soc., 1946, 830.
3 Синтезы органических препаратов. Сб. 9. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1959,
с 77.
4. Mattox V. R. Woroch Е. L„ Fleisher G. A., Kendall Е. С., J Biol. Chem,
197, 261 (1952).
5. Burckhardt V., Reichstein T„ Helv. Chim. Acta, 25, 821 (1942).
6 Winkelmann E. H., Dissertation, University of Mainz, W. Germany. 1975, cm.
ссылку [2] в кн.: Horner L., Winkelmann E. FL, in: Newer Methods of Pre-
parative Organic Chemistry (Foerst W., ed.), Vol. 3, p. 151, Academic Press,
New York, 1964.
7. Синтезы органических препаратов. Сб 9 Пер с англ — М ИЛ 1959
с 31.
8. Синтезы органических препаратов. Сб. 10. Пер. с англ.—М: ИЛ 1960
с. 37.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты IT
9. Синтезы органических препаратов. Сб. 10. Пер. с англ. — М.: ИЛ, I960,,
с. 34.
10. Синтезы органических препаратов. Сб. 4 Пер. с англ. — М. ИЛ, 1953,.
с. 342
2.1.2. Дегидрирование под действием хинонов как акцепторов
водорода [1]
Прямое дегидрирование некоторых органических субстратов-
происходит под действием хинонов, содержащих электроноак-
цепториые заместители. Наиболее широко используются такие
хиноны, как 2,3,5,6-тетрахлоро-1,4-бензохинон (хлоранил) (3)
и 2,3-дихлоро-5,6-днциано-1,4-бензохиноп (ДДХ) (4). 1,2-Ди-
арилалканы дают соответствующие 1,2-диарилэтены (табл. 2.2,
примеры 1—3), причем процесс включает первоначальный пе-
ренос гидрида на кислород хинона и заканчивается образова-
нием фенола, соответствующего хинону. Соединения, содержа-
щие только одно ароматическое ядро, также можно дегидри-
ровать (табл 2.2, примеры 4 и 5), а в случае тетралина под
действием хлоранила образуется нафталин (см. разд. 2.2).
Осложнения, иногда возникающие при таком типе дегидриро-
вания, связаны с возможностью реакции между образующимся
продуктом и хиноном по схеме циклоприсоединения (реакция
Дильса — Альдера) (табл. 2.2, пример 6). Дегидрирование хи-
нонами стероидных кетонов—чрезвычайно полезный метод син-
теза сопряженных и кросс-сопряженных систем (табл 2.2, при-
меры 7—11). Строение образующегося продукта зависит от
использованного хинона, присутствия кислотного катализатора
или от природы растворителя. Так, стероидные 4 ен-3-оны под
действием хлоранила в трет-бутиловом спирте превращаются
в 4,6-диен-З-оны (табл. 2.2, пример 8), однако при взаимодей-
ствии с ДДХ в 1,4-дноксане основными продуктами реакции
являются 1,4-диен-З-оны (табл. 2.2, пример 10). В то же время
реакции 4-ен-З-оиов с ДДХ в присутствии кислот дают 4,6-диен-
З-оны (табл. 2.2, пример 11). Растворитель, используемый в ре-
акции данного субстрата с хиноном, также может влиять на
направление процесса (ср. табл. 2.2, примеры 8 и 9), вероятно,
в результате различия температур, при которых проводится ре-
акция. Лактоны (табл. 2.2, пример 12) и кислоты (табл. 2.2,
2—39
.18
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
пример 13) также могут дегидрироваться с образованием со-
пряженных систем.
гранс-4,4'-Диметоксистильбсн [3]. Раствор 2,3-дихлоро-5,6-дициано-1,4-
бензохииона (103 мг, 0,45 ммоля) в безводном 1,4-диоксане (1,5 мл) добав-
ляют к раствору 4,4'-диметоксидибензила (100 мг, 0,41 ммоля) в безводном
1,4-дноксане (1,5 мл) и смесь нагревают на масляной бане при 105 °C в те-
С1 С1
чение 18 ч. По мере протекания реакции гидрохинон кристаллизуется из рас-
твора. После охлаждения реакционную смесь фильтруют, кристаллический
осадок промывают на фильтре бензолом (1 мл), а затем горячим хлорофор-
мом (6 мл). Объединенные фильтраты упаривают при пониженном давлении,
остаток растворяют в этилацетате (5 мл), переносят раствор в короткую
хроматографическую колонку с нейтральным оксидом алюминия, а затем
элюируют этилацетатом (100 мл). Растворитель отгоняют, продукт кристал-
лизуют из этилового спирта и получают транс-4,4'-диметоксистильбен (82—
84 мг, 83 85%) с т. пл. 213—213,5°C.
1. Обзорные статьи см.: a) Jackman L. М., Adv Org. Chem., 2, 329 (1960),
особенно рр. 331—345; б) Walker D., Hiebert J., Chem. Rev., 67, 153 (1967);
в) Becker H.-D., in: The Chemistry of the Quinoid Compounds (Patai S., ed.),
Part 1, p. 335, Wiley, New York, 1974; r) Turner A В, in: Synthetic Reagents
(Pizey J. S., ed.), Vol. 3, p. 193, Ellis Horwood, Chichester, 1977
2. Braude E. A., Brook A. G., Linstead R. P., J Chem. Soc., 1954, 3569.
3. Org. Synth. Coll Vol., 5. 428 (1973).
4. Ali S. M., Findlay J. W. A.. Turner A. B., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1,
1976, 407.
5. Brown IF., Turner A. B., J. Chem. Soc (C), 1971, 2057
6. A sal о A. E., Kiefer E. F., J. Chem Soc, Chem. Commun., 1968, 1684.
7 Turner A. B., Ringold H. J., J. Chem. Soc (C), 1967, 1720.
8. Agnello E. J., Laubach G. D„ J. Am. Chem. Soc., 82, 4293 (1960).
9. Berkoz B., Cuellar L., Grezemkovsky R., Avilla A'. V., Edwards J. A.,
Cross A. D., Tetrahedron, 24. 2851 (1968).
10. Cainelli G., Cardillo G., Ronchi A., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1973, 94.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
19'
2.1.3. Дегидрирование под действием селенсодержащих
реагентов*
Производные селена широко используются в качестве реагентов
для получения алкенов. Наиболее известным из этих реагентов
является, вероятно, диоксид селена, хотя в последнее время все
более широко используется и ангидрид фенилселенистой кисло-
ты PhSe(0)0Se(O)Ph. Кроме того, алкилселеноксиды, чаще
всего генерируемые in situ окислением алкилселенндов, получи-
ли значительное распространение в результате их способности
вступать в реакцию син-элиминирования, приводящую к обра-
зованию двойной углерод-углеродной связи в мягких условиях.
2.1.3.1. Диоксид селена [1]
Диоксид селена обычно окисляет активированную метиленовую
группу в карбонильную (см. разд. 2.4.7), однако если атом уг-
лерода, связанный с этой метиленовой группой, также активи-
рован, то основной реакцией может стать дегидрирование (схе-
ма 2.2). Некоторые простые примеры приведены в табл. 2.3
асн2сн2в асн=снв
Схема 2.2 (А н В — активирующие группы).
(примеры 1—6). Для успешного проведения дегидрирования
этого типа необходимо соблюдать определенные стереохимиче-
ские требования. Так, тритерпеновое производное (табл. 2.3,
пример 7), содержащее два цис-вицинальных атома водорода
в a-положениях к двум карбонильным группам, претерпевает
элиминирование под действием диоксида селена, тогда как
транс-изомер подвергается окислению по а-положению с обра-
зованием новой карбонильной группы.
Дегидрирование под действием диоксида селена нашло ши-
рокое применение в химии стероидов (табл. 2.3, примеры 9—13).
В случае стероидных кетонов [11] этот метод более удобен, чем
последовательность галогенирование — дегидрогалогенирование,
для введения в молекулу двойной углерод-углеродной связи.
Одной активирующей карбонильной группы (особенно в стери-
чески затрудненных соединениях) может оказаться достаточно
для направления реакции в сторону дегидрирования, а не обра-
зования а-дикетонов. Такое окисление оказалось чрезвычайно
полезным для превращения стероидных З-кетопов и 4-ен-З-онов
в 1,4-днен-З-оны (табл. 2.3, примеры 11 и 13 соответственно)
и 12-кетонов в 9(11)-ен-12 оны (табл. 2.3, пример 10).
* Синтетические методы с использованием соединений селена подробно
рассмотрены во втором томе этой серин.
2*
20
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
1,2- Дибензоилэтен [3]. К раствору 1,2-Днбензоилэтана (2,38 г, 0,01 мо-
ля) в 100 мл смеси ледяная уксусная кислота—вода (объемное соотношение
3:1) при 90 °C добавляют диоксид селена (1,93 г, 0,0174 моля) н смесь вы-
PhCOCH2CH2COPh PhCOCH=CHCOPh
держивают при этой температуре в течение 21 ч. Затем смесь выливают
в воду и экстрагируют водный раствор эфиром. Эфирный экстракт нейтрали-
зуют промыванием насыщенным раствором карбоната калия, сушат над
Каг§О4. Получают 1,76 г (75%) 1.2-дибензоилэтена, т. пл. 111 °C.
2.1.3.2. Ангидрид фенилселенистой кислоты
Ангидрид фенилселенистой кислоты можно использовать вместо
диоксида селена в ряде реакций окисления, описанных выше.
В противоположность диоксиду селена он относительно инер-
тен в реакциях с двойными углерод-углеродными связями. Хо-
леста-4-ен-З-он дает при обработке 1 экв. ангидрида фепилсе-
леннстой кислоты холеста-1,4-диен-3-он с выходом 92% (табл. 2.3,
пример 14); тот же диенон образуется с выходом 83% в реак-
ции холестан-3-она с 2 экв. реагента (табл. 2.3, пример 15).
Основной побочный продукт — дифеиилдиселенид — легко отде-
ляется, и его можно вновь окислить в ангидрид [13].
Холеста-1,4-диен-3-ои [12]. К раствору 5а-холестан-3-она (100 мг,
0,26 ммоля) в сухом хлорбензоле (0,7 мл) добавляют одной порцией тонко
растертый ангидрид феиилселенистой кислоты (АФК) (188 мг, 0,52 ммоля).
Смесь нагревают при 95 °C на масляной бане при перемешивании. Контроль
за ходом реакции осуществляют методом тонкослойной хроматографии на
силикагеле. По окончании реакции смесь разделяют, используя препаративную
тонкослойную хроматографию на силикагеле, основную фракцию перекристал-
лизовывают из метанола. Выход холеста-1,4-диен-3-она составляет 83,3 мг
(83%), т. пл. НО—112°С, [а]Е22+28°.
2.1.3.3. Селеноксиды
Один из наиболее важных синтетических методов образования
двойной углерод-углеродной связи, получивший развитие в по-
следние годы, основан на реакции шн-элиминирования селенок-
сидов [14] (схема 2.3)*. Примеры см. табл. 2.3, примеры 16—24.
* Опубликован обзор, посвященный селективности в реакциях образования
двойной связи при элиминировании селеноксидов и теллуроксидов \Uemura S.,
Toshimitsu A, Bull. Inst. Chem. Res., Kyoto Univ., 62, 105 (1984)]. — Прим,
перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
21
-» HOSeAr
CxeMnZ.3.
введения двойной
связи
выде-
Реакция представляет собой метод
в мягких условиях; окисление как правило проводят без
.ления промежуточно образующегося селеноксида*. Элимини-
рование обычно легко происходит при температурах ниже 80 °C
и часто даже ниже комнатной температуры, как, например,
в случае а-фенилселенокарбонильных соединений, причем при
наличии электроноакцепторных групп в арильном фрагменте
скорость реакции увеличивается. Мягкость условий этого про-
цесса выгодно контрастирует с намного более жесткими усло-
виями, необходимыми для аналогичной реакции элиминирования
сульфоксидов. Особенно удобен этот метод для синтеза аф-не-
насыщенных карбонильных соединений или аф-ненасыщенных
нитрилов, так как фенилселенильную группу можно легко вве-
сти реакцией карбапиона, получаемого из карбонильного соеди-
нения или нитрила с подходящим электрофильным селенсодер-
жащим реагентом, например PhSeSePh, PhSeCl или PhSeBr.
Для получения селеноксида можно использовать самые разно-
образные окислители (озон, пероксид водорода, л-хлорперокси-
бензойную кислоту, метапериодат натрия или синглетный кисло-
род). В случае несимметричных кетонов введение двойной связи
можно осуществить региоселективно через стадию региоспеци-
фичного образования енолов, дающих затем соединения со
связью углерод—селен. Альтернативный метод введения селен-
содержащего заместителя включает нуклеофильную атаку ионом
ArSe- на галогениды, сульфонаты, оксираны или а,р-ненасы-
щенные системы.
Если возможны различные направления элиминирования се-
леноксида, обычно образуется соединение с наименее замещен-
ным атомом углерода, хотя селективность такого процесса, как
правило, слишком низка для использования в синтетических
целях (табл. 2.3, пример 22). Наиболее сильно направляющий
эффект проявляется в p-гидроксиселенидах, где элиминирование
происходит почти исключительно от атома углерода, не связан-
ного с гидроксильной группой, и приводит к образованию алли-
ловых спиртов (табл. 2.3, пример 23).
Полезной модификацией обычной экспериментальной мето-
дики для элиминирования селеноксида является проведение
* Отметим, что реакцией окисления, переводящей субстрат в окислитель-
ное состояние алкена, является реакция селенировання, а не окислительного
элиминирования.
22
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
окисления селенида трет-бутилгидропероксидом в присутствии
основного оксида алюминия при 55 °C [24]. При этом алкен
образуется с высоким выходом, что обусловлено практически
полным отсутствием побочных реакций.
2-Ацетил-2-циклогексен-1-он [20]. В круглодонную трехгорлую колбу
емкостью 500 мл, снабженную мешалкой, капельной воронкой с компенсато-
ром давления и системой ввода инертного газа, помещают 57%-ную суспен-
зию гидрида натрия в минеральном масле (5,9 г) н масло отмывают после-
довательным добавлением н декантацией пентана (3x50 мл), после чего
пентан удаляют, пропуская через систему сухой азот. Затем добавляют тетра-
гидрофураи (100 мл), начинают перемешивание н после охлаждения суспен-
зии до 0 °C добавляют в течение 15 мин раствор 2-ацетилциклогексанона
(14,02 г, 0,1 моля) в тетрагндрофуране (15 мл). После завершения образова-
ния енолята натрия (прекращение выделения газа) к смеси быстро добавляют
раствор фенилселеиилхлорида (20,1 г, 0,105 моля) в тетрагндрофуране
(20 мл) и продолжают перемешивание в течение 15 мин. Затем реакционную
массу выливают в перемешиваемую смесь эфира и пентана (объемное соотно-
шение 1 : 1) (200 мл), водного 7%-ного раствора бикарбоната натрия (50 мл)
и льда (50 г) Смесь переносят в делительную воронку и слон разделяют. Вод-
ный слой экстрагируют смесью пентан — эфир (объемное соотношение 1:1)
(50 мл), объединенный органический раствор промывают насыщенным рас-
твором хлорида натрия (50 мл) н сушат над Na2SO4. Упариванием от-
фильтрованного раствора получают сырой твердый 2-ацетнл-2-фенилселено-
циклогексанон (29,2—30 г), который перекристаллизовывают из смеси эфир —
пентан и получают чистый продукт с т. пл. 72—73 “С.
Раствор полученного таким образом очищенного продукта (29,2—30 г,
0,1 моля) в дихлорометане (100 мл) помещают в трехгорлую колбу емкостью
500 мл, снабженную капельной воронкой с компенсатором давления, обрат-
ным холодильником и термометром, н перемешивают с помощью магнитной
мешалкн прн комнатной температуре. В капельную воронку помещают рас-
твор 30%-ного пероксида водорода (23,8 г) в воде (20 мл) и порцию этого
раствора (2—3 мл) добавляют к перемешиваемой смеси для инициирования
реакции окисления. На этой стадии и в дальнейшем необходимо соблюдать
осторожность — следует избегать накопления в реакционной смеси пероксида
водорода, так как реакция имеет автокаталитический характер. Если темпера-
тура реакционной массы станет ниже 30 °C, нужно прекратить добавление
пероксида водорода, убрать охлаждающую баню и дать возможность раз-
виться окислительному процессу. После того как начнется экзотермическая
реакция, перемешиваемую реакционную массу охлаждают смесью льда
с солью, поддерживая температуру в колбе 30—35 °C, пока не закончится
прибавление пероксида водорода. Первоначально желтый раствор в днхлоро-
метане по мере прохождения реакции становится бесцветным, после чего ох-
лаждающую баню убирают, а перемешивание продолжают еще 15 мин при
комнатной температуре, а затем 15 мин при 0°С. Холодную смесь фильтруют,
осадок промывают днхлорометаном (50 мл), а органический слой фильтрата
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
23
промывают 7%-ным водным раствором бикарбоната натрия, сушат Na2SO<
и упаривают. Выход сырого продукта, содержащего не более 2% енола, со-
ставляет 12,8—13,7 г. Перегонкой продукта в тщательно вымытом* Kugelrohr-
аппарате** (0,1 мм рт. ст., температура испарителя 50 °C) получают 11,0—
11,9 г (79 85%) 2-ацетил-2-циклогексеи-1-она. Содержание енола в этом
продукте зависит от способа мытья прибора для перегонки и режима пере-
гонки; равновесное содержание 84%.
1. Обзоры по окислению диоксидом селена см.: a) Rabjohn N„ Org. React, 5,
331 (1949); б) Rabjohn N., Org. React, 24, 261 (1976); в) Waitkins G. R„
Clark C. W., Chem. Rew, 36, 235 (1945); r) Trachtenberg E. N., in: Oxidation
(Augustine R. L, ed.), Vol. 1, p. 119, Dekker, New York, 1969; д) lerus-
si R. A., in: Selective Organic Transformations (Thyagarajan B. S, ed.),
Vol. 1, p. 301, Wiley (Interscience), New York, 1970; c) Reich H. J., in: Oxi-
dation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S, ed.), Part С, p. 1, Acade-
rnic Ргрчч Npw Yorlc 1Q78
2. Astin S, Moulds L. de V, Riley H. L., J. Chem. Soc, 1935, 901.
3. Schaefer J. P., J. Am. Chem. Soc., 84, 713 (1962).
4. Armstrong K. F., Robinson R., J. Chem. Soc, 1934, 1650.
5. Astin S., Newman A. С. C., Riley H. L., J. Chem. Soc, 1933, 391.
6. Banerji J. C., Barton D. H. R., Cookson R. C., J. Chem. Soc, 1957, 5041.
7. Barnes C. S., Barton D. H. R., J. Chem. Soc, 1953, 1419.
8. Jerussi R. A., Speyer D., J. Org. Chem, 31, 3199 (1966).
9. Engel Ch. R„ Rakhit S„ Huculak W. W„ Can. J. Chem, 40, 921 (1962).
10. Meystre Ch., Frey H., Voser W„ Wettsiein A., Helv. Chim. Acta, 39, 734
(1956).
11. Djerassi C, Steroid Reactions, pp. 233—235, Holden-Day, San Francisco,
California, 1963.
12. Barton D. H. R., Lester D. J., Ley S. V., J. Chem. Soc, Perkin Trans. 1,
. 1980, 2209.
13. Barton D. H. R., Ley S. V., Magnus P. D., Rosenfeld M. N., J. Chem. Soc,
Perkin Trans. 1, 1977, 567.
14. Обзорные статьи, содержащие сведения о реакции син-элнминировання
селеноксидов, см.: a) Reich Н. J, in: Oxidation in Organic Chemistry
(Trachanovsky W. S, ed.). Part С, p. 1, Academic Press, New York, 1978,
особенно pp. 15—101; 6) Clive D. L. J., Tetrahedron, 34, 1049 (1978).
15. Sharpless К. B.. Lauer R. F„ Teranishi А. У, J. Am. Chem. Soc, 95, 6137
(1973).
16. Reich H. 1., Renga 1. M., Reich I. L., J. Am. Chem. Soc, 97. 5434 (1975).
17. Brattesani D. N.r Heathcock C. FL, Tetrahedron Lett, 1974, 2279.
18. Sharpless К. B., Young M. W., Lauer R. F., Tetrahedron Lett, 1973, 1979.
19. Sharpless К. B„ Lauer R. F., J. Org. Chem, 39, 429 (1974).
20. Org. Synth, 59, 58 (1980).
21. a) Labar D., Hevisi L., Dumont W., Krief A., Tetrahedron Lett, 1978, 1141;
6) Labar D., Dumont W., Hevisi L., Krief A., Tetrahedron Lett, 1978, 1145.
2.1.4. Дегидрирование под действием ацетата ртути(П) [1]
Дегидрирование некоторых циклических третичных аминов при
окислении ацетатом ртути(II) в водной уксусной кислоте (схе-
ма 2.4) приводит (через промежуточное образование иминиевых
• Прибор рекомендуется вымыть смесью бнхромат иатрня — серная кис-
лота, промыть 20%-пым водным раствором гидроксида аммония н сполоснуть
водой перед сушкой.
*• Прибор для молекулярной перегонки [подробнее см.: Fenster A. N.,
J. Chem. Educ, 44, 660 (1967)]. — Прим, перев.
24
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
интермедиатов) к введению двойной углерод-углеродной связи
в «.^-положение к атому азота. Эту реакцию можно провести
HatoAc),. в* но ас
эо-эз'с
Схема 24.
с 1-алкилпиперидинами, 1-алкилпирролидинами и некоторыми
бициклическими третичными аминами (табл. 2.4, примеры 1—6).
1-Алкилпиперидины, не имеющие заместителя в положении 2
(схема 2.4, R2 = H), и 1-алкилпирролидины-могут давать димер-
ные продукты (табл. 2.4, примеры 7 и 8), а циклические третич-
ные амнны, имеющие два третичных атома углерода (в а- и
f-положениях к азоту), после дегидрирования дают продукты
гидроксилирования ^-третичного атома углерода (табл. 2.4,
пример 9).
Ацетат ртути (II) применяют и в химии стероидов, в частно-
сти для дегидрирования 7-енов в 7,9(И)-диены (табл. 2.4, при-
мер 10).
1,2,3,4-Тетрагидр«-1,6-диметилниридин [2]. Внимание! Все перхлораты
потенциально взрывоопасны. Чтобы свести риск к минимуму и обеспечить
должную защиту, необходимо принять соответствующие меры предосторож-
ности.
1. HflIOAc),
2. НС1О4
К.СО,
Смесь 1,2-днметилшшериднна (11,3 г, 0,1 моля) н ацетата ртутн(П)
(150 г, 0,48 моля) в водном растворе уксусной кислоты (объемное соотноше-
ние АсОН: Н2О=1 ; 19) (400 мл) перемешивают 2 ч при 100 СС. После ох-
лаждения реакционную смесь фильтруют, осадок ацетата ртутн(И) промы-
вают смесью уксусная кислота —вода (объемное соотношение 1 : 19). Фильт-
рат насыщают сероводородом и полученную суспензию фильтруют через слой
целита под вакуумом. Отфильтрованный сульфид ртутн(И) промывают раз-
бавленной уксусной кислотой, объединенные фильтры еше раз насыщают
сероводородом н фильтруют. К этому фильтрату добавляют карбонат калия
до нейтрализации, эфир и карбонат калия до насыщения водного слоя. Слои
разделяют н водный слой еще раз экстрагируют дополнительным количеством
эфира. Объединенные экстракты сушат (MgSO4), фильтруют и фильтрат
разбавляют этанолом (5% от объема первоначального раствора). К этому
раствору добавляют по каплям смесь 65 %-ной хлорной кислоты и этанола
(объемное соотношение 1:1) до Достижения кислой реакции по конго крас-
ному. Образующийся осадок фильтруют, промывают небольшим количеством
этанола н перекристаллизацией из этанола получают перхлорат 3,4,5,6-тет-
рагидро-1,2-днметилпнриднния (9,8 г, 45%), т. пл. 228—229 °C.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 25
Полученный перхлорат суспендируют в эфире и добавляют карбонат ка-
лия для получения свободного основания. Суспензию фильтруют, фильтрат
сушат и отфильтрованный раствор упаривают. Перегонкой остатка над нат-
рием в атмосфере азота получают 1,2,3,4-тетрагидро-1,6-диметилпиридин,
т. кнп. 129—130°С/745 мм рт. ст.
1. Обзорные статьи, содержащие сведения о дегидрировании под действием
ацетата ртути(П), см; a) Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.),
Vol. 1, p. 53, Dekker, New York, 1969; 6) Butler R. N., in: Synthetic Reagents
(Pizey J. S., ed.), Vol. 4, p. 15, Ellis Horwood, Chichester, 1981.
2. Leonard N. J., Hauck F. P., Jr., J. Am. Chem. Soc., 79, 5279 (1957).
3. Leonard N. J., Cook A. G., J. Am. Chem. Soc., 81, 5627 (1959).
4. Leonard N. J., Hay A. S., Fulmer R. W„ Gash V. W., J. Am. Chem. Soc., 77,
439 (1955).
5. Leonard N. J., Middleton W. J., Thomas P. D., Choudhury D, J. Org. Chem.,
21, 344 (1956)
6. Leonard N. J., Miller L. A., Thomas P. D„ J. Am. Chem. Soc., 78, 3463 (1956).
7. Ruyle W. V., Jacob T. A., Chemerda J. M., Chamberlin E. M., Rosen-
burg D. 1C, Sila G. E., Erickson R. L., Aliminosa L. M., Tishler M., J. Am.
Chem. Soc., 75, 2604 (1953).
2.1.5. Внутримолекулярное «отдаленное» дегидрирование
В работах Бреслоу с сотр. [1] предприняты попытки достигнуть
в реакциях сложных субстратов столь же высокой селективно-
сти, какая обычно достигается в природе в ферментативно конт-
ролируемых реакциях. В процессах, относящихся к этой области,
26 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
названной [1] химией биомиметиков, увеличение селективности
обусловлено созданием благоприятной ориентации реагентов в
реакциях, не селективных в других условиях. Так, в примере [2],
иллюстрированном схемой 2.5, облучение сложного эфира бен-
зофенон-4-уксусной кислоты и 5га,-холестан-3а-ола (5) дает
эфир (6), в котором атомы водорода стероидного фрагмента
в положениях 14 и 15 восстанавливают карбонильную группу
бензофеноновой части молекулы. Направление атаки возбуж-
денной карбонильной группы («реагент») на стероидное кольцо
(«субстрат») определяется стерическими требованиями, нала-
гаемыми на систему ковалентным связыванием между субстра-
том и реагентом. Основный гидролиз облученной смеси и по-
следующее хроматографирование дают 5га-холест-14-ен-Зга-он (7)
с выходом 44%. Детальная методика приведена ниже.
Использование аналогичной концепции позволяет провести
селективное галогенирование в стероидном субстрате по меха-
низму «передачи радикала» и после дегидрогалогенирования
ввести региоселективно двойную связь между атомами С-9 и
С-11. Это превращение составляет часть процедуры превраще-
ния кортексолона в дегидрокортизон [3].
5а-Холест-14-ен-За-ол [2]. Бензол для очистки перемешивают с концент-
рированной серной кислотой в течение 1 сут, затем декантируют, кипятят не-
сколько часов с фосфорным ангидридом и перегоняют.
5а-Холестан-За-ил(и-бензоил)фенилацетат (3,77 г, 6,17 моля) растворяют
в очищенном бензоле (5 л), раствор дегазируют несколько часов, пропуская
чистый аргон, затем раствор облучают через урановый фильтр погружной
лампой среднего давления (фирмы Hanovia, 450 Вт). За ходом реакции следят
по изменению поглощения карбонильной группы бензофенонового фрагмента
в ИК-спектре. Через 10 ч растворитель отгоняют, а остаток гидролизуют
кипячением в течение 1,5 ч с раствором гидроксида калия в смеси метанол —
1,4-диоксан — вода (объемное соотношение 15:4:1). Продукт гидролиза вы-
ливают в насыщенный раствор хлорида натрия и смесь экстрагируют 3 раза
диэтиловым эфиром Высушенный экстракт упаривают и получают смесь
нейтральных стероидов (1,637 гк которую хроматографируют иа силикагеле,
содержащем 20% нитрата серебра*. Выход 5а-холестаи-3а-ола составляет
0,516 г, а 5а-холест-14-ен-За-ола — 0,828 г.
1. Breslow R., Chem. Soc. Rev., 1, 553 (1972).
2. Breslow R., Baldwin S., Flechtner T„ Kalicky P„ Liu S., Washburn W., J. Am.
Chem. Soc., 95, 3251 (1973).
3. Breslow R., Corcoran R. J., Snider В. B., Doll R. J., Khana P. I.., Kaleya R.,
J. Am. Chem. Soc., 99, 905 (1977).
* Силикагель, содержащий 20% нитрата серебра, получают прибавлением
насыщенного раствора нитрата серебра (14 г) к силикагелю (70 г) и переме-
шиванием смеси в закрытой пробкой н защищенной от света колбе емкостью
500 мл в течение-40 мин. Большую часть растворителя удаляют затем на ро-
торном испарителе, после чего соединяют колбу с вакуумным насосом н на-
гревают в течение 3 ч при 80 °C. Полученный силикагель хранят в склянке
из темного стекла, обернутой алюминиевой фольгой.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 27
2.2. Ароматизация циклических' систем [1]*
Движущей силой отщепления водорода из молекул циклических
соединений является образование ароматических систем. Дегид-
рирование этого типа чаще всего происходит в шестичленных
карбоциклических соединениях, однако может быть проведено
и в гетероциклических пяти- и шестичлеппых системах. В тех
случаях, когда результатом реакции является ароматическая
стабилизация, можно успешно дегидрировать и конденсирован-
ные циклические системы, содержащие циклы другого размера,
что, например, происходит при образовании азулена. Дегидри-
рование требует повышенных температур (обычно 200—350 °C)
и протекает легче, если исходная система уже содержит кратные
связи. Реакцию можно проводить как в газовой, так и в жидкой
фазе; в последнем случае растворитель может действовать как
акцептор водорода. Наиболее важные способы ароматизации
циклических субстратов рассмотрены ниже
1. Обзорные статьи, содержащие сведения об ароматизации алициклических
соединений, см.: a) Valenta Z., in: Techniques of Chemistry (Weissberger),
Vol. 4, Elucidation of Chemical Structures by Physical and Chemical Methods
(Bentley K. W., Kirby G., eds.), 2nd Ed., Part 2, pp. 1—76, Wiley, New York,
1973; 6) House H. E., Modern Synthetic Reactions, 2nd ed., pp. 34—44,
Benjamin, Menlo Park, California, 1972; в) Plattner P. A., Newer Methods
Prep. Org. Chem., 1, 21—59 (1948); r) Walker D., Heibert J., Chem. Rev., 67,
. 153 (1967).
2.2.1. Ароматизация с использованием каталитического
дегидрирования
Этот процесс чаще всего проводят с помощью палладиевых или
платиновых катализаторов (табл. 2.5, примеры 1—5), хотя ино-
гда используются и растворимые катализаторы**, такие, как хло-
рид трис (трифенилфосфин) родия (табл. 2.5, пример 6). Реакцию
обычно проводят в высококипящих (150—250°С) растворителях
или просто нагреванием смеси катализатора с субстратом. Более
полному протеканию процесса способствует удаление из системы
освобождающегося водорода либо током азота или диоксидом
углерода, либо с помощью таких акцепторов водорода, как бен-
зол, ацетон, коричная кислота или малеиновый ангидрид
* См. также: Исагулянц Г. В., Розенгарт М. И., Дубинский Ю. Т. Катали-
тическая ароматизация алифатических углеводородов — М.: Наука, 1983. —
Прим, перев.
** Описано окислительное дегидрирование циклогексана в бензол в систе-
мах сульфат палладия (II)—серная кислота при температуре ниже 100 °C;
подробное обсуждение этого процесса см.: Рудаков Е. С. Реакции алканов
с окислителями, металлокомплексами и радикалами в растворах. — Киев: Нау-
кова Думка, 1985. — Прим, перев.
28 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
(табл. 2.5, примеры 3 и 4). Побочными процессами в реакциях:
этого типа являются перегруппировки (табл. 2.5, пример 5) it
отщепление атомов углерода (табл. 2.5, примеры 2, 3, 5).
Индазол [1]. Смесь 4,5,6,7 тетрагидроиндазола (50 г, 0,41 моля), 5%-ногО’
палладия на угле (35 г)) и сухого декалина (1л) кипятят в трех литровой!
круглодониой колбе в течение 24 ч и горячую реакционную смесь фильтруют,,
используя предварительно нагретую воронку Бюхнера. По мере охлаждения,
из фильтрата кристаллизуется продукт, который через 24 ч собирают, про-
мывают петролейным эфиром (100 мл) н сушат на воздухе. Раствор этого
продукта в горячем бензоле (750 мл) обрабатывают для осветления активи-
рованным углем (4 г), фильтруют (без отсасывания) н к фильтрату добав-
ляют горячий петролейный эфир (2 л). Раствор выдерживают 2 ч при О’С,
после чего отфильтровывают продукт под вакуумом. Получают имидазол:
(24—25 г, 50—52%), т. пл. 146—147°C.
1. Синтезы органических препаратов. Сб. 11. Пер. с аигл —М.: ИЛ, 1961,.
с. 27.
2. Bachmann. W. Е., Dreiding A. S., J. Am. Chem. Soc., 72, 1323 (1950).
3. Heer J., Miescher K., Ilelv. Chim. Acta, 31, 219 (1948).
4. Adkins H., Richards L. M., Davis I. W., J. Am. Chem. Soc., 63, 1321 (1941).
5. Linstead R. P„ Thomas S. L. S., J. Chem. Soc., 1940, 1127.
6. Blum J., Biger S., Tetrahedron Lett., 1970, 1825.
2.2.2. Ароматизация с использованием серы или селена
Этот процесс заключается обычно во взаимодействии субстрата
с рассчитанным количеством серы или селена (табл. 2.6). В пер-
вом случае реакция требует обычно более низкой температуры
(200—250°C), чем в последнем (250—300°C), однако исполь-
зование селена в качестве реагента в ряде случаев предпочти-
тельнее, так как процедура обработки реакционной смеси при
этом проще. Кроме того, в противоположность сере в этом ва-
рианте реакции обычно не возникает проблем с образованием
из реагента других побочных продуктов, помимо соответственно
серо- или селеноводорода. Пример дегидрирования с исполь-
зованием серы приведен ниже.
1-Феннлнафталин [1]. В колбу Кляйзена емкостью 250 мл помешают
смесь измельченной серы (6 г)
0,17 моля). Колбу погружают в
Ph
и 1-фенил-3,4-дигцдронафталииа (35 г,
металлическую баню, нагретую до 250—
Ph
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 29
270 °C. Через 30 мин, когда выделение сероводорода прекращается, колбу
соединяют с холодильником, пауком и приемниками н остаток перегоняют-
в вакууме масляного насоса. Выход 1-фенилнафталнна составляет 32—33 г
(91—94%), т. кип. 134—135°С/2 мм рт. ст.
1. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с англ. — М.; ИЛ, 1952,.
с. 729.
2. Синтезы органических препаратов, Сб. 2. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,.
с 53
3. Silverwood Н. A., Orchin М., J. Org. Chem., 27, 3401 (1962).
4. Diels О., Karstens А., Вег., 60, 2323 (1927).
2.2.3. Ароматизация под действием хинонов как акцепторов
водорода [1]
Использование 2,3,5,6-тетрахлоро 1,4-бензохинона (хлоранила)
(3) и 2,3-дихлоро-5,6-дициано- 1,4-бензохинона (ДДХ), а также-
родственных хинонов в реакциях дегидрирования уже отмеча-
лось в разд. 2.1.2. Насыщенные углеводороды инертны к дей-
ствию этих хинонов, и для протекания реакции необходима,
некоторая активация субстрата, например наличие в нем двой-
ной связи или неподеленной пары электронов. Окисление гидро-
ароматических субстратов этими хинонами часто проводят В'
бензоле (т. кип. 80°С), ксилоле (т. кип. ~140°С), хлоробензоле-
(т. кип. 132°C) или о-дихлоробензоле (т. кип. 180°C). Примеры
таких реакций приведены в табл. 2.7. Проблемы могут возни-
кать в результате способности 2,3-дихлоро-5,6-дициано-1,4-бензо-
хинона вступать в реакцию Дильса — Альдера с 1,3-диенами и
окислять функциональные группы в таких соединениях, как
амины и аллиловые спирты. Одно из достоинств реакций де-
гидрирования с помощью хинонов заключается в том, что в ряду
карбоциклических соединений ароматизация циклических си-
стем, содержащих четвертичный атом углерода, протекает без
потери атомов углерода (табл. 2 7, пример 4) в результате пе-
регруппировки, протекающей, вероятно, по ионному механизму..
Кроме того, в ходе реакций ароматизации могут происходить,
и другие необычные перегруппировки (ср. примеры 3 и 5).
2,3-Дихлоро-5,6-дициано-1,4-бензохинон является удобным
реагентом для синтеза такой небензоидной ароматической си-
стемы, как 1,6-мета но [10] аннулен, из соответствующего неаро-
матического трициклического предшественника (табл. 2.7, при-
мер 6), а также для синтеза других аннуленов (табл. 2.7,
примеры 7 и 8).
1,6-Метано[ 10] аннулен |6]. В трехгорлую колбу емкостью 2 л, снаб-
женную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой н газовводной’
трубкой для аргона, помещают безводный 1,4-диоксан (900 мл). К переме-
шиваемой жидкости добавляют 2,3-дихлоро-5,6-дипиано-1,4-бензохинон (149 г,
0,66 моля) и после полного его растворения добавляют трицнкло[4.4.1.01-6] ун-
декадиен-3,8 (43,8 г, 0,3 моля) и ледяную уксусную кислоту (10 мл). Через.
JO 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
аппарат пропускают аргон и реакционную смесь кипятят в течение 5 ч, при-
чем в ходе реакции осаждается гидрохинон. Основную часть 1,4-дноксана от-
гоняют через 15-сантиметровый дефлегматор и к пастообразному остатку
добавляют н гексан (150 мл). Твердое вещество отфильтровывают под ва-
куумом и промывают на фильтре горячим н-гексаном (500 мл), затем сушат
при 100 °C н получают 2,6 днхлоро-5,6-дицнапогидрохинон (144 г, 95%).
Объединенные фильтраты пропускают через колонку с нейтральным оксидом
алюминия (5x30 см) н колонку элюируют и гексаном. Элюент упаривают,
используя 30 сантиметровый дефлегматор, а оставшуюся жидкость перегоня-
ют на ректификационной колонке с электрическим обогревом (1,5x30 см),
наполненной проволочными спиральными насадками-(4 мм). Получают Обме-
тано! 10] аннулен (36,2 37,0 г, 85 87%), т. кип. 68—72°С/1 мм рт. ст.
1. Обзорные статьи, включающие сведения об ароматизации с использованием
хинонов, см.: a) Jackman L. М., Adv. Org. Chem., 2, 329 (1960); б) Wal-
ker D., Hiebert J., Chem. Rev., 67, 153 (1967); в) Turner A. B., in: Synthetic
Reagents (Pizey J. S., ed.), Vol. 3, p. 193, Ellis Horwood, Chichester, 1977;
r) Becker H.-D., in: The Chemistry of the Quinoid Compounds (Patai S., ed.),
Part 1, p. 335, Wiley, New York, 1974.
2. Arnold R. T., Collins C„ Zenk W., J. Am. Chem. Soc., 62, 983 (1940).
3. Braude E. A., Brook A G„ Linstead R. P., J. Chem. Soc., 1954, 3569.
4. House H. 0., Bashe R W„ II, J. Org. Chem., 30, 2942 (1965).
5. Braude E. A., Jackman L. M, Linstead R. P.. J. Chem. Soc., 1960, 3123
-6. Org. Synth., 54, 11 (1974)
7. Vogel E„ Vogel A., Kiibbeler H.-К., Sturm W., Angew. Chem., Int. Ed. Engl.,
9, 514 (1970).
8. Boekelheide V., Hylton T. A , J Am Chem. Soc., 92, 3669 (1970)
2.2.4. Ароматизация с использованием различных соединений
металлов в высших степенях окисления
Некоторые металлы в высших степенях окисления могут быть
эффективными дегидрирующими агентами. Здесь рассмотрены
реакции этого типа с использованием тетраацетата свинца, ди-
оксида марганца и пероксида никеля. Тетраацетат свинца от-
личается от двух других реагентов тем, что обычно растворим
в растворителях, в которых он используется, например в уксус-
ной кислоте или бензоле.
2.2.4.1. Тетраацетат свинца [1]*
Соединения, содержащие активированные С—Н-группы, можно
дегидрировать тетраацетатом свинца в тех случаях, когда реак-
ция приводит к образованию ароматической системы В частно-
* Обзор, посвященный окислению органических соединений тетраацетатом
свинца, см.: Mihailovic М, Lj., Cekovii 2.., Lorens L., in: Organic Syntheses by
Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum
Press, New York, 1986, pp. 741—816. — Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
31
сти, производные 1,4-дигидробензола легко превращаются в со-
ответствующие бензолы (табл. 2.8, пример 1); аналогично мож-
но дегидрировать и производные 1,2-дигидробензола (табл. 2.8,
пример 2), хотя в этом случае обычно преобладают реакции
присоединения. Электронодонорные группы, по-видимому, уско-
ряют дегидрирование тетраацетатом свинца (табл. 2.8, при-
мер 3). 1,3,5-Тризамещенные 2-пиразолины в реакциях с этим
окислителем превращаются с хорошим выходом в соответствую-
щие пиразолы (табл. 2.8, пример 4).
1,3,5-Трифенилпиразол [5]. К раствору 1,3,5 трнфеннлпиразолнна (13,6 г,
0,046 моля) в днхлорометане (400 мл) добавляют раствор тетраацетата свин-
ца (24 г, 0 054 моля) в дихлорометане (200 мл). После выдерживания реак-
Ph Ph
циоиной смесн в течение 24 ч прн комнатной температуре соединения свинца
удаляют, добавляя разбавленную уксусную кислоту, а затем по каплям гид-
разингидрат до исчезновения коричневой окраски диоксида свинца прн встря-
хивании. Раствор сушат над KzCO3, растворитель отгоняют в вакууме, а остаток,
хроматографируют на оксиде алюминия (Spence type Н), используя в ка-
честве элюента смесь эфира н легкого петролейного эфира (объемное соотно-
шение 1 19) Получают 1,3,5-трифеннлпиразол (12,05 г, 89%), т. пл. про-
дукта, перекристаллизованного из метанола, 139—140 °C.
2.2.4.2. Диоксид марганца [6]*
Считается [7], что диоксид марганца представляет собой луч-
ший реагент для окисления 1,3,5-триза мешенных 2-пир азолинов
в соответствующие пиразолы, чем тетраацетат свинца.
2.2.4.3. Пероксид никеля [8]**
Хотя использование пероксида никеля для ароматизации не
находит широкого распространения, известно [9], что он превра-
щает пиразолины в пиразолы с прекрасными выходами***.
* Обзор посвященный окислению органических соединений диоксидом
марганца, см.: Fatiadi A. J., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I, eds.), Plenum Press, New York,
1986, pp 119—260. — Прим, перев.
** Обзор, посвященный окислению органических соединений пероксидом
никеля, см • George М. V., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J , de Jonge C. R. H. I., eds ), Plenum Press, New York,
1986, pp. 373—422 —Прим, перев.
*** Описано также дегидрирование с препаративными выходами некоторых
других азотсодержащих гетероциклов, а также широкого круга оксазолинов
и тиазолинов \ Evans D. L., Minster Ь. К., Jordis U., J. Org. Chem., 44, 497
(1979)]. — Прим, перев.
.32
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
1. Обзорные статьи, включающие сведения об ароматизации с использованием
тетраацетата свинца, см,- a) Criegee R., in: Oxidation in Organic Chemistry
(Wiberg К. B, ed ), Part A, p. 277, Academic Press, New York, 1965; 6) But-
ler R. N., in: Synthetic Reagents (Pizey J. S., ed.), Vol. 3, p. 277, Ellis Hor-
wood, Chichester, 1977.
:2. Criegee R., Justus Liebigs Ann. Chem., 481, 263 (1930).
3. Meerwein H., Chem. Ber., 77, 227 (1944).
4. Birch A. J., Murray A. R„ Smith H., J. Chem. Soc., 1951, 1945.
5. Gladstone W. A. F„ Norman R. О. C., J. Chem. Soc. (C), 1966, 1536.
6. Обзор по окислению органических соединений диоксидом марганца см.:
Pizey J. S., in: Synthetic Reagents (Pizey J. S., ed.), Vol. 2, p. 143, Ellis
Horwood, Chichester, 1974.
7. Bhatnagar 1., George M. V., Tetrahedron, 24, 1293 (1968).
8. Обзор no окислению органических соединений пероксидом никеля см.:
George М. V., Balachandran К. S., Chem. Rev., 75, 491 (1975).
'9. Balachandran К. S., Bhatnagar 1., George 'M. V., J. Org Chem., 33, 3891
(1968).
2.2.5. Ароматизация под действием карбениевых ионов,
включающая гидридный перенос [1]
Достаточно устойчивые карбениевые ионы, т. е. такие, которые
не разлагаются или не перегруппировываются немедленно после
образования, находят применение как дегидрирующие агенты
или акцепторы гидрида. Наиболее известным из таких ионов
является, вероятно, трифенилметил-катион, легко получаемый
[2] в виде перхлората или тетрафторобората. Эти реагенты
используются для ароматизации гидроароматических (табл. 2.9,
примеры 1 и 2) и гидрогетероароматических (табл. 2.9,
примеры 3 и 4) соединений. Особо следует отметить их приме-
нение для генерации карбениевых ионов ароматического харак-
тера, например циклогептатриенил-катиона (тропилий-иона)
(табл. 2.9, примеры 5 и 6).
Циклогептатрненилтетрафтороборат (тропилийтетрафтороборат) [4].
Эквимолярные количества трифенилметилтетрафторобората [2, 6] н Цикло-
гептатриена смешивают с минимальным количеством сухого ацетона, необ-
ходимым для полного растворения при комнатной температуре. Через
яесколько минут растворитель отгоняют в вакууме масляного насоса, а оста-
рь;свгг
ВР4" + Ph3CH
ток растирают с безводным эфиром, чтобы растворить трнфеннлметан. Эфир-
ный экстракт удаляют и процедуру растирания с эфиром повторяют. Остаю-
щуюся соль тропилия перекристаллизовывают из смеси ацетонитрил — этила-
цетат и получают чистую соль с выходом 60—90%, т. пл. (с разл.) >210 °C.
Описан и другой способ приготовления циклогептатриенилтетрафторобора-
та [6]. По своей природе тетрафтороборат менее опасен в работе, чем пер-
хлорат, однако описана методика безопасного обращения и с последним [7]*.
* В качестве акцептора гидрида с успехом можно использовать также
питроннй-катнон, легко генерируемый реакцией нитрата аммония с трнфторо-
2 Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
33
1. Обзор по реакциям гидридного переноса с участием карбениевых ионов см.:
Nenitzescu С. D., in: Carbonium Ions (Olah G. A., Schleyer P. Von R., eds.).
Vol. 2, Chapter 13, Wiley (Interscience), New York, 1970.
•2 Dauben H. J., Jr., Honnen L. R., Harmon К. M., J. Org. Chem., 25, 1442
(1960).
3. Bonthrone W„ Reid D. H„ J. Chem. Soc., 1959, 2773.
4. Dauben H. J., Jr., Gadecki F. A., Harmon К. M., Pearson D. L., J. Am. Chem.
Soc., 79, 4557 (1957).
5. Jacobson R. A., Lipscomb W. N., J. Am. Chem. Soc., 80, 5570 (1958).
6. Org. Synth. Coll. Vol., 5, 1138 (1973).
7. Wulf man D. S., Synthesis, 1973, 173.
2.3. Получение спиртов, гидропероксидов,
диалкилпероксидов, циклических пероксидов,
простых и сложных эфиров
Описано множество методов для осуществления превращения
8—>-9, представленного схемой 2.6, где OR в соединении 9 может
быть гидрокси- (R=H), гидроперокси- (R—ОН), алкилперокси-
(R=OAlk), алкокси- (R=Alk) или ацилоксигруппой (R = COAlk
или СО Аг), однако многие такие процессы протекают с низкими
R’ R’
I I
R1—C—Н ► R1—С—OR
Rs
В 9
Схема 2.6.
выходами или ограничены определенным типом субстрата, по-
этому здесь рассмотрены лишь реакции, обладающие относи-
тельной общностью или особой синтетической ценностью*.
2.3.1. Спирты
Получение спиртов прямым химическим окислением алканов
(схема 2.6, 8—>9, R = H) не имеет общего препаративного зна-
чения, так как получаемые таким образом спирты чувствитель-
уксусным ангидридом в дихлорометане или хлороформе. Трнфтороацетат
тропилия, получаемый в такой системе окислением циклогептатриена, легко
можно превратить в любую другую соль тропнлня (тетрафтороборат, пер-
хлорат, тринодид, гексафтороантимонат нли гексафторофосфат) [Crivello J. К,
Synth. Commun., 3, 9 (1973)]. — Прим, перев.
* К тому же типу окисления (схема 2.6) относится получение продуктов
фотохимического а-иитрокснлировання таких субстратов, как алкилбензолы,
протекающее под действием нитрата аммоиня -церня(ГУ) в мягких условиях
(40 °C) в ацетоннтрнле [Baciocchi Е„ Rol С., Sebastiani G. V., Serena В., Tetra-
hedron Lett., 25, 1945 (1984); Baciocchi E„ Gel Giacco T., Rol C., Sebas-
tiani G V., Tetrahedron Lett., 26, 541 (1985)]. — Прим перев.
3—39
34 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
ны к окислению. Очевидно, что наиболее устойчивы к дальней-
шему окислению третичные спирты, и это их свойство наряду
с повышенной реакционной способностью связи углерод—водо-
род у третичного центра в реакциях окисления по сравнению
с вторичным или первичным центром объясняет тот факт, что
окисление алканов в спирты протекает наиболее успешно в тех
случаях, когда в реакции участвует третичный атом водорода.
Для проведения этого превращения использовали широкий круг
окисляющих агентов, включая хромовую кислоту, триоксид
хрома в уксусной кислоте, перманганат калия в щелочных рас-
творах*, пероксиуксусную кислоту при облучении УФ-светом,
нитробензол при облучении УФ-светом, а также пероксид водо-
рода в сочетании с нитратами и нитритами. Для других суб-
стратов 8 окисление этого типа возможно только при активации
связи С—Н такой соседней группой, как арил**, 1-алкенил или
карбонил. В последнем случае реально окисляющейся формой
субстрата может быть эфир енольной формы карбонильного
соединения. В разд. 2.3.1.1 рассмотрено окисление при неакти-
вированном положении; разд. 2.3.1.2—2.3.6.4 посвящены окисле-
нию при активированном центре***.
* Окисление перманганатом у третичного центра в условиях межфазного
катализа протекает н в кислых средах. Так, в присутствии солей триэтнлбензнл
аммония перманганат в уксусной кислоте окисляет метилциклогексан в 1-гидр
окси-1 метилциклогексан, а цис-декалнн в цис декалол [Schmidt W. Р., Scha-
fer И. 1., Angew. Chem., 91, 77 (1979)]. — Прим, перев.
** Описано получение бензнлоных спиртов прямым а-гидроксилированием
метиларенов нитратом аммония-церия(1У) в днметилсульфоксиде в присутст-
вии воды [Dalia Cort A., Mandolin! L., Gazz, Chim. Ital., 114, 283 (1979)].
Отметим, что аналогичным образом можно получить н другие а-производные
метиларенов (тиоцианаты, цианиды, азиды, бензильные производные пипери-
дина). Разработай также препаративный метод превращения метильной груп-
пы толуола и замещенных толуолов с электроиоакцепторными группами в оксн-
метильную группу обработкой соответствующего метиларена ацетатом кобаль-
та(1П) нлн .марганца(Ш) [Белецкая И П., Демьянов П. И., Махонькое Д И.,
Зельдис И. М—ЖОрХ, 1981, 17, с. 681, авт. свид. СССР № 910594 (1981);
Махонькое Д. И., Родкин М. А., Белецкая И. П.—ЖОрХ, 1985, 21, с. 1585;
Белецкая И. П.. Махонькое Д. И., Родкин М. А. — авт. свид. СССР № 1266846
(1986)] или нитратом аммоння-церия(ГУ) (Махонькое Д. И. Чепраков A. R.,
Родкин М. А., Мильченко А. Ю., Белецкая И. П.—ЖОрХ, 1986, 22, с. 30)
в водной трнфтороуксусиой кислоте в присутствии галогенидов (хлоридов или
бромидов) щелочных металлов с последующим гидролизом смеси а-замещен-
ных толуолов (бензнлгалогенидов, бензилацилоксялатов н бензиловых спир-
тов) . — Прим, перев.
*** В противоположность химическому окислению микробиологическое
окисление [1] может приводить к весьма региоспецифичному и стереоспеци-
фичному гидроксилированию у неактнвнрованных центров. Такие методы ока-
зались особенно полезными в области хнмнн стероидов. Обычно наблюдаемая
при химическом окнсленнн предпочтительность атаки на третичный (а не вто-
ричный нлн первичный) центр может быть изменена прн наличии определен-
ных стереохимических факторов, возникающих, вероятно, вследствие простран-
ственного соответствия нли несоответствия между молекулами субстрата и
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
35
1. Исчерпывающий обзор по оксигеннрованню с помощью микроорганизмов
см.: Johnson Д. A., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S.,
ed.), Part C, p. 131, Academic Press, New York, 1978, и работы, цитирован-
ные в этой статье.
2.3.1.1. Озон, адсорбированный на силикагеле
Этот реагент, по-видимому, особенно полезен для внедрения
атома кислорода по связи углерод—водород при третичном
центре (табл. 2.10)*.
1-Адамантанол (трицикло[3.3.1.13-7]декан-1-ол) [1]**. Внимание! Этот
эксперимент следует проводить в вытяжном шкафу за защитным экраном.
Силикагель 60 [500 г, размеры частиц 0,063—0,200 нм (70—230 меш)] сушат
при 300 °C несколько часов для удаления остатков адсорбированной воды,
затем помещают в круглодонную колбу емкостью 2 л и добавляют раствор
адамантана (6 г, 0,044 моля) в пентане (100 мл) при очень интенсивном
щсшшнагель
w-65 dff-c&c
перемешивании, так, чтобы обеспечить равномерное увлажнение адсорбента.
Пентан отгоняют на роторном испарителе при комнатной температуре в ва-
кууме (20 мм рт. ст.), а остаток перемешивают в колбе роторного испарителя
еще в течение 2 ч. Затем снлнкагель помещают в цилиндрический двугорлый
сосуд (диаметром 90 мм н высотой 280 мм), одно горло снабжают насадкой
Кляйзена для перегонки, а в другое помещают термометр, так, чтобы конец
его приходился на середину высоты сосуда. В вертикальную часть иасадкн
Кляйзена вставляют газовводпую трубку с крупнопористой стеклянной пла-
стиной иа конце так, чтобы этот конец располагался в 2—3 мм от центра
дна сосуда. Изогнутую часть насадкн Кляйзена, которая служит для вывода
газа, соединяют с осушительной колонкой. Реакционный сосуд охлаждают
до - 78 °C в бане со смесью сухого льда н 2-пропанола, после чего ток кис-
лорода (осушенного пропусканием через силикагель и молекулярные снта)
пропускают сначала через озонатор, который на этой стадии выключен, а за-
тем через реакционный сосуд со скоростью около 1 л/мнн в течение 2 ч.
фермента Хотя примеры микробиологического окисления не приводятся н этой
книге, потенциальные возможности такого метода окисления следует иметь
в виду (см. также: Фонкен Г., Джонсон Р. Микробиологическое окисление.
Пер. с англ.—М.: Мир, 2976. — Прим, перев.).
* Описано также катализируемое рутением окисление алканов [Carl-
sen Р. Н., Synth. Commun., 17, 19 (1987)]. В частности, 1-адамантанол полу-
чен с выходом 75% при окислении адамантана трихлорндом рутения в прнсут
ствни метапериодата натрия в системе тетрахлорометан — ацетонитрил — вода
(объемное соотношение 2:1:3). — Прим, перев.
** Отметим, что обычным способом получения 1-адамантанола является
гидролиз 1-бромоадамантана. Описан удобный способ окислительного броми-
рования адамантана эквнмольнымн количествами бромидов щелочных ме-
таллов в присутствии молекулярного кислорода и каталитических количеств
азотсодержащих окислителей (нитратов или оксидов азота) в трнфтороуксус-
ной кислоте, дающий практически количественный выход продукта (Чепра-
ков А. В., Махонькое Д. И., Белецкая И. П. — Изв. АН СССР, сер. хим.,
1987, с. 698). — Прим, перев.
3*
36 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
За это время температура внутри сосуда повышается (до —60-------65°C).
После этого включают озонатор* н смесь кислорода и озона пропускают
через реакционный сосуд в течение 2 ч; в ходе реакции силикагель приобре-
тает темно-синюю окраску. Не следует охлаждать баню ниже рекомендован
ной здесь температуры во избежание образования жидкого озона (температу-
ра сжижения—112ЬС), что создает впоследствии опасность взрыва. Охлаж-
дающую баню убирают и в течение 3 ч дают реакционной смеси нагреться до
комнатной температуры. Силикагель нз реакционного сосуда переносят в хро-
матографическую колонку н элюируют этилацетатом (3 л). После отгонки
элюента получают сырой 1-адамантанол (6,1—6,4), который растворяют в го-
рячей смеси днхлорометан — гексан (объемное соотношение 1.1) (200 мл).
Раствор фильтруют, упаривают до начала кристаллизации, а затем выдержи-
вают прн —20 °C в течение нескольких часов. Выпавшие кристаллы от-
фильтровывают н получают 1-адамантанол (3,0—3,2 г, 45—48%), т. пл. 280—
282°C (в запаянном капилляре). Далее в два приема после упаривания и
охлаждения маточников получают дополнительное количество слабозагряз-
ненного 1-адамантанола (в общей сложности 2,2—2,6 г) с т. пл. от 270—
274 до 275—280 ”С; таким образом, суммарный выход составляет 81—84%.
1. Org Synth., 59, 176 (1980).
2. Cohen Z„ Keinan E., Mazur У., Varkony T. H., J. Org Chem, 40, 2141 (1975).
3. Beckwith A. L. J., Duong T., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1979, 690.
2.3.1.2. Диоксид селена
Окисление аллильного атома углерода в алкене с образованием
соответствующего спирта можно осуществить, используя либо
диоксид селена [1] в теоретическом стехиометрическом количе-
стве (0,5 экв.), либо каталитическое количество диоксида селена
[2,3J - сигпатропиый сдвиг
енобая реакиия
н
0=Se=0
С хеми в.7.
в присутствии таких окислителей, как трет-бутилгидропероксид
[2, 3] или пероксид водорода [4]**. Дальнейшего окисления до
карбонильного соединения можно избежать, тщательно подби-
* Скорость потока озона, по данным йодометрического титрования, со-
ставляет около 0,025 моль/мин.
** Следует отметить, что существует ряд проблем при применении катали-
тической процедуры с участием трет-бутилгидропероксида к цнклоалкенам с
малым нлн средним размером цикла [3]. Прн нспользованин этой каталитиче-
ской методики алкины могут гидроксилироваться в а положение, иногда
наблюдается и гидроксилирование в оба (а и а') положения [5].
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 37
рая растворитель и условия реакции: использование смеси ук-
сусная кислота — уксусный ангидрид в качестве растворителя
приводит к образованию аллилацетатов, которые стабильны
в этих окисляющих средах и из которых соответствующие спир-
ты можно получить гидролизом или гидрогенолизом. Механизм
окисления алкенов диоксидом селена, как полагают [6], вклю-
чает две перициклические реакции (схема 2.7), что объясняет
стереоспецифические особенности, часто наблюдаемые в таких
процессах. Некоторые иллюстративные примеры такого окис-
ления представлены в табл. 2.11.
траис-Пинокарвеол [4] В круглодоиную колбу емкостью 500 мл, снаб-
женную мешалкой, капельной воронкой, термометром и обратным холодиль-
ником, помещают раствор диоксида селена* (0,74 г, 0,007 моля) в трет-бу-
H.Q.- s«o,___________
ме>сон. Н,0. 40-50’С
тнловом спирте (150 мл), затем Р-иинен (68 г, 0,5 моля) н перемешиваемую
смесь нагревают до 40 °C на водяной бане. Из капельной воронки в течение
90 мин добавляют по каплям водный 50%-ный раствор пероксида водорода**
(35 мл, 0,62 моля), поддерживая температуру реакционной смесн в интервале
40 50 °C н охлаждая ее прн необходимости с помощью бани с холодной
водой. Перемешивание продолжают еще 2 ч, затем добавляют бензол (50 мл),
реакционную смесь переносят в делительную воронку и промывают насыщен-
ным раствором сульфата аммония (3X50 мл), затем сушат (NajSO#). Для ста-
билизации продукта прн перегонке добавляют небольшое количество гидро-
хинона, отфильтрованный раствор упаривают и остаток перегоняют. Получают
транс-пинокарвеол (37—42 г, 49—55%), т. кип. 60—70°С/1 мм рт. ст.,
[а] с2°+(53,5-60,0°) (с 2,5 в метаноле).
1. Обзорные статьи по окислению диоксидом селена см. в разд. 2.1.3, ссыл-
ка [1].
2. Umbreit М. A., Sharpless К. В., J. Am. Chem. Soc., 99 5526 (1977).
3. Sharpless К. В., Verhoeven Т. R., Aldrichimica Acta 12, 63 (1979).
4. Org. Synth., 56, 25 (1977).
5. Chabaud B., Sharpless К. B., J. Org. Chem., 44, 4202 (1979).
6. Reich H. J., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.).
Part С, p. 1, Academic Press, New York, 1978, особенно pp. Ill—113.
7. Guillemonat A., Ann. Chim., 11, 143 (1939)
8. Mousseron M., Jacquier R, Bull. Soc. Chun Fr„ 1952, 467.
9. Schaeffer /. P., Horvath B., Klein H. P., J Org. Chem., 33, 2647 (1953).
10. Campbell W. P., Harris G. C., J. Am. Chem. Soc., 63, 2721 (1941).
11. Fieser L. F„ Ourisson G., J. Am. Chem. Soc., 75, 4404 (1953).
12. Rosenheim 0., Starling W. W., J. Chem. Soc., 1937, 377.
* Соединения селена токсичны, поэтому твердый диоксид селена или его
раствор, попавшие на кожу, необходимо немедленно смыть проточной водой.
** Водный 50%-ный раствор пероксида водорода, попадая на кожу, вы-
зывает ожогн, поэтому следует работать в перчатках.
38
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
2.3.1.3. Ангидрид фенилселенистой кислоты
С помощью этого реагента можно гидроксилировать «-положе-
ние в кетоне [1].
цис- и транс- 1а-Гидрокси-2,2-диметил-1-декалон [1]. Раствор 2,2 диметил-
1-декалона (0,048 г, 0,28 моля) н ангидрида феннлселеннстой кислоты
(0,194 г, 0,54 моля) в хлоробензоле (2 мл), содержащий гидрид натрия
(0,026 г 50%-иой суспензии в масле) кипятят в течение 14 ч. Охлажденную
реакционную смесь фильтруют, фильтрат упаривают, а остаток очищают ко-
лоночной хроматографией на силикагеле. Получают цис 1а-гидроксн-2,2-диме-
тил-1-декалои (0,008 г, 15%), транс-1а-гидроксн-2,2-днметнл-1-декалон
(0,008 г, 15%) и исходный кетон (0,024 г, 50%).
1. Yamakawa К., Satoh Т„ Ohba Ы., Sakaguchi R., Takita S., Tamura N., Tetra-
hedron, 37, 479 (1981).
2.3.1.4. Окспгенирование карбанионов
Соединения, содержащие связи С—Н, из которых обработкой
подходящим основанием можно удалить протон, можно гидрок-
силировать* при кислотном центре реакцией образующегося
карбаниона с молекулярным кислородом**. Примеры приведены
в табл. 2.12.
зр,17а-Дигидрокси-6,16р-диметил-5-нрегнеи-20-он [7]. Гидрид натрия (15 г
50%-ной суспензии в масле, 0,0031 моля) растворяют в смеси трет-бутилово-
го спирта (2 мл) и И.Ы-днметнлформамида (3 мл) и к раствору добавляют
N.N-днметилформамид (5 мл) и триэтнлфосфит (0,5 мл). Смесь охлаждают
до —25 °C и пропускают через нее ток кислорода. Затем добавляют 3[)-аце
токси-6,16[)-диметил-5-прегнен-20-он (1,09 г, 0,0029 моля) в тетрагндрофураие
’ В разновидности этой реакции енольные формы кетонов [1, 2] и слож-
ных эфиров [1, 2], а также некоторые нитрилы [3] реагируют с пероксидом
молибдена в смеси пиридин — гексаметнлфосфортрнамид с образованием
а-гидрокенпроизводных. Обработка кетонов иодозобензолом или феиилиодозо-
днацетатом [4] или сложных эфиров феиилнодозодиацетатом [5] также слу-
жит мягким методом а-гидрокенлировання этих соединений.
** Триарнлметаны эффективно окисляются молекулярным кислородом в си-
стеме гидроксид калия — диметоксиэтан — 18-краун-6, давая соответствующие
триарилкарбинолы с выходами до 90—95% (Артамкина Г. А., Гринфельд А. А.,
Белецкая И. П. — Изв. АН СССР, сер. хим., 1983, с. 383—391). Интересно, что
окисление днарилметанов в тех же системах приводит в ряде случаен к обра-
зованию смесей трнарилкарбинолов и бензойных кислот — продуктов расщеп-
ления промежуточно образующихся диарилкетонов [Артамкина Г. А., Грин-
фельд А. А., Белецкая И П. — Изв. АН СССР, сер. хнм., 1983, с. 383—391,
н авт. евнд. СССР № 910575, 910576 (1980)]. — Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
39
(8 мл) и продолжают пропускать кислород в течение 22 ч. После этого
добавляют раствор гидроксида натрия (0,5 г) в смеси метанол —
вода (15 мл, объемное соотношение 2:1) и перемешивают полученную массу
при комнатной температуре в течение 1 ч, затем подкисляют раствор уксус-
ной кислотой и добавляют воду для осаждения продукта, который отфильтро-
вывают и сушат. Кристаллизацией из смеси метанол — этилацетат получают
ЗР,17а-днгидроксн-6,16[} днметнл-5-прегнен-20-он (0,662 г, 65%), т. пл. 175—
182 °C. Из маточника можно выделить дополнительное количество (0,104 г)
менее чистого продукта с т. пл. 170 178 "С.
1. Vedejs Е., J. Am. Chem. Soc., 96, 5944 (1974).
2. Vedejs Е., Angler D. A., Telschow J. L., J. Org. Chem., 43, 188 (1978).
3. Vedejs E„ Telschow J. E., J. Org. Chem., 41, 740 (1976).
4. Moriarty R. M„ Hu H., Gupta S. C., Tetrahedron Lett., 1981, 1283.
5. Moriarty R. M., Hu H., Tetrahedron Lett., 1981, 2747.
6. Russell G. A., Janzen E. G., Becker H.-D., Smentowski F. J., J. Am. Chem.
Soc., 84, 2652 (1962).
7. Gardner J. M., Carlon F. E„ Gnoj O., J. Org. Chem., 33, 3294 (1968).
8 Wasserman H. H., Llpshutz В H., Tetrahedron Lett., 1975, 1731.
9 Moersch G W., Zwiesler M. L., Synthesis, 1971, 647.
2.З.1.5. Эпоксидирование и гидроксилирование енолятов
Карбонильные соединения можно превратить в соответствующие
силиловые эфиры енолов, которые при эпоксидировании At-хло-
ропероксибензойной кислотой или гидроксилировании тетраок-
сидом осмия дают интермедиаты, гидролиз которых приводит
к соответствующим а-гидроксикарбонильным соединениям
(табл. 2.13, примеры 1—4). При эпоксидировании силиловых
эфиров енолов кетонов такие промежуточные продукты (а-си-
лилоксикетоны) можно выделить (табл. 2.13, пример 5).
а-Триметилснлнлоксипропиофенон [5]. К перемешиваемому раствору си-
лилового эфира енола пропиофенона (1,03 г, 0,005 моля) в днхлорометаие, со-
держащему небольшое количество твердого гидрокарбоната натрия, добав-
М-С1С»Н4С0з0Н. сн,и.
ляют порциями в течение нескольких минут 1,1 экв. 85 %-ной л-хлоропероксн-
беизойной кислоты. После перемешивания в течение 1 ч при комнатной тем-
пературе добавляют водный раствор сульфита натрия для разложения избыт-
40 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
ка пероксида, органический слой отделяют, промывают водным раствором
гидрокарбоиата натрия, затем сушат. Упариванием отфильтрованного раство-
ра и молекулярной перегонкой остатка* получают а-трнметнлснлнлоксипро-
пнофенон (0,96 г, 87%), т. кип. 85°С/0,6 мм рт. ст.
1. Rubottom G. М., Vazque М. A., Pelegrina D. R., Tetrahedron Lett., 1974,
4319.
2. Rubottom G. M., Gruber J. M., J. Org. Chem., 43, 1599 (1978).
3. Rubottom G. M„ Marreo R , J. Org. Chem., 43, 3783 (1975).
4. McCormick I. P„ Tomusik W., Johnson M. W., Tetrahedron Letts., 1981,
607.
5. Hassner A., Reuss R. H., Pinnick H. IVZ., J. Org. Chem., 40, 3427 (1975).
2.3.2. Гидропероксиды
Гидропероксиды [схема 2.6 (9, R=OH)] образуются при сво-
боднорадикальном окислении углеводородов кислородом в ос-
новном триплетном состоянии [1,2] или при сенсибилизирован-
ном фотооксигенировании алкенов, содержащих по меньшей
мере один аллильный атом водорода [3—6]. В последнем слу-
чае кислород реагирует в возбужденном синглетном состоянии**.
Эти два типа окисления имеют различные механизмы и рас-
смотрены ниже отдельно в разд. 2.3.2.1 и 2.3.2.2***.
1. Сверн Д. — В кн.: Общая органическая химия./Под ред. Д. Бартона,
В. Д. Оллиса. Т. 2. Пер. с англ./Под ред. Дж. Стоддарда. — М.: Химия,
1982, с. 445.
2. Hiatt R., in: Organic Peroxides (Swern D., ed.), Vol. 2, Chapter 1, Wiley
(Interscience), New York, 1971, и цитированные в этой статье работы.
3. Adams W. R., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 2, p. 65, Dekker,
New York, 1971.
4. Denny R. W., Nickon A., Org. React., 20, 133 (1973).
5. House H. E., Modern Synthetic Reactions, 2nd ed., pp. 337—352, Benjamin,
Menlo Park, California, 1972.
6. Gollnick K., Adv. Photochem., 6, 1 (1968).
* См. сноску на с. 23. — Прим, перев.
** В основном состоянии молекулярный кислород имеет два неспаренных
электрона с одинаковыми спииамн н, следовательно, является триплетной ча-
стицей. Молекулярный кислород имеет также два возможных синглетных со-
стояния с более высокой энергией, в которых все электроны спарены, причем
два электрона с наивысшей энергией могут располагаться на одной орбитали
(*Ак-состояние) или на различных орбиталях ('Xg+-состояние). Энергии состоя-
ний 'Ag н + выше основного приблизительно на 94,14 и 156,9 кДж/моль со-
ответственно.
*** О получении гидропероксидов см. также: Рахимов А. И. Химия и тех-
нология органических перекисных соединений. — М.: Химия, 1979; Хав-
кине Э. Дж. Э. Органические перекиси, их получение и реакции. Пер. с англ. —
М. — Л.: Химия, 1964; Успехи химии органических перекисных соединений
н аутоокислення./Под ред. Н. М. Эммануэля и др. — М.: Химия, 1969. — Прим,
перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
41
2.3.2.1. Триплетяыб кислород
Свободнорадикальное окисление углеводородов атмосферным
кислородом* называют автоокислением; именно этот процесс в
основном ответствен за порчу пищевых продуктов на воздухе.
Контролировать этот тип окисления в лабораторных условиях
трудно, а выходы в реакциях обычно низки. Освещение, неко-
торые ионы металлов и радикалы промотируют эти реакции,
в которых кислород реагирует в своем основном, триплетном
состоянии. Третичный центр оказывается наиболее чувствитель-
ным к окислению (по сравнению с вторичным и первичным
центрами) в соответствии с тем, что отрыв атома водорода в
этом случае происходит легче и приводит к образованию отно-
сительно стабилизированного радикала. Так же легко атакуются
с образованием соответствующих гидропероксидов аллильные и
бензильные центры. Легко окисляется также альдегидная связь
углерод—водород, причем образующаяся на первой стадии пер-
оксикислота обычно взаимодействует далее с еще непрореаги-
ровавшим альдегидом, давая соответствующую кислоту. Авто-
окисление a-положения простых эфиров создает определенную
опасность при работе в лаборатории, так как образующиеся при
этом гидропероксиды способны самопроизвольно взрываться.
Некоторые примеры синтезов гидропероксидов автоокислением
приведены в табл. 2.14.
1-Гндроперокснтетралпн [4]. В трехгорлую круглодонную колбу емко-
стью 1 л, снабженную термометром, обратным холодильником и двумя
газовводными трубками с донышками из крупнопористого стекла для диспер-
гировании газа, соединенными с источником кислорода, помещают чистый
тетралин (600 г, 4,54 моля). Колбу погружают в термостатнруемую баню,
О2Н
в которой поддерживают температуру 70 °C. Через тетралин пропускают кис-
лород до тех нор, пока содержание пероксида в реакционной смеси не достиг-
нет 25—30% (24—48 ч), что соответствует содержанию активного кислорода
2,4—2,9%**. Затем, соблюдая меры предосторожности против взрыва (защит-
* О реакциях озона с алканами см.: Разумовский С. Д.. Зайков Г. Е. Озон
и его реакции с органическими соединениями (кинетика и механизм). — М.:
Наука, 1974; Bailey Р. S., Ozonation in Organic Chemistry. Vol. 2, Nonolefinic
Compounds, Academic Press, New York, 1982. — Прим, перев.
** Содержание активного кислорода определяют следующим образом; точ-
ную навеску (0,1—0,3 г) реакционной смеси помещают в колбу для йодомет-
рического анализа и растворяют в смесн уксусная кислота — хлороформ
(объемное соотношение 3 : 2) (20 мл), после чего добавляют насыщенный рас-
твор иоднда калия (2 мл). Воздух из колбы вытесняют азотом, колбу закры-
42 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
ный экран и т. п.), реакционную смесь перегоняют, используя елочный
дефлегматор (60X2,5 см), пока температура в колбе не достигнет 70“С; при
этом отгоняется около 370—380 г непрореагировавшего тетралина (т. кип. 32—
45°С/0,2—0,4 мм рт. ст.). Остаток в перегонной колбе представляет собой
масло янтарно-желтого цвета н содержит около 80% 1 гидроперокситетрали-
на. Этот остаток растворяют в толуоле (450 мл) и раствор при перемешива-
нии охлаждают до —50 °C. После выдерживания прн этой температуре в те-
чение 1 ч осадок отфильтровывают под вакуумом, используя охлажденную
воронку Бюхнера, и сушат при комнатной температуре в вакууме 1—
2 мм рт. ст. Получают относительно чистый 1-гидроперокситетралии (120—
125 г), т. пл. 50,2—52°C, содержащий 9,20% активного кислорода.
Перекристаллизацией этого продукта из толуола (480 мл) при —30 "С
получают чистый 1-гидроперокситетралии (80—85 г, 44—57% в расчете на
содержание пероксида в окисленном тетралине), т. пл. 54—54,5°C.
1. Griegee R, Chem. Вег, 77, 22 (1944).
2. Fisher G. S., Stinson J. S., Goldblatt L. A., J. Am. Chem. Soc., 75, 3675
(1953).
3. Griegee R., Pilz H., Flygare H.f Ber., 72, 1799 (1939).
4. Синтезы органических препаратов. Сб. 6. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1956,
с. 19.
5. Hock И., Lang S., Вег., 77, 257 (1944).
6. Drillat Torres L., Bordier E., C. R. Hebd. Seances Acad. Sci., Ser. C, 266,
1381 (1968).
2.3.2.2. Синглетный кислород
Молекулярный кислород можно перевести из его основного три-
плетного состояния в возбужденное синглетное состояние путем
сенсибилизированного красителями фотовозбуждения [1—4]*,
а также в результате некоторых химических реакций [1, 2] и
при действии на газообразный кислород высокочастотного
вают пробкой и оставляют при комнатной температуре на 15 мин. Затем добав-
ляют воду (50 мл), содержимое колбы тщательно встряхивают и выделивший-
ся иод оттитровывают 0,1 М раствором тиосульфата натрия, используй в ка-
честве индикатора растворимый крахмал (1 мл 0,1 М раствора тиосульфата
натрия соответствует 0,00821 г 1-гидроперокситетралина).
* В качестве сенсибилизаторов обычно используются красители, такие,
например, как бенгальский розовый, эозии или метиленовый голубой, но иногда
и некоторые ароматические соединения, например пирен или динафтотиофен.
Для препаративных целей обычно достаточно 50—100 мг сенсибилизатора на
100 г субстрата. Выбор растворителя обычно зависит от растворимости суб-
страта и красителя в реакционной среде. Как правило, используются спирты,
тетрагидрофуран, вода, пиридин, хлороформ, дихлоромстаи и дисульфид угле-
рода. В литературе имеются указания на преимущества системы дисульфид
углерода — метаиол (или этанол)—эфир (объемное соотношение 14:1:1,5)
в качестве растворителя для реакций фотоокислеиия [5]. Общая техника рабо-
ты и экспериментальные условия обсуждаются в работах [1, 2]**.
** По этому вопросу см. также сборник статей, перепечатанных из перио-
дических изданий Singlet Molecular Oxygen (Schaap A. P., ed.), Dowden, Hut-
chinson, Ross, Stroudsburg, Pennsylvania, 1976, и книгу Singlet Oxygen. Reac-
tions with Organic Compounds and Polymers (Ranby B_, Rabek J. F., eds.),
Wiley Interscience, Chichester, 1978 —Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 43
(безэлектродного) разряда [1, 2]*. Кислород в синглетном
состоянии реагирует с алкенами иным образом, чем кислород
в триплетном состоянии, хотя в обоих случаях конечным резуль-
татом реакции является введение гидропероксигруппы в аллиль-
ное положение. Наиболее существенно то, что при реакции с
синглетным кислородом происходит полная аллильная перегруп-
пировка. Это обстоятельство наряду с другими данными позво-
ляет предположить два наиболее вероятных механизма реакции
с—о
а
Схема. Z.8.
(а или б), представленных на схеме 2.8. Механизм а включает
реакцию «енового» типа, а механизм б предусматривает проме-
жуточное образование пероксирана. Монозамещенные алкены
инертны в таких реакциях, в то время как реакционная спо-
собность полизамещенных алкенов возрастает с увеличением
числа заместителей (ди-<§стри-<тетразамещенные). Некоторые
примеры таких процессов приведены в табл. 2.15, примеры 1—4.
Эфиры енолов также могут играть роль алкеновой компоненты
в реакциях с синглетным кислородом (табл. 2.15, примеры 5и 6).
Зр-Гидрокси-5агидропероксихолест-6-ен [8]. Раствор холестерина (15 г,
0,039 моля) и гематопорфирина (0,05 г, 8-16_s моля) в пиридине (100 мл)
облучают лампой Osram HQA-500 в охлаждаемом водой приборе. Через
реакционную смесь непрерывно пропускают кислород прн помощи рецирку-
* См. также: Singlet Oxygen (Wasserman Н. Н., Murray R. W_, eds.).
Academic Press, New York, 1979. — Прим, перев.
44
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
ляциоппой системы, позволяющей измерять количество поглотившегося газа.
После того как поглотится примерно 0,043 моля кислорода, раствор упари-
вают в вакууме до объема 20 мл. Затем добавляют метанол (20 мл) и акти-
вированный уголь, смесь быстро нагревают н фильтруют без отсасывании.
К горячему фильтрату добавляют воду до появления помутнения. При ох-
лаждении раствора кристаллизуется сырой гидропероксид (11,8 г, 73%),
который перекристаллизовывают из водного метанола и получают 3^-гидр-
окси-5а-гидроперокснхолест-6-ен с т. пл. 148—149 °C.
1. Adams W'. R., in: Oxidation (Augustine R. L., Trecker D. J., eds.), Vol. 2,
p. 65, Dekker, New York, 1971.
2. Denny R. W., Nickon A., Org. React., 20, 133 (1973).
3. House H. E., Modern Synthetic Reactions, 2nd ed., pp. 337—352, Benjamin,
Menlo Park, California, 1972.
4. Gollnick K., Adv. Photochem., 6, 1 (1968).
5. Forbes E. Griffiths J., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1967, 427.
6. Schenck G. O., Schulte-Elte К. H., Justus Liebigs Ann. Chem., 618, 185
(1958).
7. Foote C. S., Acc. Chem. Res., 1, 104 (1968).
8. Schenck G. O., Neumiiller O. A., Justus Liebigs Ann. Chem., 618, 194
(1958).
9. Klein E., Rojahn IT., Tetrahedron, 21, 2173 (1965).
10. Rousseau G., LePerchec P., Conia I. Al., Synthesis, 1978, 67.
11. Jef ford C. U7., Rimbault C. G., Tetrahedron Lett., 1977, 2375.
2.3.3. Диалкилпероксиды (пероксиэфиры)*
Окисление соединений, содержащих активированные углерод-во-
дородные связи, алкилгидропероксидами (ROOH) в присутствии
в качестве катализаторов ионов металлов, таких, как Cu(I),
Мп(II) или Со(II), приводит часто с хорошими выходами к об-
разованию диалкилпероксидов [схема 2.6 (9, R=OAlk)] [1].
Из алкилгидропероксидов наиболее часто используются доступ-
ные в виде продажных препаратов трет-бутилгидро пероксид и
кумилгидропероксид [ (а-гидроперокси) изопропилбензол]. Неко-
торые примеры этого типа окисления приведены в табл. 2.16.
(1,1-Диметилэтил)-(1-фенил-1-метилзтил)пероксид [2]. Внимание! Все ра-
боты с пероксидами и гидропероксидами должны проводиться за защитным
вкраном.
—СНМе,-|-тре/п-ВиО2Н —°с CMe2OaBu-ntpwn
Смесь изопропилбензола (кумола) (74,4 г, 0,62 моля), трет-бутплгидро-
пероксида (26,1 г, 0,29 моля, содержание гидроперокенда 80%) и хлорида
меди(1) (0,2 г) нагревают в атмосфере азота при 67 °C в течение 18 ч. Реак-
ционную смесь фильтруют и из фильтрата в вакууме (12 мм рт. ст.) отгоняют
* О получении перокснэфиров см. также: Рахимов А. И. Химия и техно-
логия органических перекисных соединений.—М.: Химия, 1979. О получении
пероксидов см. также: Sheldon R. A., in: The Chemistry of Functional Groups,
Peroxides (Patai S., cd.), Wiley, New York, 1983, p. 161. — Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
45
растворитель. Полученный остаток (24 г) содержит примерно 80—85% целе-
вого пероксида и примерно 15% смеси ацетофенона и днметилфепплкарбиио-
ла. Перегонкой этого остатка на ректификационной колонке получают
чистый (1,1 -днметилэтнл)-(1 -фенил- 1-метнлэтил)пероксид (60%), т. кип.
60 °С/2 мм рт. ст.
1. Doumaux A. R., Jr., in. Oxidation (Augustine R. L., Trecker D. J., eds).
Vol. 2, p. 141, Dekker, New York, 1971.
2. Rharasch M. S., Fono A., J. Org. Chem., 24, 72 (1959).
3. Treibs W., Pelltnann G., Chem. Ber., 87, 1201 (1954).
4. Shelton J. R„ Henderson J. N., J. Org. Chem., 26, 2185 (1961).
2.3.4. Циклические пероксиды
Сенсибилизированное красителями фотооксигенирование являет-
ся важным методом введения молекулярного кислорода в мо-
лекулу органического соединения [1—4]; одна из реакций такого
типа рассмотрена в разд. 2.3.2.2. Другая реакция синглетного
кислорода — реакция с сопряженными диенами, приводящая к
циклическим пероксидам (10) (схема 2.9). Эта реакция пред-
ставляет собой разновидность реакции Дильса — Альдера, в ко-
торой роль диенофила играет кислород. Ароматические соеди-
нения, способные легко вступать в обычную реакцию циклопри-
соединения по Дильсу — Альдеру, например антрацен, так же
легко дают внутренние пероксиды [5]. Эта реакция охватывает
ю
Схема 2 9.
широкий круг субстратов и синтетически чрезвычайно полезна.
Примеры циклических пероксидов, получаемых этим методом
фотооксигенирования, приведены в табл. 2.17.
9,10-Эпидиокси-9,10-днгидро-9,10-дифенилантрацеи [9]. 9,10-Дифенил-
аитрацеи очищают, растворяя его в дихлорометане и пропуская раствор через
хроматографическую колонку, заполненную последовательно слоями нейтраль-
ного, основного и нейтрального оксида алюминия. Чистый продукт получают,
отгоняя элюент. 9,10 Дифенилантрацен (3,3 г, 0,01 моля) и метиленовый го-
лубой (25 мг, 8 - 10 Б моля) растворяют в метилеихлорнде (125 мл) и рас-
твор облучают при 15 °C лампой DWY 650 Вт в приборе для фотооксигени-
ровании (см. [2], р. 179, рис. 4). Через 30 мин раствор помешают в хрома-
тографическую колонку, аналогичную описанной выше для очистки исходного
46 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
вещества, и промывают ее дихлорометаном. Элюент отгоняют при комнатной
температуре в вакууме до половины исходного объема и добавляют равный
объем петролейного эфира. Такую замену растворителя повторяют раза три и
выпавший продукт собирают, получая целевое соединение (3,2 г, 94%). т. пл.
180—181 °C (сразл.).
1. Adams W. R, in: Oxidation (Augustine R. L., Trecker D. J., eds.), Vol. 2,
p. 65, New York, 1971.
2. Denny R. W., Nickon A., Org. React, 20, 133 (1973).
3. House H. E., Modern Synthtetic Reactions, 2nd ed., pp. 337—352, Benjamin,
Menlo Park, California, 1972.
4. Gollnick K., Adv. Photochem., 6, 1 (1968).
5. Bergmann W., McLean M. J., Chem. Rev., 28, 367 (1941).
6. Schenk G. O., Kinkel K. G., Mertens H. J., Justus Liebigs Ann. Chem., 584,
125 (1953).
7. Schonberg A., Preparative Organic Photochemistry, Springer Publ., New
York, 1968.
8. Foote C. S., Wuersthoff M. T., Wexler S., Burstain I. G., Denny R„
Schenck G. O.. Schulte Eltc К.-H., Tetrahedron, 23, 2583 (1967); см. также
ссылку [2], p 185
9. Cohen K., Nickon А., неопубликованные результаты, цитируемые в ссыл-
ке [2], р. 185.
10. Dufraisse С., Pigaudy Basselier J.-J., Cuong N. К., C. R. Hebd. Seances
Acad. Sci., 260, 5031 (1965); см. также ссылку [2], p. 185.
2.3.5. Простые эфиры
Получить простой эфир непосредственным окислением связи уг-
лерод—водород в случае, когда реакция не протекает внутримо-
лекулярно, довольно трудно (исключение составляют некоторые
достаточно специфические реакции*)**. Один из важнейших пу-
тей для достижения такого превращения заключается в обра-
ботке одноатомного спирта тетраацетатом свинца [2—7], что
приводит к образованию алкокси радикала, дальнейшие реакции
которого обсуждаются ниже. Для получения алкокси-радикалов
можно использовать и другие методы, такие, как расщепление
гипоиодитов [2, 7—9], получаемых из спиртов либо реакцией
с иодоамидами или ацилгипоиодитами, либо обработкой спиртов
иодом и тетраацетатом свинца или иодом и оксидом ртути (II);
аналогично протекает расщепление гипобромитов [10, 11]. Фото-
лиз гипохлоритов также дает алкокси-радикалы, однако прямое
* Примером может служить образование 7 трет-бутоксинорборнадисна при
реакции норборнадиена с трет бутнлпероксибензоатом в присутствии бромида
меди(1) [1].
** Описано а алкоксилироваине алкилароматических соединений при окис-
лении комплексами церия(IV) в спиртах как растворителях [Dalia Cort А..
La Barbera A., Mandolini L., J. Chem. Res (S), 1983, 44; Maini S, Mandolini L.,
Rot C., J. Org. Chem., 43, 3236 (1978)). Особенно эффективен для получения
этокси- и метоксиметиларенов хлорид церия (IV)-пиридиния. В отсутствие
кислорода выходы а-алкоксипроизводных для таких субстратов, как гексаме-
тилбензол, дурол или 1,4-диметилнафталии, составляют 66—75% [Maini S.„
Mandolini L., Rol C„ J. Org. Chem., 43, 3236 (1978)].—Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
47
образование циклических простых эфиров в этом случае обычно
не происходит [12—14] — продуктом дальнейшей реакции этого
радикала является 1,4-хлорогидрин, а циклический эфир обра-
зуется только после его обработки щелочью [15].
1. Org. Synth. Coll. Vol., 5. 151 (1973).
2. Heusler K„ Kalvoda J., Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 3, 525 (1964).
3. Mihailovic M. L„ Partch R. £., in: Selective Organic Transformations
(Thyagarajan B. S., cd.), Vol. 2, p. 97, Wiley (Interscience), 1972.
4. Mihailovic M. L., Cekovic Z., Synthesis, 1970, 209.
5. Butler R. N., in: Synthetic Reagents (Pizey J. S., ed.), Vol. 3, p. 277, Ellis
Horwood, Chichester, 1977.
6. Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R.-L., ed.), Vol. 1, p. 53, Dekker, New
York, 1969.
7. Criegee R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.), Part A,
p. 277, Academic Press, New York, 1965.
8. Akhtar M., Adv. Photochem., 2, 263 (1964).
9. Kalvoda J., Heusler K., Synthesis, 1971, 501.
10. Akhtar M., Hunt P., Dewhurst P. B., j. Am. Chem. Soc., 87, 1807 (1965).
11. Brun P„ Waegell B., Tetrahedron, 32, 517 (1976).
12. Jenner E. L., J. Org. Chem., 27, 1031 (1962).
13. Greene F. D., Savitz M. L., Lau H. H., Osterholz F, D, Smith W. V., J. Am.
Chem. Soc., 83, 2196 (1961).
14. Walling C„ Pawda A, J. Am. Chem. Soc., 83, 2207 (1961).
15. Akhtar M., Barton D. H. R.. J. Am. Chem. Soc., 83, 2214 (1961).
2.З.5.1. Тетраацетат свинца*
Обработка ациклических одноатомных спиртов, имеющих атом
водорода в 6-положении, тетраацетатом свинца в кипящем бен-
золе или циклогексане приводит в основном к образованию пя-
тичленных циклических простых эфиров (оксоланов) (табл. 2.18,
примеры 1 и 2). Аналогично реагируют ациклические спирты
(табл. 2.18, примеры 3 и 4).
Эта реакция — одна из многих реакций такого типа, в кото-
рых ключевой стадией является внутримолекулярный перенос
атома водорода от связи С—Н на атом кислорода исходного
свободного радикала (вторая стадия схемы 2.10). В конкретном
случае окисления тетраацетатом свинца такая исходная части-
ца (11) представляет собой алкоксид триацетоксисвинца [Y=O,
СхемаЕ.10.
* См. также: Mihailovif М. Lj., Cekovic Z., Lorens L., in: Organic Syntheses
by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I, eds ),
Plenum Press, New York, 1986, pp. 741—816. —Прим, перев.
48 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
Х=РЬ(ОАс)3] и образуется непосредственно в реакции спирта
с тетраацетатом свинца. Кроме того, при окислении тетраацета-
том свинца в интермедиате 13 Х'=Х, однако это не обязательно
так в родственных реакциях.
Геометрические требования переходного состояния таковы,
что с наибольшей вероятностью происходит 1,5-сдвиг (соответ-
ствующий атаке в 6-положение). Преимущественное протекание
радикальной атаки по третичному или вторичному положению
может быть при этом обращено из-за предпочтительности ше-
стичленного переходного состояния. Так, в химии стероидов,
где эта реакция нашла широкое применение (табл. 2.18, при-
меры 5—9), метильные группы у атомов углерода С-10 и С-13
могут участвовать в образовании эфирного фрагмента при ус-
ловии, что пространственное расположение этих групп и гидрок-
сильной группы соответствует 1,3-диаксиальной конформации
(табл. 2.18, примеры 5 и 6). Как и следовало ожидать, в реак-
циях с участием алкокси-радикалов иногда образуются помимо
циклических простых эфиров и другие соединения. В зависимо-
сти от структуры исходного спирта с образованием простых
эфиров в большей или меньшей степени конкурируют реакции
образования кетонов и процессы фрагментации с образованием
карбонильных соединений [10, 11], а также реакции более глу-
бокого внутримолекулярного окисления [12].
цис- и транс-2-Метил-5-н-пропилоксолан [2]. В круглодонпую колбу,
снабженную обратным холодильником и герметичной мешалкой, помещают
бензол (500 мл), 2-октанол (50 г, 0,385 моля) и тетраацетат свинца (0,424 мо-
ля)*. Эту смесь кипятят при перемешивании в течение 3 ч, после чего охлаж-
он
№tOAc)<. IVj
нипяиениеЗч
дают до комнатной температуры и прибавляют к ней сухой эфир (120 мл).
Полученную реакционную смесь выдерживают в течение 2 ч при температуре
5”С, затем декантируют раствор с образовавшегося осадка. К осадку добав-
ляют бензол (100 мл) и смесь кипятят при перемешивании в течение 5 мин.
Затем смесь охлаждают, фильтруют, осадок тетраацетата свинца возвращают
в колбу и повторяют обработку бензолом (100 мл) так, как описано выше.
После охлаждения суспензию фильтруют, а объединенные экстракты и фильт-
раты разбавляют эфиром (200 мл), органический раствор промывают водой,
10%-ным раствором карбоната натрия и еще раз водой. Высушенный (КгСО3)
органический раствор концентрируют фракционной перегонкой, а остаток
перегоняют с паром до тех пор, пока объем дистиллята не составит 3 л. Этот
водный дистиллят экстрагируют эфиром, объединенные экстракты
сушат (Na2SO4), затем растворитель отгоняют. Остаток перегоняют при ат-
* Чистоту тетраацетата свинца можно определить иодометрически [13J
и уточнить, если это необходимо, количество введенного в реакцию окисли-
теля, с тем чтобы обеспечить соотношение спирт: тетраацетат свинца =
= 1 : 1,1.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 49*
мосферном давлении и получают низкокипящую фракцию, содержащую цик-
лический простой эфир, и высококипящую фракцию, содержащую непрореаги-
ровавший спирт и его ацетат Первую фракцию перегоняют дважды и полу-
чают смесь цис- и транс-й-метил-б-я-пропилокссшана (14,4 г, 29,2%),
т. кип. 140—146 “С/768 мм рт. ст.
1 Mihailovif М. L., Cekovic Z., Maksimovic Z., Jeremie D., Lorenc L., Mamu-
zic R. I., Tetrahedron, 21, 2799 (1965).
2. Micovi6 V. M., Mamuzic R. J., Jeremie D., Mihailovic M. L., Tetrahedron, 20,
2279 (1964).
3. Moriarty R. M., Walsh H. G., Tetrahedron Lett, 1965, 465; см. также:
Cope A. C., Gordon M., Moon S., Park С. H., J. Am. Chem. Soc, 87, 3119
(1965).
4. Ritahonoki R., Matsuura A., Tetrahedron Lett., 1964, 2263.
5. Heusler R., Kalvoda J., Wieland P., Anncr G., Wettstein A., Helv. Chim.
Acta, 45, 2575 (1962).
6 Bowers A., Denol E., Ibanez L. C., Cabezas M. E., Ringold H. J., J Org.
Chem., 27, 1862 (1962).
7. Cainelli G„ Mihailovic M. L„ Arigoni D., Jeger O., Helv. Chim Acta, 42,
1124 (1959).
8. Immer H., Mihailovic M. L., Schaffner K., Arigoni D., Jeger O., Helv. Chim.
Acta, 45, 753 (1962).
9. Spero G. B., Thompson J. L„ Schneider W. P„ Ragan F., J. Org. Chem., 28,
2225 (1963).
10. Criegee R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.), Part A,
p. 277, Academic Press, New York, 1965.
11. Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.). Vol. 1, p. 53, Dekker, New
York, 1969. I
12. Wcnkert E., Mylari B. L„ J. Am. Chem. Soc., 89, 174 (1967).
13. Criegee R., Ber., 64, 260 (1931); Rharasch M. S„ Friedlander FL N.,
‘Urry W. H„ J. Org. Chem., 16, 533 (1951).
2.3.5.2. Тетраацетат свинца и иод*
Обработка спирта иодом и тетраацетатом свинца, обычно в ки-
пящем циклогексане и при облучении, дает первоначально гипо-
иодит (11) (см. разд. 2.3.5.1, схема 2.10, X=I, Y=O), из кото-
рого при гомолизе связи иод—кислород образуется кислород-
центрированный радикал (12) (схема 2.10, У=О) [1—4].
Дальнейшие реакции этого радикала протекают в основном по
стадиям, показанным на схеме 2.10, и приводят к получению
циклических простых эфиров (оксоланов) (14, Y=O), однако
часто в результате реакции вместо таких эфиров (или наряду
с ними) могут образовываться также циклические полуацета-
ли 17 (схема 2.11)**. Полуацеталь образуется, как полагают,
* Реакции спиртов в системе иод — оксид ртути(П) протекают аналогич-
но реакциям спиртов в системе иод — тетраацетат свинца.
** Использование иода и тетраацетата свинца для получения полуацеталей
н соответствующих а-иодосоединений из некоторых спиртов обсуждается
в разд. 2.4.3.
4—39
50
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
из иодгидрина 13 (схема 2.10, X=I, Y=O) в результате обра-
зования нового гипоиодита и повторения двух первых стадий
схемы 2.10, дающих радикал (15, схема 2.11). Этот радикал
превращается далее в а-иодосоедпнение 16, вероятно, через би-
Схема 2.11.
радикальный интермедиат, образующийся при распаде гипо-
иодита, в который переходит спирт 15. Гидролиз иодоэфира 16
и дает полуацеталь 17. Относительные, выходы циклического
простого эфира и полуацеталя заметно зависят от взаимной
ориентации реакционных центров, и их можно интерпретировать
на основе представлений о влиянии стерических и конформаци-
онных факторов [1, 3, 4]. В химии стероидов, где реакция нашла
широкое применение [5, 6], тип продукта в значительной сте-
пени определяется конкретным расположением и конфигурацией
гидроксильной группы в стероидном скелете. Некоторые приме-
ры окисления стероидных субстратов с промежуточным образо-
ванием гипоиодитов приведены в табл. 2.19.
Зр,17р-Диацетокси-вр,19-оксидо-5а-андростан [9]. Суспензию сухого тет-
раацетата свинца (15 г, 0,0338 моля) и карбоната кальция (5 г) в циклогек-
сане (500 мл) кипятят в течение 10 мин, затем добавляют иод (4 г,
0,016 моля) и ЗР,17₽-диацетокси-6₽-гидрокси-5а-андростаи (2,5 г, 0,0064 мо-
ля) и кипячение продолжают еще в течение 2,5 ч. Затем раствор охлаждают,
осадок отфильтровывают и промывают эфиром. Объединенные фильтраты про-
мывают водным 5%-ным раствором нодида калия, водным 5%-ным раство-
ром тиосульфата натрия, а затем водой. Высушенный органический раствор
упаривают, а остаток растворяют в ледяной уксусной кислоте (50 мл). К по-
лученному раствору в течение 20 мин добавляют порциями цинковую пыль
(10 г), хорошо перемешивая реакционную смесь после каждого прибавления
так, чтобы температура смеси не превышала 20 °C. Затем суспензию фильт-
руют, осадок промывают ацетоном, а объединенные фильтраты разбавляют
водой и упаривают при пониженном давлении. Остаток растворяют в этил-
ацетате, раствор промывают разбавленной соляной кислотой, затем водой,
разбавленным раствором карбоната натрия, еще раз водой и, наконец, сушат.
Упаривание этого раствора дает остаток, который кристаллизуют из смеси
«зопропнловый эфир — пентан и получают 3(1,17₽-диацетокси-6[},19-оксидо-5а-
аидростан (1,87 г, 75%), т. пл. 146—147°С, [а]в=—9,5° (с 0,998 в СНС13).
2, Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
51
1. Heusler К., Kalvoda /., Angew. Chem., Int. Ed Engl., 3, 525 (1964).
2. Criegee R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed ). Part A,
p. 277, Academic Press, New York, 1965.
3. Akhtar M., Adv. Photochem., 2, 263 (1964).
4. Kalvoda J., Heusler K., Synthesis, 1971, 501.
5. Kirk D. N„ Hartshorn M. P., Steroid Reaction Mechanisms, pp. 401—405,
Elsevier, Amsterdam, 1968.
6. Djerassi C., Steroid Reactions, pp. 327—370, Holden-Day, San Francisco,
California, 1963.
7. Meystre, Ch„ Kalvoda I., Anner G„ Wettstein A., Helv. Chim. Acta, 46, 2844
(1963).
8. Heusler K., Kalvoda J., Helv. Chim. Acta, 46 2020 (1963).
9. Heusler K„ Kalvoda I., Meystre Ch., Anner G., Wettstein A., Helv Chim.
Acta, 45, 2161 (1962).
10. Kalvoda I., Heusler K., Anner G„ Wettstein A., Helv. Chim. Acta, 46, 618
(1963).
2.3.5.3. Бром н соединения серебра
Обработка спирта бромом в присутствии оксида серебра или
некоторых солей серебра (например, ацетата или карбоната)
приводит к образованию соответствующего гипобромита, кото-
рый может реагировать далее с образованием продуктов, харак-
терных для реакций с участием алкокси-радикалов [1, 2], и,
в частности, давать циклические простые эфиры. Иногда для
того, чтобы получить хороший выход циклического эфира, очень
важно правильно выбрать подходящую соль серебра [3]. Так,
использование карбоната серебра при окислении 4-метилпен-
тан-2-ола способствует образованию оксолана (тетрагидрофура-
на), в то время как применение оксида серебра в тех же усло-
виях приводит главным образом к получению карбонильных
соединений (табл. 2.20, примеры 1 и 2 соответственно). Другие
исследователи также отмечают, что использование ацетата или
карбоната серебра позволяет получать особенно высокие выхо-
ды оксоланов в таких реакциях [2], хотя известны и случаи
(табл. 2.20, примеры 3—7), когда и оксид серебра [сам по себе
или в сочетании с оксидом ртути(И)], и ацетат серебра, по-ви-
димому, в равной степени эффективны как сореагенты в ком-
бинации с бромом для получения циклических простых эфиров
из спиртов. Иллюстрацией этого метода служит реакция 3-окта-
нола с системой бром—ацетат серебра (табл. 2.20, пример 8).
цис- и транс-2,5-Днэтилоксолаиы [2]. В колбу, защищенную от света тем-
ной бумагой, помещают раствор 3-октанола (1,3 г, 10 ммолей) в пентане
(40 мл) и при 20°C добавляют карбонат серебра (5,79 г, 21 ммоль). К пере-
ОН !--\ /---\
Вг». Дд»ССЬ \ t \ / \
пентан
мешиваемой суспензии в течение 30 мин прибавляют бром (3,20 г, 20 ммолей)
и перемешивание продолжают еще в течение 60 мин. Затем смесь фильтруют
4*
52 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
и фильтрат промывают последовательно водным раствором тиосульфата нат-
рия, водным раствором гидрокарбоната натрия и водой. После осушки орга-
нический раствор упаривают и получают с выходом, близким к количе-
ственному, смесь цис- и транс-2,5-диэтилоксоланов в соотношении 53:47.
1. Akhtar М, Hunt Р„ Dewhurst Р. В., J. Am. Chem. Soc., 87, 1807 (1965).
2. Mihailovic М. L., Gojkovic S, Konstantinovic S., Tetrahedron, 29, 3675
(1973).
3. Roscher N. M., J. Chem. Soc., Chem. Common., 1971, 474.
4. Sneen R. A., Matheny N. P., J. Am. Chem. Soc., 86, 5503 (1964).
5. Mihailovic M. L., Cekovii Z., Stankovic J., J. Chem. Soc., 1969, 981.
2.3.6. Сложные эфиры
Окисление активированных связей углерод—водород с исполь-
зованием производных карбоновых кислот, приводящее к обра-
зованию сложных эфиров [схема 2.6 (9, R=—COAlk или
—СОАг)], часто представляет собой синтетически ценный ме-
тод. Производные карбоновых кислот, используемые для этой
цели, включают сложные эфиры пероксикислот [1-4J , такие,
как трет-бутилпероксибензоат (трет-BuOOCOPh), карбоксилаты
металлов, такие, как тетраацетат свинца [5—7] или ацетат
таллия(Ш) [8]*, а также диацилпероксиды (RCOOOCOR) [9].
1. Rawlinson D. Sosnovsky О., Synthesis, 1972, 1.
2. Plesnicar В., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., cd.),
Part C, p. 211, Academic Press, New York, 1978.
3. Doumaux A., Jr., in: Oxidation (Augustine R. L., Trecker D. J., eds), Vol. 2,
p. 141, Dekker, New York, 1971.
4. Lawesson S.-О., Schroll G., in: The Chemistry of Carboxylic Acids and Esters
(Patai S., ed.), p. 669, Wiley (Interscience), New York, 1969
* Ацилоксилированию под действием карбоксилатов свинца (IV) и тал-
лия (III) посвящены также обзоры: Белецкая И. П., Махонькое Д. И. — Усп.
хим., 1981, 50, с. 1007; Mihailovic М. Lj., Cekovic Z., Lorens L., in: Organic
Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I.,
eds.), Plenum Press, New York, 1986, pp. 741—816; McKillop A., Taylor E. C.,
in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jon-
ge C. R. H. I., eds.). Plenum Press New York, 1986, pp. 695—740. Эффективное
«-ацилоксилированнс алкиларснов часто происходит также при реакциях с
карбоксилатами кобальта(Ш) [Белецкая Н. П., Махонькое Д И.—Усп. хим.,
1981, 50, с. 1007; Freeman F., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New
York, 1986, pp. 315—371; Махонькое Д. И., Родкин M. А., Белецкая И. П.—
Изв. СО АН СССР, сер. хим., 1987, 9(3), с. 4—11], марганца(Ш) [Белец-
кая И. П., Махонькое Д. И. — Усп. хим., 1981, 50, с. 1007; Махонькое Д. И.,
Родкин М. А.. Белецкая И. П. — Изв. СО АН СССР, сер. хим., 1987,9(3), с. 4—
11; de Klein W. J., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds
(Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum Press, New York, 1986, pp. 261 —
314] и церия (IV) [Белецкая И. П., Махонькое Д. И. Усп. хим., 1981, 50,
с. 1007; Махонькое Д. И., Родкин М. А., Белецкая И. П— Изв. СО АН СССР,
сер. хим., 1987, 9(3), с. 4—11; Но T.-L., in: Organic Syntheses by Oxidation
with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press,
"New York, 1986, pp 569—631]. — Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 53
•5. Criegee R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.). Part A,
p. 277, Academic Press, New York, 1965.
•6. Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
7. Butler R. N., in: Synthetic Reagents (Pizey J. S., cd.), Vol. 3, p. 277, Ellis
Norwood, Chichester, 1977.
8. Ouellette R. J., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.),
Part B, p. 135, Academic Press, New York, 1973.
9. Lawesson S.-О., Frisell C„ Denney D. Z„ Denney D. B., Tetrahedron, 19,
1229 (1963).
2.3.6,1. /npf/n-Бутиловые эфиры пероксикислот
трет-Бутиловые эфиры пероксикислот в присутствии каталити-
ческих количеств солей переходных металлов реагируют с ал-
лильными углерод-водородиыми связями с образованием алли-
ловых сложных эфиров [1] (табл. 2.21, примеры 1—4). Реакции
обычно проводят при нагревании, однако при фотохимическом
инициировании их можно осуществить при комнатной темпера-
туре. При проведении реакции в присутствии избытка карбоно-
вой кислоты можно получить сложный эфир с иной карбоксиль-
ной компонентой, чем та, что существовала в исходном трет-бу-
тиловом эфире пероксикислоты (табл. 2.21, пример 5). Реакция
особенно полезна в случае циклоалкенов; селективность окис-
ления ациклических алкенов в общем случае выражена слабее.
При окислении несимметричных алкенов, содержащих терми-
нальную двойную связь, наблюдается изомеризация (табл. 2.21,
пример 6), хотя основным продуктом является аллиловый эфир
у терминальной двойной связи. В реакциях внутренних алкенов
образуются смеси продуктов, содержащие значительные коли-
чества продуктов аллильной перегруппировки (табл. 2.21, при-
мер 6).
Бензильное положение также чувствительно к окислению.
Так, разложение трет-бутилпероксиацетата в кумоле (2-фенил-
пропане) в присутствии ацетата меди(II) дает 2-ацетокси-2-фе-
нилпропан (табл. 2.21, пример 7), а обработка тетралина
(1,2,3,4-тетрагидронафталина) трет-бутилпероксибензоатом в
присутствии бромида меди(1) дает 1-бензоилокситетралин
(табл. 2.21, пример 8).
Интересным расширением этого метода является окислитель-
ное фосфорилирование циклогексена диизопропил-трет-бутил-
пероксифосфатом [ (г7зо-С3117О)2Р(О) (ОСОВи-трет] в присутст-
вии бромида меди(1) (табл. 2.2, пример 9)*.
* О реакциях этого типа см. также обзор: Ogata У., Sawaki У., in: Organic
Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I.,
eds.), Plenum Press, New York, 1986, pp. 839—876. — Прим, перев.
54
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
З-Бевзоилоксициклогексен [3]. Внимание! Все операции следует прово-
дить за защитным экраном и с соблюдением всех необходимых мер индиви-
дуальной безопасности, так как пероксиды способны взрываться.
OCOPh
I
0СщВг2 \
+ PhCOaOBu-rnpem-----------> ||
Трехгорлую колбу емкостью 250 мл снабжают герметичной механической
мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой с компенсатором
давления. В верхнюю часть холодильника вставляют один конец Т-образной
насадки, второй конец которой соединяют с источником азота под низким
давлением, а третий — с ртутным затвором. В колбу помещают циклогексен
(41 г, 0,5 моля) и бромид меди(1) (0,05 г, 0,00035 моля), через прибор пус-
кают ток азота, реакционную смесь нагревают до 80—82 °C на масляной бане
и начинают перемешивание. В капельную воронку помещают трет-бутилпер-
оксибензоат* (40 г, 0,21 моля) и, после того как температура содержимого
колбы достигнет температуры масляной бани, прибавляют по каплям перокси-
эфир в течение 1 ч (по мере прибавления окраска теперь уже гомогенного
раствора становится голубой). Перемешивание и нагревание продолжают,
наблюдая за ходом реакции по исчезновению в ИК-спектре пробы реакцион-
ной смеси полосы поглощения пероксиэфира (з'с—о=1775 см1) Для заверше-
ния реакции требуется около 3 ч. После полного расходования перокснэфира
перемешивание и нагревание продолжают еще в течение 0,5 ч, затем реак-
ционную смесь охлаждают, переносят в делительную воронку и промывают
разбавленным водным раствором карбоната натрия. Органический слой отде-
ляют, промывают водой до нейтральности и сушат (Na2SO4). Избыток цикло-
гексена отгоняют при пониженном давлении, а остаток еще раз проверяют
методом ПК-спектроскопии на отсутствие остаточных количеств пероксиэфи-
ра, после чего перегоняют с коротким елочным дефлегматором и получают
3-бепзоплокснциклогексен (29—33 г, 71—80%), т. кнп. 97—99°С/0,15 мм рт. ст.
1. См. разд. 2.3 6, ссылки [1—4].
2. Sosnovsky G., O’Neill Н. I., С. R. Hebd Seances Acad. Sci., 254, 704 (1962).
3. Org. Synth. Coll. Vol., 5, 70 (1973).
4. Walling C., Zavitsas A. A., J. Am. Chem. Soc., 85, 2084 (1963).
5. Cross B., Whitham G. H., J. Chem. Soc., 1961, 1650.
6. Kharasch M. S., Sosnovsky G„ Yang N. C., J. Am. Chem. Soc., 81, 5819
(1959).
7. Kochi J. K., J. Am. Chem. Soc., 84, 774 (1962).
8. Sosnovsky G., Yang N. C., J. Org. Chem., 25, 899 (1960).
9. Sosnovsky G„ Karas G„ Rawlinson D. J., Phosphorus, 3, 87 (1973).
2.3.6.2. Тетраацетат синица
Атом водорода в аллильном положении алкена можно заменить
на ацетоксигруппу обработкой тетраацетатом свинца [1]
(табл. 2.22, примеры 1 и 2), однако реакция с алкеном может
происходить и с миграцией двойной связи (табл. 2.22, пример 3).
Ненасыщенные соединения могут реагировать с этим окислите-
* трет-Бутилпероксибензоат и трет-бутилперокснацетат доступны в виде
продажных препаратов.
2 Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 55
лем также другими путями (например, присоединяя две ацеток-
сигруппы к двойной связи), так что такие реакции могут при-
водить к широкому набору продуктов. Тем не менее тетраацетат
свинца оказался чрезвычайно полезным для введения ацетокси-
группы в а положение боковой цепи алкилароматических соеди-
нений (табл. 2.22, примеры 4—9). Эту реакцию в общем случае
ускоряют электронодонорные и замедляют электроноакцептор-
ные заместители. Окисление этого типа обычно проводят в ук-
сусной кислоте или бензоле как растворителе. Как в примере,
описанном ниже, тетраацетат свинца можно генерировать в ре-
акционной системе in situ реакцией красного оксида свинца
(свинцового сурика, PbgO^) с ледяной уксусной кислотой.
7-Ацетоксиаценафтен [7]. В трехгорлую круглодонную колбу, снабжен-
ную мешалкой из танталовой или нихромовой проволоки и термометром, по-
груженным в жидкость, помещают аценафтен (154 г, 1 моль) н ледяную
□Ас
ускусную кислоту (1,1 л), очищенную перед реакцией перегонкой с перманга-
натом калия. Раствор нагревают при перемешивании до 60 °C, затем удаляют
источник тепла и добавляют через третье горло красный оксид свинца
(820 г) порциями по 50 г, причем каждую последующую порцию добавляют
только после того, как полностью растворится предыдущая. Температуру
реакционной смеси в течение всего периода добавления (30—40 мин) поддер-
живают в интервале 68—70 °C, охлаждая смесь в случае необходимости. На за-
вершение реакции указывает отрицательная проба иа тетраацстат свинца
(влажная иодокрахмальная бумажка). Густой темно-красный раствор вы-
ливают в воду (2 л), помещенную в делительную воронку емкостью 4 л, и
экстрагируют эфиром (1X350 мл, 1X250 мл). Объединенные экстракты про-
мывают водой, затем насыщенным раствором хлорида натрия и, наконец, су-
шат (NaaSOi). Отфильтрованный раствор упаривают в колбе Кляйзена н
после отгонки эфира остаток перегоняют, получая 7-ацетоксиаценафтеи (170—
175 г, 80—82%), т. кип. 166—168°С/5 мы рт. ст. Продукт может быть за-
грязнен небольшими количествами аценафтена и аценафтенона.
Тетраацетат свинца легко окисляет углерод-водородные свя-
зи, сопряженные с карбонильными группами любого типа [1];
при этом реакционная способность возрастает в ряду ангидрид
кислоты<сложный эфир<кетон. Ацетоксилирование а-положе-
ния у карбонильной группы наиболее распространено в органи-
ческом синтезе в применении к кетонам (табл. 2.23), хотя реак-
ционная способность при окислении особенно велика в тех
случаях, когда в субстрате имеются две активирующие группы,
связанные с углерод-вородородной связью (табл. 2.23, приме-
ры 3 и 5). Получение моноацетоксикетонов может сопровож-
даться образованием небольших количеств а,а'-ди ацетоксикето-
56 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
нов (табл. 2.23, примеры 1 и 2). Добавки трифторида бора силь-
но ускоряют синтез а-ацетоксикетонов, вероятно, вследствие
ускорения образования енольной формы субстрата, так что
ацетоксилирование можно проводить при комнатной температу-
ре (табл. 2.23, примеры 7 и 8). Эта методика нашла особенно
широкое применение при окислении стероидных кетонов
(табл. 2.23, примеры 7—10).
2а-Ацетокси-5а-холестан-3-он (13]. К раствору 5а холестан-3-она (5 г,
0,0219 моля) и тетраацетата свинца (6, 34 г, 0,0143 моля) в уксусной кисло-
те (222 мл) прибавляют диэтилэфират трифторида бора (9,6 мл= 11,08 г=-
=0,078 моля) и смесь перемешивают в атмосфере азота при 25 °C до пол-
ного превращения тетраацетата свинца (отрицательная проба с иодокрах-
мальной бумажкой) (обычно 2,5 ч). Продукт (5,62 г), экстрагированный из
реакционной смеси эфиром, растворяют в пентане и наносят иа силикагель
(Florisil, 170 г), помещенный в хроматографическую колонку. Затем колонку
элюируют пентаном и получают 5а-холестан-3-он и 5а-холест-1-еи-3-он. После
этого колонку промывают смесью пентан — бензол (объемное соотношение
9:1) и получают 2а-ацетокси-5а-холестан-3-ои (2,95 г, 51%), т. пл. 123—
125 С° (после перекристаллизации из смеси ацетон — этанол).
1. См. разд. 2.3.6, ссылки [5—7].
2. Criegee R., Justus Liebigs Ann. Chem,, 481, 263 (1930).
3. Burnop V. С. E., Linstead R. P., J. Chem. Soc., 1940, 720.
4. Whitham G. H., J. Chem. Soc., 1961, 2232.
5. Bokadia M. M., Brown B. R., Cummings W., J. Chem. Soc., 1960, 3308.
6. Johnson IV7. S., Anderson J. M., Shelberg W. E., J. Am. Chem. Soc., 66, 218
(1944).
7. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с англ. — М_: ИЛ, 1952,
с. 79.
8. Johnson W. S., Remp A. D., Рарро R., Ackerman I., Johns W. F., J. Am.
Chem. Soc., 78, 6312 (1956).
9. Dupont G., Dulou R., Ourisson G., Thibault C., Bull. Soc. Chim. Fr, 1955,
708.
10. Cavill G. W K., Solomon D. H., J. Chem Soc., 1955, 4426.
11. Cavill G. W. K., Robertson A., Whalley W7. B., J. Chem. Soc., 1949, 1567.
12. Cavill G. U7. K., Dean F. M., McGookin A., Marshall В. M„ Robertson A.,
J Chem Soc 1954 4573
13. Henbest H. B., Jones D N., Slater G. P., J. Chem. Soc., 1961, 4472.
14. Cocker J. D., Henbest H. B, Phillips G. H., Slater G. P„ Thomas D. A.,
J. Chem. Soc., 1965, 6.
15. Fishman J., J. Org. Chem , 28, 1528 (1963).
16. Kaufmann S., 3. Org. Chem., 29, 1348 (1964).
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 57
2.3.6.3. Ацетат таллня(Ш)
Ацетат таллия (III) превращает карбоновые кислоты (играющие
в данном случае и роль растворителя) в соответствующие
а-ацилоксикарбоновые кислоты [1] (табл. 2.24). Выходы в этих
реакциях (определенные методом ГЖХ после превращения про-
дукта в его метиловый эфир), по-видимому, чувствительны к
стерическим эффектам (табл. 2.24, пример 7), возникающим
в предполагаемом интермедиате. Как сообщалось [2], ацетат
таллия (III) окисляет циклогексанон в уксусной кислоте в
2 ацетоксициклогексанон с выходом 25%, а также может при-
водить к непрямому а-ацилоксилированию кетонов в результате
реакции с соответствующим енамином кетона [3]. При обра-
ботке енолизируемых кетонов нитратом таллия(III) образуются
а-нитратокетоны [4].
1. Taylor Е. С., Atland Н. W., McGillivray G., Tetrahedron Lett., 1970, 5285.
2. Ka.bbe H.-J., Justus Liebigs Ann. Chem., 656, 204 (1962).
3. Kuehne M. E., Giacobbe T. J., J. Org. Chem., 33, 3359 (1968).
4. McKillop A., Young D. W., Edwards M., Hug R. P., Taylor E. C., J. Org.
Chem., 43, 3773 (1978).
2.3.6.4. Диацилпероксиды
Общая методика получения ацилоксипроизводных р-дикарбо-
нильных соединений заключается [1] в нуклеофильной реакции
диацетилпероксида с карбанионом, полученным из р-дикарбо-
нильного соединения, как показано на схеме 2.12. Примеры та-
ких синтезов приведены в табл. 2.25.
NaH J (R3CO2)s
^СН(СО^)1са— - -х Na+-CR1(CO2R2)2 ----------->R2CO2CR2(CO2R2)2
Схема 2.12.
Днзтил-(0-бензоил)этилтартронат [4]. Внимание! Все стадии этого синте-
за, включая упаривание растворителя и перегонку продукта, следует проводить
за защитным экраном. Следует также соблюдать необходимые меры предосто-
рожности при работе с бензоилпероксидом, чувствительным к удару.
I. NaH. свнв
EtCH(CO2Et) 2 (phc02)a> (PhCO2) CEt(CO2Et) 2
В трехгорлую колбу емкостью 1 л помещают 50%-ную суспензию гидри-
да натрия в минеральном масле (7,2 г, 0,15 моля) н отмывают масло после-
довательным добавлением и декантацией сухого эфира (3x75 мл). Затем
колбу снабжают мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником
с осушительной трубкой, после чего добавляют бензол, высушенный над
гидридом кальция (300 мл), начинают перемешивание н через капельную во-
ронку медленно в течение 5 мин прибавляют диэтнлэтилмалоиат (28,2 г,
6,15 моля). Реакционную смесь охлаждают до 0°С и, продолжая перемеши-
вание, по каплям прибавляют в течение 1 ч раствор беизоилпероксида (24,2 г,
0,1 моля) в бензоле, высушенном над гидридом кальция (300 мл). Смесь пе-
ремешивают еще в течение 0,5 ч, после чего проверяют иа наличие перокси-
58
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
доп, прибавляя пробу (несколько капель) реакционной смеси к разбавленно-
му раствору иодида калия в ледяной уксусной кислоте. Если при этом не
образуется коричневое кольцо, весь пероксид прореагировал, и можно при-
ступать к следующей стадии синтеза.
Сиропообразную реакционную смесь выливают в воду (300 мл), получен-
ную смесь переносят в делительную воронку емкостью 1 л и тщательно встря-
хивают. Органический слой отделяют, а водную фазу экстрагируют эфиром
(3X100 мл). Объединенные бензольный и эфирные экстракты промывают во-
дой до нейтральной реакции, сушат над Na2SO« и упаривают в вакууме водо-
струйного насоса. Остаток проверяют на наличие пероксидов, как описано
выше, и в случае отрицательной реакции перегоняют с коротким елочным
дефлегматором. Получают сначала непрореагировавший диэтилэтилмалонат
(предгон), а затем диэтил(О-бензоил)этилтартронат (23,3—24,1 г, 75—78%),
т. кип. 132°С/0,1 мм рт. ст.
1. Lawesson S.-О., Frisell С., Denney D. Z., Denney D. B., Tetrahedron, 19,
1229 (1963).
2. Bradley W., Robinson R., J. Chem. Soc., 1928, 1541.
3. Lawesson S.-О., Busch T., Acta Chem. Scand., 13, 1716 (1959).
4 Org. Synth. Coll. Vol., 5, 379 (1973).
2.4. Получение альдегидов и кетонов
Превращение неактивированной метильной или метиленовой
группы в карбонильную функцию (схема 2.13) в лабораторных
условиях представляет собой заманчивую, но не простую задачу.
R1—СН2—R2-----*RJ—СО—Ra
Схема 2.13.
Введение функциональной группы в неактивированное положе-
ние почти всегда связано со свободнорадикальной реакцией.
Такие реакции характеризуются низкой региоселективноетью и
в общем случае синтетически полезны лишь тогда, когда моле-
кула субстрата обладает настолько высокой симметрией, что
возможные положения для атаки свободным радикалом стано-
вятся эквивалентными. Это обстоятельство иллюстрируется ре-
акцией фотооксимирования углеводородов [1 -4J, при которой
в результате свободнорадикальной реакции с нитрозилхлоридом
при облучении субстрат, вероятно через стадию промежуточного
образования нитрозосоединения, превращается в оксим. Когда
в эту реакцию вводят сложные углеводороды, образуются смеси
продуктов [2, 3], однако при использовании простых циклоал-
канов [1, 4] в качестве основных продуктов образуются с хоро-
шими выходами оксимы соответствующих циклоалканонов. Та-
кое окисление лежит в основе многих патентов [5] главным
образом потому, что используется при получении оксима цикло-
гексанона— ключевого соединения в синтезе капролактама,
предшественника найлона-6.
В более сложных молекулах стереоконтроль за свободнора-
дикальной реакцией можно осуществить или созданием таких
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 59
условий, когда образование радикальной частицы происходит
в оптимальной близости к центру, подлежащему функционали-
зации, или ограничением каким-либо образом числа центров
возможной свободнорадикальной атаки, что легче всего дости-
гается в условиях внутримолекулярной реакции. Первый подход
реализован в реакции Бартона [6 9] и при окислении в систе-
ме иод—тетраацетат свинца конформационно фиксированных
спиртов, например, в ряду стероидов [10] (см. также
разд. 2.3.5.2). Второй подход нашел отражение в методе «отда-
ленного» окисления по Бреслоу [11—14] (см. также разд. 2.1.5).
Метиленовую или метильную группу, активированную такими
заместителями, как арильная, карбонильная или 1-алкенильная
группы, можно окислять до окислительного состояния карбонила
самыми разнообразными окислителями, из которых здесь рас-
смотрены лишь важнейшие, такие, как хромилхлорид, хромил-
ацетат, бихромат натрия, триоксид хрома в пиридине, нитрат
аммония-церия(1У), диоксид селена и азотистая кислота (или
различные эквивалентные нитрозирующие агенты)*.
1. Muller Е., Padeken H.-G., Salomon М., Fiedler G, Chem. Вег., 98, 1893
(1965).
2. Muller E., Fiedler G., Chem. Ber, 98, 3493 (1965).
3. Muller E„ Salomon M., Chem. Ber., 98, 3501 (1965).
4. Muller E„ Padeken H.-G., Chem. Ber., 99, 2971 (1966).
5. См. ссылку [1], патенты, цитированные в ссылке [8].
6 Barton D. Н. R., Pure Appl Chem., 16, 1 (1968).
7. Akhtar M., Adv. Photochcm., 2, 263 (1964)
8. Hesse R. H„ Adv. Free-Radical Chem., 3, 83 (1969).
9. Nussbaum A. L., Robinson С. H., Tetrahedron, 17, 35 (1962).
10. См. разд. 2.3.5.2, ссылки [1—4].
11. Breslow R., Chem. Soc. Rev., 1, 553 (1962).
12. Breslow R., Winnik M. A., J. Am. Chem. Soc., 91, 3083 (1969).
13. Breslow R., Scholl P. C., J. Am. Chem. Soc , 93, 2331 (1971).
14. Breslow R., Baldwin S. W., J. Am. Chem. Soc., 92, 732 (1970).
2.4.1. Нитрозилхлорид при облучении (фотооксимирование)
Нитрозилхлорид реагирует с углеводородами при УФ-облучении
и в присутствии хлороводорода с образованием гидрохлоридов
оксимов [1] по схеме 2.14. Таким образом, метиленовая группа
* Днарилмстаны также эффективно окисляются в соответствующие кето-
ны молекулярным кислородом в системе гироксид калия — диметоксиэтан —
18-краун-6 (Артамкина Г. А., Гринфельд А. А., Белецкая И. П. — Йзв. АП
СССР, сер. хим., 1983, с. 383).
Обзоры, содержащие сведения об окислении метиленовых и метильных
групп в карбонильные такими окислителями, как пероксид никеля, диоксид
марганца, соединения хрома(УТ) и кобальта(Ш), тетраоксиды рутения и осмия
см. в кн.: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J.,
de Jonge C. R. H. I., eds ), Plenum Press, New York, 1986, p. 373—422. — Прим,
перев.
60 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
окисляется в карбонильную группу, так как гидролизом продук-
тов этой реакции можно легко получить соответствующие кето-
Н
+ NOC1 + НС1
hv \
---> J>C=NOH- НС1
Схема 2.14.
ны*. Эта реакция особенно полезна для получения гидрохло-
ридов оксимов моноциклических углеводородов (табл. 2.26,
примеры 1—3) и других молекул с элементами симметрии,
уменьшающими число неэквивалентных положений, подвержен-
ных окислению (табл. 2.26, примеры 4 и 5). Окисление пинена
этим методом, по-видимому, не приводит к пятичленному цик-
лическому кетону (табл. 2.26, пример 6).
Гидрохлорид оксима циклододеканона [2j. Циклододекаи очищают перед,
реакцией перегонкой после кипячения над натрием в течение 1 сут. Тетрахло-
рид углерода очищают перегонкой, затем кипячением над пентаоксидом фос-
фора и еще одной перегонкой. Прибор для фотооксимирования подробно-
описан в работе [2].
Раствор циклододекана (170 г) в тетрахлориде углерода (400 г) поме-
щают в прибор для облучения и пропускают через раствор хлороводород
в течение 1 ч. Затем раствор охлаждают до 15 °C н включают находящуюся
в приборе ртутную лампу высокого давления. Охлаждаемую ловушку, соединен-
ную с прибором для облучения, заполняют смесью сухой лед — метанол.
Непрерывный ток смеси хлора и оксида азота (II) в мольном соотношении
1 : 2,5 пропускают над алюмосиликатным катализатором** примерно в тече-
ние 15 мни для насыщения катализатора. Эту газовую смесь затем смешива-
' ' но ♦ ci. наглопизатпр' '
СцНгг СНг ------------------- СцНгг С~NOH«HC1
ют с током газообразного хлороводорода и пропускают в раствор в сосуде-
для облучения через барботер с пористой стеклянной пластиной. Температуру
реакционной смеси поддерживают ниже 20 °C. Через 1 ч раствор приобретает
желто-коричневую окраску, ток смеси хлор — оксид азота отключают, а про-
пускание хлороводорода продолжают до тех пор, пока раствор не станет
прозрачным и бесцветным (примерно 1 ч). Содержимое охлаждаемой ловуш-
ки во время пропускания хлороводорода возвращают в реакционный сосуд,
медленно приливая конденсат к основному раствору. После окончания при-
бавления через раствор еще в течение 0,5 ч пропускают хлороводород. Затем
лампу выключают, раствор удаляют из прибора и промывают лампу и при-
бор тетрахлоридом углерода. Объединенные растворы освобождают от избыт-
ка хлороводорода в вакууме водоструйного насоса, работающего с полной
нагрузкой. При этом из раствора осаждается гидрохлорид оксима циклододе-
канона. Продукт собирают, промывают небольшим количеством тетрахлорида
углерода, затем петролейным эфиром (т. кип. 30—60 °C) и сушат, отсасывая
* В этом методе окисления нитрозилхлорид обычно получают реакцией
хлора с оксидом азота(II) в присутствии катализатора [2].
** Алюмосиликатный катализатор содержит 10% А12О3, приблизительно.
90% SiO2 и 0,15% Сг2О3.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
61
на воздухе. Получают сырой продукт (12,1 г, 86% в расчете на хлор), кото-
рый можно перекристаллизовать из петролейного эфира и получить гидро-
хлорид оксима циклододекаиона с т. пл. 132 °C.
1. См. разд. 2.4, ссылки [1—4].
2. См. разд. 2.4, ссылка [1].
3. См. разд. 2.4, ссылка [2].
2.4.2. Реакция Бартона [1]
Элегантный метод окисления ангулярной метильной группы в
стероидах был разработан Бартоном в ходе изучения синтеза
альдостерона [2, 3] [схема 2.15 (20, R=H)] из 21-ацетата кор-
тикостерона (18). Сложный эфир азотистой кислоты и спирта 18
при фотолизе претерпевает гомолитическое расщепление по свя-
зи кислород—углерод с образованием оксида азота (И) и алкок-
си-радикала (21). Перенос атома водорода на алкоксильный
радикал требует определенной сближенности реакционных цент-
ров, а очевидная необходимость шестичленного переходного со-
стояния (22) обусловливает отщепление атома водорода от
связи С—Н, находящейся в 6-положении к исходной гидрок-
сильной группе. Рекомбинация образующегося таким образом
углерод-центрированного радикала с оксидом азота (II) дает
нитрозоспирт 23, таутомерной формой которого является ок-
сим 24. При гидролизе оксима 24 освобождается альдегид и
завершается окисление 18-метильной группы. Примеры реакции
Бартона из химии стероидов приведены в табл. 2.27.
<62
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
СН
Схема 2.16.
NOH
21-Ацетат альдостерона [2, 3] [схема 2.15 (20, R=Ac)[. Кортикосте-
рон- 11-нитрнт-21 -ацетат (4 г) (схема 2.15, 19) растворяют в толуоле
(200 мл) и раствор облучают погружной дуговой ртутной лампой высокого
давления (Hanovia, 200 Вт), находящейся в охлаждаемом водой кожухе нз
стекла пирекс, пропускай через раствор ток чистого азота. Температуру реак-
ционной смеси поддерживают около 32 °C, контролируя температуру охлаж-
дающей воды. Через 35 мин образовавшийся осадок собирают и получают
оксим ацетата альдостерона (0,885 г, 21%), имеющий после перекристаллиза-
ции т. пл. 175—194 °C Сырой оксим ацетата альдостерона (0,505 г) прибав-
ляют при 10 °C к перемешиваемой смеси уксусной кислоты (8 мл) и 5%-ного
водного раствора нитрита натрия (4 мл). Через 5 мин раствор нейтрализуют
разбавленным водным раствором гидрокарбоиата натрия и смесь экстрагиру-
ют дихлорометаном. Упариванием объединенных экстрактов н кристаллиза-
цией остатка из этилацетата получают 21-ацетат альдостерона (0,320 г,
«6%), т. пл. 194—201 °C, [a]D23+127° (с 1,2 в СНС13).
1. См. разд. 2.4, ссылки [6—9].
2. Barton D. Н. R, Beaton J. М., J. Am. Chem. Soc., 82, 2641 (1960).
3. Barton D. H. R., Beaton J. M., J. Am. Chem. Soc., 83, 4083 (1961).
4. Nussbaum A. L., Carlon F. E., Oliveto E. P., Townley E., Kabasakalian P.,
Barton D. H. R., Tetrahedron, 18, 373 (1962).
5. Barton D. H. R., Beaton J. M., J. Am. Chem. Soc., 84, 199 (1962).
6. Akhtar M„ Barton D H. R., J. Am. Chem. Soc., 84, 1496 (1962).
7. Kwok R„ Wolff M. E„ J. Org. Chem, 28, 423 (1963).
8. Wolff M. E., Monoka T., J. Org. Chem , 30, 2553 (1965).
2.4.3. Иод и тетраацетат свинца*
Получение циклических простых эфиров из спиртов обработкой
иодом и тетраацетатом свинца при облучении, обсуждавшееся
выше в разд. 2.3.5.2, иногда осложняется образованием полуаце-
талей (соединение 17 па схеме 2.11 в разд. 2.3.5.2), а во многих
случаях полуацеталь является основным продуктом такой ре-
акции [1]. Изучение этого процесса на стероидных субстратах
показало, что исход реакции в первую очередь определяется
Аналогично реагирует иод в сочетании с оксидом ртути (II).
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
63
стерическими и конформационными факторами. Высокие выходы
полуацеталей (или их химических эквивалентов) получены в
синтезах 5а-производных из 20-, 40- и 110-спиртов. Подробности
окисления некоторых стероидных спиртов приведены в табл. 2.28.
В описанном ниже синтезе [4] 18,20-лактона 30-ацетокси-2О0-
гидрокси-5-прегнен-18-овой кислоты ключевым интермедиатом
является смесь полуацеталя и соответствующего а-иодосоедине-
ния; эти вещества не выделяют, а сразу же окисляют в соответ-
ствующий лактон.
18,20-Лактон 30-ацетокси-2О0-гидрокси-5-прегиен-18-овой кислоты [4J.
В трехгорлую колбу емкостью 5 л, снабженную мешалкой, термометром и
обратным холодильником, помещают циклогексан (3 л), тетраацетат свинца,
содержащий приблизительно 10% уксусной кислоты (180 г, примерно
0,37 моля), иод (24 г, 0,095 моля) и 30 ацетокси-200-гидрокси 5-прегнен (30 г
0,083 моля). Реакционную смесь перемешивают и нагревают до кипения, ис
пользуя помещенную под колбу лампу мощностью 1000 Вт. Нагревание про-
должают до тех пор, пока ие исчезнет окраска иода (60—90 мин). Затем
смесь охлаждают, фильтруют с отсасыванием, а осадок промывают циклогек-
саном (600 мл). Фильтрат промывают 5%-ным водным раствором тиосуль-
фата натрия (2x500 мл), а затем водой. Объединенные водные экстракты
в свою очередь экстрагируют эфиром (500 мл), к объединенным органиче-
ским растворам добавляют пиридин (6 мл), а затем сушат. Упаривание от-
фильтрованного раствора на бане с температурой 35—40 °C дает маслообраз-
ный остаток (60 г), который сразу же окисляют.
Остаток растворяют в ацетоне (720 мл), перегнанном над карбонатом
калия после кипячения над перманганатом калия, и переносят в трехгорлую
колбу емкостью 3 л, снабженную эффективной мешалкой, капельной воронкой
и термометром. Содержимое колбы охлаждают от 0—5 °C и медленно при-
бавляют к нему за 10 мин раствор хромовой кислоты [полученный смеше-
нием триоксида хрома (13,3 г) и концентрированной серной кислоты (11,6 мл)
с последующим осторожным разбавлением этой смеси водой при охлаждении
до объема 50 мл[. Реакционную смесь перемешивают при 0—5 °C еще в те-
чение 30 мии, а затем прибавляют раствор ацетата натрия (270 г) в воде-
(780 мл). Темно-зеленый раствор переносят в делительную воронку и экстра
гируют бензолом (1X2,4 л, 1X600 мл). Оба экстракта промывают полунасы-
щенным водным раствором хлорида натрия (600 мл), сушат (Na2SO<) и объ-
единяют перед тем, как упарить при пониженном давлении до получения по-
лутвердого остатка (48—50 г), который растирают с эфиром (50 мл) и остав-
ляют на ночь при перемешивании, охладив до —10—0°С. Затем продукт
отфильтровывают и промывают иа фильтре пентаном, получая сырой лактон
(14—16 г, 45—52%). Этот продукт можно очистить обработкой активирован-
ным углем (0,25 г) в горячем ацетоне (200 мл). Отфильтрованный раствор
упаривают примерно до объема 90 мл, при этом начинается кристаллизация.
Затем добавляют гексан (150 мл) и полученную смесь опять упаривают до
€4 2. Алканы, алкильные гриппы и углеводородные фрагменты
объема 50—80 мл, после чего оставляют на ночь при 0 ’С. Таким образом
получают чистый целевой продукт (12,0—13,5 г, 39—43%), [а] с25 от —44 до
45° (с 1,0 в СНС13). Из маточника можно выделить дополнительное количе-
.ство продукта.
1. См. разд. 2.3.5.2, ссылки [1—4].
2. Heusler К., Kalvoda J., Wieland Р., Anner G., Wettstein A., Helv. Chim. Acta,
45, 2575 (1962).
3. Kalvoda J, Heusler K, Anner G„ Wettstein A., Helv. Chim. Acta, 46, 618
(1963).
4. Org. Synth. Coll. Vol., 5, 692 (1973).
2.4.4. Внутримолекулярное «отдаленное» окисление
‘Основная концепция, лежащая в основе метода внутримолеку-
лярного «отдаленного» дегидрирования и обсуждавшаяся в
разд. 2.1.5, была использована и для проведения «отдаленного»
окисления [1]. Преимущественное образование кетона (26)
(схема 2.17) достигается [2] в результате региоселективной
» Схема г.17 ге
атаки бензофенонового фрагмента сложного эфира (25) на ал-
кильную цепь спиртовой компоненты этого же эфира. Соедине-
ния, в которых карбонильная группа находится в других местах
углеводородной цепи, образуют лишь небольшую часть продук-
тов реакции. В развитие этой концепции [3] можно достичь
определенной селективности в аналогичной реакции окисления,
при которой бензофеноновый и алкильный фрагменты молекулы
удерживаются вместе не в результате ковалентного связывания,
а за счет силы водородных связей.
1 См. разд. 2.4, ссылки [11—14]
2. См. разд. 2.4, ссылка [12].
3. См. разд. 2.4, ссылка [13].
2.4.5. Хромсодержащие реагенты
Активированные алкильные группы можно окислить в карбо-
нильные группы, используя хромсодержащие реагенты [1, 2]*.
* См. также: Freeman F., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New York,
1986, pp. 41—118; Cainelli G., Cardillo G., Chromium Oxidation in Organic
Chemistry, Springer Verlag, Berlin, 1984. — Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
65
1. Lee D. G., in Oxidation (Augustine R. L_, ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
2. Wiberg К. B., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.),
Part A, p. 69, Academic Press, New York, 1965.
2.4.5.1. Хромилхлорид
Производные толуола превращаются под действием хромилхло-
рида СгОгСЬ в замещенные бензальдегиды через промежуточное
образование комплексов, обычно имеющих состав (углеводо-
род) ^(СгОгСЪ). Этот процесс называется реакцией Этара
|1—3]. Примеры окисления этого типа приведены в табл. 2.29.
В реакциях полиметилированных бензолов наблюдается опре-
деленная селективность (табл. 2.29, примеры 2 и 3). При уве-
личении длины алкильной цепи окисление происходит преиму-
щественно в ^-положении к ароматическому кольцу (табл. 2.29,
примеры 8 и 9). В некоторых полициклических ароматических
соединениях вместо окисления боковой цепи может происходить
окисление ароматического ядра (табл. 2.29, пример 10).
n-Иодобензальдегид |5]. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, ка-
пельной воронкой и обратным холодильником, помещают раствор п-иодото-
луола (43,6 г, 0,2 моля) в тетрахлориде углерода (150 мл), реакционную
смесь охлаждают в бане с холодной водой и льдом и по каплям при переме-
шивании добавляют в течение 1 ч раствор хромилхлорида (65,2 г, 0,42 моля)
в тетрахлориде углерода (150 мл). Затем охлаждающую баню убирают, смесь
перемешивают при комнатной температуре еще 1 ч, после чего медленно
(в течение 1 ч) нагревают до температуры кипения. Смесь перемешивают и
кипятят еще 20 ч, затем охлаждают и медленно выливают в тщательно пере-
мешиваемую смесь льда (300 г) и раствора сульфита натрия (60 г) в воде
(300 мл). Для растворения основных солей к полученной смеси добавляют
приблизительно 5 М соляную кислоту (100 мл), органический слой отделяют,
а водный слой экстрагируют тетрахлоридом углерода (3X150 мл). Органиче-
ские растворы объединяют, промывают водой, сушат (Na2SO4) и упаривают,
получая остаток, который перегоняют и получают слегка загрязненный
п-иодобепзальдегид (27,0—30,0 г, 58—64%), т. кип. 148—150 °С/25 мм рт. ст.,
т. пл. 55—65 °C. Перекристаллизацией этого вещества из водного этанола по-
лучают более чистый продукт с т. пл. 75 °C.
1. См. разд. 2.4.5, ссылка [1], особенно рр. 31—36.
2. См. разд. 2.4.5, ссылка [2], особенно рр. 94—98.
3. Hartford W. Н., Darrin М., Chem. Rev., 58, 1 (1958), особенно рр. 25—51.
4. См. ссылку [3], р. 34.
5. Wheeler О. Н., Сап. J. Chem., 36, 667 (1958).
6. Law И. D, Perkin F. Af, J. Chem Soc., 91 258 (1908); 93, 1633 (1908).
5-39
66 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
7. V. Miller W., Rohde G., Ber., 23, 1070 (1890); 24, 1356 (1891).
8. Doll!us W., Ber., 26, 1970 (1893).
9. Wiberg К. B., Marshall В. M., Foster G., Tetrahedron Lett., 1962, 345.
10. Wheeler О. H., Can. J. Chem., 36, 949 (1958).
2.4.5.2. Хромилацетат
Хромилацетат CrO2(OAc)2 получают смешением триоксида хро-
ма с уксусным ангидридом [1]. Окисление замещенных толуолов
раствором триоксида хрома в уксусном ангидриде протекает,
вероятно [2, 3], с участием образующегося in situ хромилацета-
та, давая с выходами от умеренных до хороших соответствую-
щие бензилиден ацетаты (табл. 2.30), являющиеся замаскиро-
ванной формой альдегида. Образование диацетата чрезвычайно
важно для успеха окисления, так как свободный альдегид, су-
ществующий в отсутствие избытка сильной кислоты, легко окис-
ляется до соответствующей бензойной кислоты.
п-Нитробензилиденацетат [5]. В трехгорлую колбу емкостью 2 л, снаб-
женную мешалкой, капельной воронкой и термометром и находящуюся в ох-
лаждающей бане со смесью льда и соли, помещают уксусный ангидрид
СНз СН(ОАс)2
(400 мл) и «-нитротолуол (50 г, 0,36 моля) и к перемешиваемой смеси медлен-
но добавляют концентрированную серную кислоту (80 мл). После того как
содержимое колбы охладится до 0 °C, к нему медленно прибавляют раствор
триоксида хрома (100 г, 1,0 моля) в уксусном ангидриде (450 мл) (раствор
получен прибавлением триоксида малыми порциями к охлажденному ангидри-
ду) с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не превышала
10 °C (обычно для этого требуется 1,5—2 ч). Перемешивание при 5—10 °C
продолжают еще 2 ч после завершения прибавления, используя охлаждаю-
щую баню с водой и льдом. Затем реакционную смесь выливают на колотый
лед (2 л) и добавляют воду, доводя общий объем смеси до 6 л. Выпавший
осадок отсасывают и промывают водой до тех пор, пока фильтрат не пере-
станет окрашиваться. Затем продукт суспендируют в 2%-ном водном раство-
ре карбоната натрия (300 мл) и после тщательного перемешивания смесь еще
раз фильтруют с отсасыванием. Отфильтрованный продукт промывают водой,
затем этанолом (20 мл) и, наконец, сушат в вакуум-эксикаторе, получая
п-нитробензилиденацетат (60—61 г, 65—66%), т. пл. 121—124 °C.
1. Krauss Н. L., Angew. Chem., 70, 502 (1958).
2. Wiberg К. В., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.),
Part A, p. 69, Academic Press, New York, 1965.
3. Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L„ ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
4. Thiele J., Winter E„ Justus Liebigs Ann, Chem., 311, 356 (1900).
5. Синтезы органических препаратов. Сб. 8. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1958,
с. 36.
6. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 366.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
67
2.4.5.3. Бихромат натрия
В водном растворе бихромат натрия окисляет этилбензол за 1 ч
при 246°C в смесь ацетофенона и бензойной кислоты в соотно-
шении 4,4: 1 [1J. Более раннее сообщение о том, что при этом
окислении образуется фенилуксусная кислота с почти количест-
венным выходом [2], было процитировано в обзорных статьях
[3, 4], однако этот результат не удалось воспроизвести другим
исследователям [1,5].
Ацетофенон [1]. Окисление проводят в приборе для высокотемператур-
ного гидрирования емкостью около 2 л, снабженном термопарой и мешалкой.
О СН3
<н2 н3 СО2Н
I I I
В реактор помещают раствор дигидрата бихромата натрия (52 г,
0,175 моля) в воде (700 мл) и добавляют этилбензол (18,92 г, 0,175 моля).
Реактор герметизируют и при интенсивном перемешивании быстро нагревают
до 246 °C. При этой температуре реагенты выдерживают в течение 1 ч. После
охлаждения образовавшийся щелочной раствор экстрагируют эфиром и
после упаривания высушенных экстрактов получают ацетофенон (48%)* и
этилбензол (41%) (по данным ГЖХ-аиализа). Водный слой фильтруют и
подкисляют, получая бензойную кислоту (11%).
Водный раствор бихромата использован также для окисле-
ния флуорена в флуоренон [6] с выходом 99%; в уксуснокислом
растворе бихромат натрия окисляет обе а-метиленовые группы
аценафтена, давая аценафтенхинон с выходом 38—60% [7].
Аценафтенхиноп [7]. В реактор из нержавеющей стали емкостью 4 л
помещают смесь аценафтена (100 г, 0,65 моля), ацетата церия(IV) (5 г) и ле-
дяной уксусной кислоты (800 мл) и делают необходимые приготовления для
охлаждения или нагревания реакционной смеси, в случае необходимости по-
мещая реактор в водяную баню. Реакционную смесь перемешивают, термо-
метр погружают в реакционную массу и добавляют дигидрат бихромата нат-
рия (325 г, 1,1 моля) в течение 2 ч, поддерживая в течение этого периода
температуру реакционной смеси при 40 °C. После этого перемешивание про-
должают еще в течение 8 ч, прн этом содержимое реактора загустевает.
* Выходы продуктов в процентах приведены в расчете на полное коли-
чество выделенных веществ, составляющее обычно 73—94% от теоретического.
5*
68 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
Затем добавляют воду (1,5 л), осадок отфильтровывают с отсасыванием и от-
мывают от кислоты. Далее осадок переносят в реактор и перемешивают
с 10%-ным водным раствором бикарбоната натрия (500 мл) при 100 °C в те-
чение 30 мин для удаления кислых продуктов. Продукт опять отфильтровы-
вают, промывают водой и в течение 30 мин экстрагируют 4%-пым водным
раствором бисульфита натрия (1 л), после чего дрбавляют активированный
уголь (15 г) и облегчающий фильтрование носитель (кизельгур) (15 г) и по-
лученную суспензию фильтруют. Экстракцию повторяют и объединенные
фильтраты, нагретые до 80 °C, подкисляют концентрированной соляной кисло-
той (50—60 мл), используя в качестве индикатора конго красный. Темпера-
туру реакционной смеси при постоянном перемешивании поддерживают при
80 °C еще в течение 1 ч, после чего осаждающийся аценафтенхиион отфильт-
ровывают с отсасыванием и промывают водой на фильтре до полного удале-
ния кислоты. Сырой хниоп (45—70 г, 38—60%) с т. пл. 256—260 °C перекри-
сталлизовывают из о-дихлоробеизола (250 мл) без промежуточной стадии
фильтрования и окончательно отфильтрованный пр'одукт промывают метило-
вым спиртом, получая с небольшими потерями аценафтенхиион с т. пл. 259—
260 °C.
1. Lee D. G., Spitzler U. A., J. Org. Chem., 34, 1493 (1969).
2. Reitsema R. H., Atlphin N. L., J. Org. Chem., 27, 27 (1962).
3. Wieberg К. B., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wieberg К. B., ed.),
Part A, pp. 90—92, Academic Press, New York, 1965.
4. Физер JI., Физер M. Реагенты для органического синтеза. В 7-ми томах.
Т. 2. Пер. с англ. — М..: Мир, 1970, с. 377 (эти авторы отмечают, что сооб-
щение об окислении этилбензола не подтверждено).
5. См. сноску 5 в ссылке [11.
6. Friedman L„ Fisher D. L„ Schecter H., J. Org. Chem., 30, 1453 (1965).
7. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1952,
с. 82.
2. 4.Б.4. Триоксид хрома — (пиридин)2
Триоксид хрома в пиридине нашел широкое применение в ка-
честве окислителя в органической химии, и его часто называют
реактивом Саретта [1, 2J. Важным усовершенствованием этого
типа окислителя явилось получение комплекса триоксид хро-
ма— (пиридин)2 [3] и использование этого реагента в дихлоро-
метановом растворе [4]. Оказалось, что этот реагент обладает
значительными преимуществами перед ди-трег-бутилхроматом и
раствором триоксида хрома в уксусной кислоте при окислении
аллильной метиленовой группы с образованием а.р-ненасыщен
ного кетона [5] (табл. 2.31). Следует отметить, что метильные
группы в аллильном положении окисляются с трудом (табл. 2.31
примеры 2, 3, 4), а окисление при аллильном метиновом центре
приводит (в случае, если это возможно) к образованию изомер-
ных ненасыщенных кетонов (табл. 2.31, пример 5). Действие
реагента, приготовленного in situ в дихлорометане по методике
Ратклиффа [6J, аналогично действию комплекса, приготовлен-
ного заранее [7].
Раствор комплекса в дихлорометане используется также для
окисления алкинов в а-положении [8] (табл. 2.32). Метильная
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
69
группа в a-положении к тройной связи окисляется с трудом
(табл. 2.32, пример 4), а терминальные алкены, по-видимому,
не окисляются этим реагентом.
Диацетат 5-андростен-7-он-30,170-диола [5]. В кругло дойную колбу, снаб-
женную мощной механической мешалкой, капельной воронкой н системой
ввода азота, помещают раствор диацетата 5-андростеи-30,170-диола (5,5 г,
0,015 моля) в дихлорометане (300 мл). К этому раствору при перемешива-
нии в атмосфере азота прибавляют комплекс триоксид хрома— (пиридин^*
(35 г, 0,135 моля) в виде тонкой суспензии** в дихлорометане (75 мл). Смесь
немедленно начинает приобретать коричневую окраску, а на стенках колбы
образуется маслянистый налет. После перемешивания реакционной смеси
в течение 17 ч при комнатной температуре прибавляют следующую порцию
комплекса триоксид хрома— (пиридип)2 (11,0 г, 0,042 моля). После выдер-
живания при перемешивании еще в течение 7 ч смесь выливают из колбы,
а оставшийся на стенках маслянистый осадок смывают порциими эфира
(3X100 мл). Полученные растворы объединяют с первоначальным раствором
в Дихлорометаие и прибавляют дополнительное количество эфира (400 мл).
Полученный органический раствор экстрагируют насыщенным водным раство-
ром гидрокарбоиата натрия (6x50 мл) и объединенные водные вытяжки
реэкстрагируют эфиром (100 мл). Этот эфирный экстракт прибавляют к пер-
•воначальному органическому раствору и полученную смесь промывают 5%-ной
соляной кислотой (3X50 мл), 5%-ным водным раствором гидрокарбоиата нат-
рия (100 мл) и насыщенным водным раствором хлорида натрия (100 мл).
Затем раствор сушат (MgSO«), растворитель отгоняют и получают желтый
твердый остаток (5,8 г), который кристаллизуют из метилового спирта и по-
лучают сырой продукт (4,7 г, 82%) с т. пл. 214—218°C. Перекристаллизацией
этого вещества из гексана получают диацетат 5-аидростаи-7-он-30,170-диола
(4,37 г, 76%) с т. пл. 218—221 °C. Тонкослойная хроматография этого про-
дукта показывает наличие следов исходного субстрата; избавиться от этой
примеси, увеличивая время реакции, не удается.
1. Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза. В 7-ми томах.
Т. 4. Пер. с англ. — М.: Мир, 1971, с. 180.
2. Poos G. Arth G. Е., Beyler R. E., Sarett L. H., J. Am. Chem Soc., 75,
422 (1953).
3. Sister H. H., Bush J. D., Accountius O. E„ J. Am. Chem. Soc., 70, 3827
(1948).
4. Collins J. C., Hess W. W., Frank F. J., Tetrahedron Letts, 1968, 3363.
5 Dauben W. G., Lorber M., Fullerton D. S., J Org. Chem., 34, 3587 (1969).
6. Ratcliffe R., Rodehorst R., J. Org. Chem., 35, 4000 (1970).
7. Fullerton D. S., Cheu C.-М., Synthesis, 6, 217 (1976).
8. Shaw J. E., Sherry J. I., Tetrahedron Lett., 1971, 4379.
* Приготовление этого комплекса подробно описано в работе [5].
♦* Суспензия или раствор этого комплекса в дихлорометане должны иметь
темио-красиый цвет. Желтая окраска указывает на то, что комплекс содержит
воду, а при наличии в дихлорометаие окисляющихся примесей смесь быстро
становится коричнево-черной.
70
2 Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
2.4.6. Нитрат аммония-церия(1У)
Это соединение оказалось полезным окислителем для синтеза
некоторых ароматических альдегидов из соответствующих за-
мещенных толуолов [1, 2] (табл. 2.33), позволяющим, в част-
ности, селективно окислять только одну метильную группу
(табл. 2.33, пример 2). Однако, по данным работы ,[!]>, в вод-
ной уксусной кислоте эта реакция не применима к замещен-
ным толуолам с сильными электроноакцепторными группами
(табл. 2.33, пример 4) или с сильными электронодонорными
группами (табл. 2.33, пример 5). Напротив, по сообщению дру-
гого исследователя [2J, субстраты обоих этих типов успешно
окисляются нитратом аммония церия (IV)- (табл. 2.33, приме-
ры 6 и 7); этот реагент использован также в химии стероидов
[3] (табл. 2.33, пример 8)*.
1. Trahanovsky W'. S„ Young L. В., J. Org. Chem., 31, 2033 (1966).
2. Super L„ Tetrahedron Lett., 1966, 4493.
3. Laing S. B„ J. Chem. Soc. (C), 1968, 2915.
2.4.7. Диоксид селена
Окисление аллильного атома углерода в алкене до окислитель-
ного состояния, соответствующего карбонильной группе, можно
осуществить с помощью диоксида селена [1—4J, если проводить
реакцию в среде, позволяющей избежать выведения из сферы
реакции наиболее обычного для таких процессов продукта —
аллилового спирта (см. разд. 2.3.1.2), и если использовать в ре-
акции большее количество оксида (1,0 экв.), чем это требуется
для образования спирта (0,5 экв.) [4]. Такой средой является
обычно вода в сочетании со смешивающимся с ней органиче-
ским растворителем, например 1,4-диоксаном.
* Отметим, что кажущаяся противоречивость данных работ [1] и [2]
лишь иллюстрирует чрезвычайно сильное влияние природы растворителя в
реакциях с участием нитрата аммония-церия(1У). Так, переход от примера 4
к примеру 6 соответствует замене уксусной кислоты в качестве растворителя
на 6 М хлорную или 3,5 М азотную кислоту, а условия реакций в примерах 5
и 7 различаются содержанием воды в растворителе (уксусной кислоте) (п ме-
тиланизол осмоляется при окислении в 50% и 100%-иой уксусной кислоте,
однако дает количественный выход продукта в 90%-нон кислоте). Подробнее
о влиянии состава растворителя на направление реакций окисления с участием
нитрата аммония-церия(ГУ) см.: Махонькое Д. И., Чепраков А. В., Род-
кин М. А., Мильченко А. Ю., Белецкая И. П. — ЖОрХ, 1986, 22, с. 30 В част-
ности, по данным этой работы, выход бензальдегида при окислении толуола
(см. табл. 2.33, пример 1) значительно возрастает при проведении реакции
в водной трифтороуксусной кислоте. Об окислении солями церия(IV) см. так-
же обзоры: Белецкая И. П., Махонькое Д. И. — Усп. хим., 1981, 50, с. 1007,
и Но T.-L., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds
(Mijs W. J., de Jonge C. R. H. L, eds.), Plenum Press, New York, 1986, pp. 569—
631. — Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
71
Диоксид селена — важный реагент для превращения альде-
гидов и кетонов в rz-дикарбонильные соединения в одну стадию
[1—5] (табл. 2.34). Особенно успешно протекает эта реакция,
если в молекуле субстрата существует лишь одно положение
для атаки (табл. 2.34, примеры 1—5) и в тех случаях, когда
симметрия субстрата такова, что подверженные окислению по-
ложения становятся эквивалентными (табл. 2.34, пример 6).
В несимметричных системах селективность, которая часто на-
блюдается для реакции одного из двух возможных положений,
определяется, по-видимому, электронными (табл. 2.34, пример 7)
или стерическими (табл. 2.34, пример 8) факторами. Присут-
ствие других функциональных групп, таких, как алкоксикарбо-
нильная или гидроксильная, либо наличие в субстрате бензиль-
ных положений обычно не вызывает осложнений, однако то
обстоятельство, что алкены сами окисляются диоксидом селена
(см. разд. 2.3.1.2), означает, что окисление кетона, содержащего
алкенильную группу, в общем случае не может быть останов-
лено на стадии а-дикарбонильного соединения.
1,2-Циклогександион [11]. В круглодоииую колбу емкостью 3 л, снабжен-
ную мешалкой и капельной воронкой, помещают циклогексанон (1708 г,
17,4 моля), и колбу ставят в водяную баню, охлаждаемую с помощью погру-
женного в нее медного змеевика, через который пропускают холодную воду.
К циклогексанону при перемешивании в течение 3 ч прибавляют раствор селе-
нистой кислоты (387 г, 3 моля) в 1,4-дноксане (500 мл) и воде (100 мл).
О О
11 А //°
OH2SeO3
1,4- диоксан, вода \
В ходе реакции постепенно выпадает красный аморфный осадок селена. Реак-
ционную смесь перемешивают еще в течение 5 ч при температуре водяной
бани, а затем 6 ч при комнатной температуре Суспензию фильтруют с отса-
сыванием и отделенный таким образом селен экстрагируют кипящим 95%-ным
этиловым спиртом (300 мл) в течение 1 ч. Полученный этанольный рас-
твор декантируют с осадка селена и прибавляют к первоначальному фильтра-
ту. Объединенные растворы перегоняют при пониженном давлении и получают
фракцию с т. кип. 25—60°С/16 мм рт. ст., содержащую главным образом эти-
ловый спирт, воду, 1,4-диоксаи и циклогексанон, и фракцию с т. кип. 60—
90°С/16 мм рт. ст., содержащую циклогексанон и 1,2-циклогександион, а так-
же следы воды и диоксапа. Разгонкой этой высококипящей фракции полу-
чают еще две фракции, первую с т. кип. 25—75 °С/16 мм рт. ст. и вторую
с т. кип. 75—79дС/16 мм рт. ст., содержащую почти исключительно 1,2-цик-
логексаидион (202,5 г, 60% в расчете на селенистую кислоту).
Диоксид селена оказался чрезвычайно полезным реагентом
для окисления метильных групп в гетероаром этических циклах
[1—4] (табл. 2.35). Так, метильные группы в а- и у-положениях
пиридинового кольца легко подвергаются окислению с образо-
ванием альдегидов (или, реже, карбоновых кислот). Селектив-
72
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
ность таких реакций может быть довольно высока (табл. 2.35,
примеры 4 и 6). Найдено, что для обеспечения оптимальных
условий получения альдегидов из метилизохи ноли нов лучше ис-
пользовать свежеприготовленный или возогнапный перед реак-
цией диоксид селена [15].
N-Оксид 5-метилпиридин-2-альдегида [20]. Смесь N-оксида 2,5-диметил-
пирвдина (5 г, 0,041 моля), диоксида селева (4,25 г, 0,038 моля) и Пиридина
,(30 мл) нагревают при 117 °C в течение 250 мин. Выпавший в осадок селен
отфильтровывают, а фильтрат подвергают перегонке с паром. Водный кубо-
нэс
и; сн3
н; сно
вый остаток высушивают в вакууме и полученный сиропообразный продукт
экстрагируют горячим бензолом. Из бензольного экстракта кристаллизуется
N-оксид 5-метилпиридин-2-альдегида (3,65 г, 66%), который после перекри-
сталлизации из бензола имеет т. пл. 164,5—165,5 °C.
1. Waitkins G. R„ Clark С. W., Chem. Rev., 36, 235 (1945).
2. Rabjohn N„ Org. React., 5, 331 (1949).
3. Rabjohn N„ Org. React., 24, 261 (1976).
4. Trachtenberg E. N„ in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 119, Dek-
ker, New York, 1969.
5. Reich H. J., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.),
Part С, p. 1, Academic Press, New York, 1978.
6. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1952,
с. 106.
7. Синтезы органических препаратов Сб. 2. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 507.
8 Corey Е. J., Schaefer J. Р., J. Am. Chem. Soc., 82, 918 (1960).
9. Evans W. C., Ridgion J. M., Simonsen J. L., J. Chem. Soc., 1934, 137.
10. Hanna R., Ourisson G., Bull. Soc. Chim. Fr., 1961, 1945.
11. Синтезы органических препаратов. Сб. 4. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1953,
с. 213.
12. Muller R., Вег., 66, 1668 (1933).
13. Rubin М., Paist IF. О., Elderfield R. C„ J. Org. Chem., 6, 260 (1941).
14. Borsche W„ Hartmann H., Ber., 73, 839 (1940).
15. Kaplan H., J. Am. Chem. Soc., 63, 2654 (1941).
16. Buehler C. A., Edwards S. P„ J. Am. Chem. Soc., 74, 977 (1952).
17. Barrows R. S., Lindwall H. G., J. Am. Chem. Soc., 64, 2430 (1942).
18. Glenn R. A., Bailey J. R., J. Am. Chem. Soc., 63, 639 (1941).
19. Burger A., Modlin L. R., J. Am. Chem. Soc., 62, 1079 (1940).
20. Jerckel D., Heider J., Wagner H., Justus Liebigs Ann. Chem., 613, 153
(1958).
21. Borsche W., Doeller IF., Justus Liebigs Ann. Chem., 537, 53 (1939).
2.4.8. Эфиры азотистой кислоты (или эквивалентные
нитрозирующие агенты)
Метильную или метиленовую группу в a-положении к карбо-
нильной группе можно нитрозировать различными агентами,
такими, как алкилнитриты или азотистая кислота; если обра-
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 73
зующееся вначале нитрозосоединение способно к таутомериза-
ции, далее происходит перегруппировка в соответствующий ок-
сим, что приводит в конечном счете к окислению при а-атоме
углерода [1] (схема 2.18). Примеры приведены в табл. 2.36.
R'COCHoR2 -k R3ONO--->- RiCOCHR2--> R’COC—R2
I И
N NOH
Схема 2.1 8.
В реакции с диэтилмалонатом использование в качестве
окислителя оксида азота (III) (азотистого ангидрида) приводит
к образованию карбонильного соединения (пример 4).
2-Оксим 1-фенилпропаи-1,2-диона [2]. В трехгорлую круглодонную колбу
объемом 3 л, снабженную обратным холодильником, мешалкой с затвором и
двумя газовводными трубками, вставленными в третье горло и подходящими
как можно ближе к дну колбы, помещают раствор пропиофенона (469 г,
НС1
С6Н6СОСН3СН3+ CH3ONO------->-CeHsCOC(NOH)CH3+ СН3ОН
3,5 моля) в эфире (2,3 л). Через одну трубку в колбу подают сухой хлорово-
дород, через другую — метилнитрит. Метилнитрит получают в отдельной кол*
бе, медленно прибавляя раствор концентрированной серной кислоты в воде
(объемное соотношение 1 : 2) (455 мл) к смеси нитрита натрия (290 г, 4 мо-
дя), метанола (180 мл, 4,5 моля) и воды (170 мл). Реакционную смесь пере-
мешивают и пропускают в нее хлороводород со скоростью 6—10 пузырь-
ков/с. В это же время начинают пропускать в реакционную смесь метилнит-
рит, получая его прибавлением раствора серной кислоты к смеси нитрита нат-
рия, метанола и воды. Приблизительно через 10 мин эфир спокойно закипает.
После того как прибавление метилнитрита закончено (примерно через 4 ч),
прибавление хлороводорода и перемешивание продолжают еще в течение
30 мин. Затем реакционную смесь оставляют на ночь при комнатной темпе-
ратуре, после чего экстрагируют 10%-ным водным раствором гидроксида нат-
рия (5x500 мл) и объединенные экстракты медленно прибавляют при пере-
мешивании к смеси концентрированной соляной кислоты (700—730 мл) и
льда (1 кг). Выпадающие кристаллы отфильтровывают, сушат с отсасыва-
нием и получают слабо загрязненный продукт (370—390 г, 65—68%)
с т. пл. 111 113 °C, который после перекристаллизации из толуола (550 мл)
дает целевой продукт (315—335 г, 55 59%) с. т. пл. 112—113 °C.
1. March J, Advanced Organic Chemistry, 2nd ed., p. 542, McGraw-Hill, Koga-
kusha, Tokyo, 1977 (есть русский перевод 3-ro издания: Марч Дж. Органи-
ческая химия. В 4-х томах. Пер. с англ. —М.: Мнр, 1987—1988).
2. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с аигл. — М.: ИЛ, 1949,
с. 264.
3. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1952,
с. 469.
4. Синтезы органических препаратов. Сб. 12. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1964,
с. 65.
5. Синтезы органических препаратов. Сб. 1. Пер. с аигл. — М.: ИЛ, 1949,
с. 550.
6. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 205.
74 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
2.5. Получение карбоновых кислот
Окисление неактивированной метильной группы в простом ал-
кане в карбоксильную группу в качестве препаративного син-
тетического метода в лабораторной практике фактически неиз-
вестно*. Относительные скорости окисления первичных, вторич-
ных и третичных углерод водородных связей возрастают в этом
ряду драматически**, а низкая относительная реакционная спо-
собность первичной углерод-водородной связи означает, что
окисление метильной группы чрезвычайно невыгодно по срав-
нению с окислением метиленовой или метиновой группы. На-
против, если метильная группа активирована другой группой,
устойчивой к окислению, например ароматическим фрагментом,
окисление в карбоновую кислоту*** можно легко осуществить
с хорошим выходом****. Метильную группу, сопряженную с кар-
бонильной группой, также можно окислить, получив а-кетокис-
лоту, однако выходы при этом в общем случае невелики. Ал-
кильные цепи, более длинные, чем метил, сопряженные с аро-
матическим кольцом, могут давать а-кетопроизводные, которые,
однако, подвергаются в дальнейшем деструкции с разрывом
углерод-углеродной связи и образованием в конечном счете
карбоксильных групп. Для окисления этого типа чаще всего
применяют такие окислители, как перманганат калия, хромовая
кислота, бихромат натрия или калия и азотная кислота, однако
для окисления при бензильном атоме углерода можно исполь-
зовать и молекулярный кислород, а при окислении некоторых
метилфенолов и толуиловых кислот — диоксид свинца в присут-
ствии щелочи при высокой температуре*****.
* Сообщение о том, что окисление этилбензола водным бихроматом калия
приводит к фенилуксусной кислоте [1], подтвердить ие удалось [2].
•* Скорости окисления первичных, вторичных и третичных углерод-водо-
родных связей алканов хромовой кислотой относятся как 1:110:7000—
18 000 [3].
*** Отметим, что в таких реакциях, особенно протекающих под действием
солей металлов-окислителей относительная реакционная способность С—Н свя-
зей часто противоположна упомянутой выше (см. сноску **) и n-цимол, напри-
мер, можно окислить в л-изопропилбензойную кислоту. Подробнее о таких
реакциях см.: Белецкая И. П., Махонькое Д. И. — Усп. хим., 1981, 50, с. 1007;
Freeman F., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds
(Mijs W. J., de Jonge C. R. H I., eds.), Plenum Press, New York, 1986, p. 315—
371. — Прим, перев.
**** Кроме того, метильная группа, сопряженная с ароматическим кольцом,
легко галогенируется с образованием тригалогенометильных производных, в ко-
торых окислительное состояние углеродного атома соответствует карбоновой
кислоте. Подобно большинству других процессов галогенирования, такие реак-
ции не рассматриваются в этой книге.
***** Хотя реакции, в которых окислительной стадией является галогенирова-
ние, как правило, ие рассматриваются в этой книге, следует отметить, что
метильные группы, сопряженные с ароматическими кольцами, несущими также
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
75
1. Reitsema R. Н., Allphin N. L., J. Org. Chem., 27, 27 (1962); см. также;
Wiberg К. В., in; Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.),
Part 1, p. 92, Academic Press, New York, 1965; Физер Л., Физер M. Реагенты
для органического синтеза. В 7-ми томах. Т. 2. Пер. с англ. —М.: Мир,
1970, с. 377.
2. Lee D. G., Spitzer U. A., J. Org. Chem., 34, 1493 (1969) и ссылка [5] в этой
статье.
3. Mares F., Robek J., Collect. Czech. Chem. Commun., 26, 2370 (1961).
4. Chakrabartty S. K., in; Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S.,
ed.), Part C, p. 343, Academic Press, New York, 1978.
2.5.1. Перманганат калия
Обычно марганец(УП) является более энергичным и, следова-
тельно, менее селективным окисляющим агентом, чем хром (VI)
[1, 2J. Хотя перманганат — сильный окислитель, его реакцион-
ная способность может зависеть от среды, и в основных усло-
виях можно с хорошим выходом выделить третичный спирт при
окислении ароматического углеводорода, содержащего третич-
ный центр [1]. Однако в основном перманганат калия исполь-
зуется как прекрасный окислитель для превращения алкильных
боковых цепей ароматических и гетероароматических соедине-
ний в карбоксильные группы (табл. 2.37)**.
о-Хлоробеизойная кислота [3]. В двухлитровую колбу, снабженную ме-
шалкой и обратным холодильником, помещают перманганат калия (100 г,
0,63 моля), воду (1200 мл) и о-хлоротолуол (33,3 г, 0,27 моля) и смесь мед-
ленно нагревают при перемешивании до кипения в течение 3—4 ч. При этом
следует соблюдать осторожность и избегать слишком быстрого нагревания,
которое может привести к бурной реакции. Затем обратный холодильник уби-
электроноакцепториые заместители, или метильные группы в а-положенин
(а также, возможно, и в у-положеиии) к атому азота в пиридиновых циклах
способны окисляться в карбоксильные группы при обработке гипогалогенитами
щелочных металлов (41*.
* Отметим, что по данным работы Sasson У., Zappi G. D., Neumann R„
J. Org. Chem, 51. 2881 (1986) катализируемое солями рутения окисление то-
луолов с электропоакцепторными группами гипохлоритом натрия в условиях
межфазного катализа приводит непосредственно к образованию соответствую-
щих бензойных кислот с выходами, близкими к количественным. — Прим,
перев.
** Предложен удобный способ синтеза арилкарбоновых кислот окислением
алкнлбеизолов перманганатом калия в двухфазных системах углеводород —
вола в присутствии солей четвертичного аммония (наиболее эффективны соли
цетилтриметиламмония) (Артамкина Г. А., Гринфельд А. А., Белецкая И. П. —
ЖОрХ, 1980, 16, с 698). — Прим, перев.
76 2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
рают и для перегонки колбу через насадку соединяют с нисходящим холо-
дильником. После этого смесь кипятят до тех пор, пока с водой не переста-
нет отгоняться масло Далее горячую реакционную смесь фильтруют с отса-
сыванием и промывают отфильтрованный диоксид марганца горячей водой
(2X100 мл). Объединенные фильтраты упаривают до объема приблизительно
600 мл и обрабатывают активированным углем (0,5 г). Горячий раствор осто-
рожно подкисляют концентрированной соляной кислотой (примерно 40 мл)
при постоянном перемешивании и после охлаждения до комнатной температу-
ры полученную суспензию фильтруют с отсасыванием Отфильтрованный ма
териал промывают холодной водой и сушат с отсасыванием. Полученный поч-
ти чистый продукт (27,2—27,8 г, 66—68%) с. т. пл. 137—138 °C можно пере-
кристаллизовать из толуола (100 мл) и получить о-хлоробензойиую кислоту
(22,2—23,3 г) с т. пл. 139—140 °C.
1. Stewart R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B, ed ), Part A,
p. 1, Academic Press, New York, 1965
2 Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol 1, p. 1, Dekker, New York,
1969.
3. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с аигл. — М.: Издатинлит,
1949, с. 556.
4. Синтезы органических препаратов. Сб. 1. Пер. с аигл. — М.: Издатинлит,
1949, с. 483.
5. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с аигл. — М ИЛ, 1952,
с. 145
6. Koelsch С. F., J. Am. Chem. Soc., 65, 2460 (1943); см. также ссылку [7].
7. Black G., Depp Е., Corson В. В., J. Org. Chem., 14, 14 (1949).
2.5.2. Хромсодержащие реагенты
Использование хромсодержащих реагентов при окислении ал-
килзамещенных ароматических соединений позволяет дифферен-
цировать селективность этих реакций [1, 2]*. Так, толуолы
можно окислить хромилхлоридом и хромилацетатом до соот-
ветствующих альдегидов (см. разд. 2.4.5.1 и 2.4.5.2 соответст-
венно), тогда как хромовая кислота окисляет боковую цепь
фенилалканов до производных бензойной кислоты. Бихромат-ион
в нейтральном водном растворе окисляет арилалканы в соот-
ветствующие карбоновые кислоты или кетоны.
1. Wiberg К. В., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. В , ed ), Part A,
p 69, Academic Press, New York, 1965
2. Lee D. G., in; Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
2.5.2.1. Хромовая кислота**
При окислении хромовой кислотой обычно концентрированную
серную кислоту прибавляют к суспензии фенилалкана в водном
растворе бихромата натрия или триоксида хрома. Полученную
* См. примечание переводчика на с. 151.
** В идеальном случае термин «хромовая кислота» должен относиться к
соединению Н2СгО4, ангидридом которого является триоксид хрома. В водном
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
77
смесь затем кипятят при перемешивании. Так как бензольное
кольцо устойчиво к окислению в этих условиях, широкий круг
фенилалканов можно окислить в производные бензойной кисло-
ты (табл. 2.38, примеры 1—4). Напротив, ядра полициклических
ароматических соединений чувствительны к окислению хромовой
кислотой, и в общем случае вместо окисления боковой цепи
происходит образование хинонов (табл. 2.38, примеры 5—7);
см. также схему 2.19 в разд. 2.5.2.2. Таким образом, обычно
окисление алкильных боковых цепей полициклических аромати
ческих углеводородов хромовой кислотой невозможно.
n-Нитробензойная кислота [3]. В круглодонную трехгорлую колбу ем-
костью 5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником и капельной
воронкой, помещают бихромат натрия (680 г, 2,3 моля), воду (1500 мл) и
и-нитротолуол (230 г, 1,7 моля). К перемешиваемой смеси в течение 30 мин
прибавляют концентрированную серную кислоту (1700 г). Очень важно вто-
рую половину серной кислоты прибавлять постепенно, смягчая по возможно-
СН3 СО2Н
I I
МагСггО?, H2SO4, Н2О|^^'Ч|1
no2 no2
стн течение реакции, которая в противном случае может стать очень бурной.
После того как вся серная кислота будет прибавлена и самопроизвольное
разогревание смеси прекратится, смесь кипятят при перемешивании в течение
0,5 ч. Затем смесь охлаждают, прибавляют воду (2 л), разбавленный раствор
еще раз охлаждают н фильтруют с отсасыванием через крупнопористую
фильтровальную бумагу. Отфильтрованный осадок промывают водой (1 л),
а затем обрабатывают 5%-иой водной серной кислотой (1 л) при нагревании
па водяной бане. Продукт опять отфильтровывают, растворяют в 5%-ном
водном растворе гидроксида натрия и раствор фильтруют. Фильтрат подкис-
ляют, выливая его в разбавленную серную кислоту, полученный осадок
фильтруют с отсасыванием, промывают водой, сушат и получают почти чис-
тый целевой продукт (230—240 г, 82—86%) с т. пл. 236—238 °C. Дальнейшую
очистку можно осуществить перекристаллизацией из бензола.
1. См. разд. 2.5.2, ссылка [1].
2. Hofmann А. К7., Justus Liebigs Ann. Chem, 97, 207 (1856).
3. Синтезы органических препаратов. Сб 1. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 296.
4. Синтезы органических препаратов. Сб. 1. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 416.
5. Schultz G., Вег., 42. 3602 (1909).
растворе существуют сложные равновесия между этой кислотой, ее сопряжен-
ными основаниями НСгО«_ и СгО<2“ и содержащими два атома хрома части-
цами Н2Сг2Ог, НСг2Ог~ и Сг2О72 [1]. Доказано также, что в более концентри-
рованных растворах образуются полихроматы [1]. Реальный состав раствора
«хромовой кислоты» зависит от концентрации и pH раствора. Таким образом,
термин «хромовая кислота» используется обычно для описания соединений,
образующихся при растворении бихроматов в водной кислоте или триоксида
хрома в воде
78
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменту
6. Smith L. Webster I. М., J. Am. Chem. Soc., 59, 662 (1937).
7. Ильинский M. А., Кузакова В. A. — ЖОХ, 1941, 11, с. 16.
2.5.2.2. Бихромат натрия в нейтральных водных растворах
Степень окисления ароматического кольца в ксилоле и родст-
венных соединениях хромовой кислотой возрастает с увеличе-
нием концентрации кислоты [1]. Окисление кольца можно в зна-
чительной степени подавить в сравнении с окислением боковой
алкильной цепи, если проводить реакции в водных растворах
при условиях, близких к нейтральным, используя в качестве
окислителя бихромат натрия при повышенных температурах
(200—300°C) [1, 2J. Эта методика весьма успешно применяет-
ся* для получения широкого круга производных бензойной кис-
лоты из соответствующих метилзамещенных производных бен-
зола (табл. 2.39, примеры 1—7); лишь немногие из исследован-
ных субстратов показали при окислении неудовлетворительные
результаты (табл. 2.39, примечания «а» и «б»).
Наиболее важно то, что этим методом можно окислить в кар-
боксильные группы алкильные боковые цепи в полиядерных
ароматических системах без сопутствующего окисления арома-
тической части молекулы** (табл. 2.40, см. также схему 2.19).
Схема 2.19
2,3-Нафталиндикарбоновая кислота [2, 3]. В автоклав, снабженный ме-
шалкой или встряхивателем, помещают 2,3 диметилиафталии (200 г, 1,28 мо-
ля), бихромат натрия (940 г, 3,14 моля) и воду (1,8 л). Автоклав герметизи-
руют, нагревают до 250 °C и содержимое перемешивают (или встряхивают)
при этой температуре в течение 18 ч. После охлаждения автоклава реакцион-
ную смесь переносят с помощью горячей воды в широкий сосуд, суспензию
фильтруют с отсасыванием и отфильтрованный осадок (гидратированный
оксид хрома) промывают теплой водой. Объединенные фильтраты (7—8 л)
подкисляют 6 М соляной кислотой (1,3 л), а затем оставляют охлаждаться
* Следует отметить, что на практике для проведения таких реакций ис-
пользуют качающийся автоклав, и это несколько уменьшает кажущееся удоб-
ство метода.
** Антрацен и 1,2-бензантрацен при 250’С окисляются этим реагентом
соответственно в антрахинон (99%) и 1,2-беизантрацен (96%) [2], однако
при 200 3С эта реакция ие происходит.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
79
в течение ночи при комнатной температуре. Образовавшийся осадок отфильт-
ровывают, промывают водой и сушат при 50 сС/20 мм рт. ст., получая 2,3-на-
фталиндикарбоповую кислоту (240—256 г, 87 93%) с т. пл. 239—241 °C.
1. См. разд. 25.2, ссылка [1].
2. Friedman L. Fishel D. L., Schecter H., J. Org. Chem., 30, 1453 (1965).
3. Org. Synth. Coll. VoL, 5, 810 (1973).
2.5.3. Азотная кислота
Наличие электроноакцепторных заместителей в бензольном ядре
снижает скорость окисления бензильного положения, однако
вместе с этим в еще большей степени уменьшается скорость
нитрования ароматического ядра. Таким образом, окисление
азотной кислотой часто дает практическую возможность полу-
чения бензолкарбоновых кислот с электроноакцепторными за-
местителями из соответствующим образом замещенных толуолов
(табл. 2.41, примеры 1—3).
Разветвленные алкильные или сложные боковые цепи окис-
ляются с деградацией до карбоксильных групп (табл. 2.41, при-
меры 4 и 5), а окисление диалкилароматических соединений*
можно провести селективно (табл. 2.41, примеры 4 и 6), по-
скольку дальнейшее окисление до дикарбоповой кислоты тре-
бует более жестких условий. В замещенных м- и п-ксилолах
третий заместитель может в значительной степени определять,
какая из двух метильных групп будет окисляться преимущест-
венно (табл. 2.41, примеры 7 и 8).
о-Толуиловая кислота [8|. В круглодониую колбу емкостью 5 л, снабжен-
ную эффективным обратным холодильником, к верхней части которого при-
соединена ловушка для поглощения газов, помещают воду (1,6 л), концентри-
рованную азотную кислоту (800 мл) и о-ксилол (364 г. 3 моля). Смесь ки-
пятят на масляной бане при 145—155 °C в течение 55 ч. Затем горячую
смесь выливают при перемешивании в стакан емкостью 4 л, содержащий
лед (1 кг). Полученную массу охлаждают, выпавший осадок отфильтровы
* Изопропилбензол (кумол) окисляется 3 М HNO3 при 90 °C в водном
диоксане [7] с образованием смеси ацетофенона (70—76%) и бензойной кис-
лоты (30%), т. е. тех же продуктов, что получаются при аналогичном окисле-
нии 2-феннл-2-пропанола (кумилового спирта). Так как HNOj окисляет аце-
тофенон в бензойную кислоту, окисление изопропилбензола, вероятно, проте-
кает через промежуточное образование этих соединений. Поскольку
изопропильная группа подвергается окислению с большей вероятностью, чем
метильная группа, не удивительно, что окисление 4-изопропилтолуола происхо-
дит селективно (табл. 2.41, пример 4).
80
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты
вают, суспендируют в холодной воде (2 л) и еще раз отфильтровывают, после
чего растворяют его при нагревании в 10%-ном водном растворе гидроксида
натрия (1л). После охлаждения этот раствор экстрагируют эфиром (250 мл),
а затем нагревают с активированным углем (5—10 г). Получеиую суспензию
фильтруют горячей через слой активированного угля и фильтрат прибавляют
при перемешивании к концентрированной соляной кислоте (225 мл). Выпав-
ший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой и сушат на фильт-
ре с отсасыванием. Сырой продукт очищают обработкой активированным
углем в 95%-ном этиловом спирте (350 мл) и фильтруют с помощью допол-
нительного количества этилового спирта (70 мл). К горячему этанольному
раствору (55—60 "С) прибавляют теплую (55—60 °C) воду (480 мл) и полу-
ченную смесь оставляют охлаждаться при комнатной температуре, а затем
выдерживают при 0 °C. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают
50%-ным водным этиловым спиртом (250 мл) и сушат. Получают о-толуило-
вую кислоту (218—225 г, 53—55%) с т. пл. 99—101 °C.
1. Ogata У., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W S., ed ),
Part C, p. 295, Academic Press, New York, 1978
2. Hakanson C., Nilsson M., Acta Chem. Scand., 21, 1978 (1967).
3. Srinivasan B., Chandalia S. B., Indian J. Technol., 9, 274 (1971) [C. A., 25,
118080 (1971)].
4. Bengtsson E. B., Acta Chem. Scand., 7, 774 (1953).
5. Синтезы органических препаратов Сб. 4. Пер. с аигл. — М ИЛ, 1953,
с. 482.
6. Синтезы органических препаратов. Сб. 1. Пер. с аигл. — М.: ИЛ, 1949,
с. 288.
7. Ogata У., Tezukai Н., Bull. Chem. Soc. Jpn., 43, 3285 (1970).
8. Синтезы органических препаратов. Сб. 4. Пер. с аигл. — М.: ИЛ, 1953,
с. 480.
9. Crandall Е. F., Beasley R„ Lambing L. L., Moriconi R., J. Org Chem., 32,
134 (1967)
2.5.4. Молекулярный кислород
Автоокисление бензильного атома углерода происходит через
промежуточное образование гидропероксида [1]. Особенно лег-
ко эта реакция протекает в присутствии сильных основании*,
когда образование карбаниона у бензильного центра является
* Отметим, что не менее легко протекает автоокисление у бензильного
атома углерода и в растворах кислот. Особенно широко используется для
этой цели уксусная кислота и соли металлов переменной валентности (кобаль-
та, марганца, церия, меди) в сочетании с органическими и неорганическими
бромидами. Некоторые из таких систем, например, так называемый кобальт-
марганец-бромидный катализатор, широко применяются в промышленности.
Обзоры, содержащие сведения о механистических и синтетических аспектах
таких реакций см.: Белецкая И. П., Махонькое Д. И. — Усп. хим., 1981, 50,
с. 1007; Sheldon R. A., Kochi J. К, Metal-Catalyzed Oxidation of Organic Com-
pounds, Academic Press, New York, 1981; Sheldon R. A., in: Aspects of Homo-
geneous Catalysis (Ugo R„ ed.), Vol. 4, p. 1, D. Reidel, Dordrecht, 1981;
Freeman F., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds
(Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New York, 1986, p. 315—
371; Hanotier J., Hanotier-Bridoux M., J. Mol. Catal, 12, 133 (1981); Нази-
мок В. Ф., Овчинников В. И., Потехин В. М. Жидкофазное окисление алкил-
ароматических углеводородов. — М.: Химия, 1987. — Прим, перев.
2. Алканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты 8t
стадией, определяющей скорость реакции. Этот карбанион за-
тем быстро реагирует с молекулярным кислородом. Диполяр-
ные апротонные растворители, такие, как N.N-диметилформамид,
диметилсульфоксид и гексаметилфосфортриамид, увеличивают
силу основания и особенно удобны для этого типа окисления
углеводородов. В смеси 1\[,К[-диметилформамида и трет-бутило-
вого спирта в присутствии трет-бутоксида калия а-, [3- и ^-пико-
лины окисляются кислородом в соответствующие карбоновые
кислоты (табл. 2.42, примеры 1—3), а в гексаметилфосфортри-
амиде толуол можно окислить в бензойную кислоту (табл. 2.42,.
пример 4)*.
1. Вороненков В. В., Виноградов А. И., Беляев В. А. — Усп. хим., 1970, 39,
с. 1989.
2. Bartok W., Rosenfeld D. D., Schriesheim A., J. Org. Chem., 28, 410 (1963).
3. Hofmann J. E., Schriesheim A., Rosenfeld D. D., J. Am. Chem. Soc., 87,
2523 (1965).
2.5.5. Диоксид свинца — щелочь
Эта комбинация реагентов использована для одностадийного
окисления крезола в соответствующую фенолкарбоновую кисло-
ту [1J, однако для этого требуется очень высокая температура
(примерно 250°C), а присутствие сильного основания наклады-
вает строгие ограничения на природу функциональных групп,
кбторые могут присутствовать в субстрате. Особенно удачным
применением этого метода является получение 2-гидроксиизо-
фталевой кислоты из 2-гидрокси-З-метилбензойной кислоты —
единственный одностадийный метод, использующий легкодоступ-
ные исходные материалы [2].
1. Graebe С., Kraft Н., Вег., 39, 794 (1906).
2. Синтезы органических препаратов. Сб. 12. Пер. с англ.—М,: ИЛ, 1964,
с. 116.
* л-Нитротолуол, метилпиридины и метнлиафталины эффективно окисляют-
ся в соответствующие карбоновые кислоты молекулярным кислородом в систе-
ме гидроксид калия — диметокси.этан—18-краун-6 (Артамкина Г. А., Грин-
фельд А. А., Белецкая И /7. —Изв. АН СССР, сер. хим., 1984, с. 2284).
В аналогичных условиях можно окислить толуол после превращения его в-
комплекс с трикарбонилом хрома. — Прим, перев.
6-39
3
АЛКЕНЫ
3.1. Получение алкинов [1]
Превращение алкена в алкин [схема 3.1 (1—>-3)] в общем слу-
чае требует образования интермедиата 2, в котором заместите-
ли X и Y — хорошие уходящие группы. К образованию алкина 3
приводит отщепление НХ и НУ от соединения 2 под действием
подходящего основания. Очевидно, что в случае, когда при двой-
ной связи алкена имеется хорошая уходящая группа, как, на-
пример, в соединении 4 (схема 3.1), отщепление НХ непосред-
ственно приведет к образованию алкина 3, одиако такие реакции
образования алкинов здесь не рассматриваются.
Удобно, когда в процессе превращения алкена в алкин
(1—>-3) Х=У=галоген; такой тип реакции рассмотрен ниже.
Окислительной стадией в этом процессе является реакция га-
логенирования алкена 1.
R1CH=CHR2---> R*CHX—CHYR2----->RlC = CR2 <-R!CH=CXR2.
1 2 3 4
Схема 3.1.
1. Обзоры, включающие сведения о получении алкинов, см.: Ben-Efraim D. А.,
in: The Chemistry of Carbon-Carbon Triple Bond (Patai S., ed.), p 755, Wiley,
New York, 1978, и ссылки [I, 2], приведенные в этой работе. Подробные
лабораторные методики получения алкинов см.: Brandsma L., Preparative
Acetylenic Chemistry, Elsevier, Amsterdam, 1971*.
3.1.1. Дегидрирование через галогенирование —
дегидрогалогенирование
Стадию галогенирования в этом синтезе удобно проводить с по-
мощью брома [1J Реакцию дегидрогалогенирования осущест-
вляют действием амида натрия в жидком аммиаке (табл. 3.1,
примеры 1—3), гидроксида калия в спиртовых растворителях
(табл. 3.1, примеры 4—6) или в последнее время водного рас-
твора гидроксида натрия в присутствии агента межфазного
переноса — гидросульфата тетра-н-бутиламмония (табл. 3.1, при-
мер 7). При использовании амидов щелочных металлов в жид-
ком аммиаке в качестве дегндрогалогеннрующих агентов для
---------т
* См. также: Щелкунов А. В. Синтезы замещенных ацетиленов. - Алма-
Ата: Наука, 1970. — Прим, перев.
3. Алкены
83-
получения терминальных алкинов необходимо использовать по
меньшей мере 3 экв. основания, так как в ходе реакции образу-
ются ацетилениды щелочных металлов:
RCHX—СН2Х + 3MNH2-----> RC = СМ + 2МХ + ЗШ2.
3,3-Диэтокси-1-пропин [10]. В трехгорлую колбу емкостью 500 мл, снаб-
женную мешалкой капельной воронкой с компенсатором давления и термо-
метром, помещают свежеперегнанный акролеин (28,0 г, 0,5 моля). В капель-
ную воронку, снабженную осушительной трубкой, помещают бром (80,0 г,
0,5 моля). Колбу помещают в баню со смесью льда и соли, начинают интен-
сивное перемешивание и, когда температура акролеина достигнет 0°С, осто-
СН2=СНСНО
1. Вг2. 0" С
2. HC(OEt)3 в ЕЮН
> Br Н2— HBrCH(OEt)2
(h-Bu)4NHSO<
вода, пентан
--->НС = ССН (OEt)2
рожно прибавляют бром так, чтобы температура реакционой смеси оставалась
между 0 н 5‘С. Прибавление брома продолжают до тех пор, пока содержи-
мое колбы не приобретет устойчивую красную окраску (для этого требуется
78—79 г брома). После этого в течение 15 мин прибавляют раствор свеже-
перегнанного триэтилортоформиата (80 г, 0,54 моля)) в абсолютном этиловом
спирте (65 мл). Смесь перемешивают в течение 3 ч, а затем упаривают на
роторном испарителе. Остаток перегоняют, используя елочный дефлегматор
длиной 15 см, и получают диэтилацеталь 2,3-дибромопропионового альдегида
(107—112 г, 74—77%) с т. кип. 113—115°С/11 мм рт. ст., который вводят
в дальнейшую реакцию, описанную ниже.
В трехгорлую колбу емкостью 500 мл снабженную мешалкой, капельной
воронкой с компенсатором давления и эффективным обратным холодильни-
ком, помещают гидросульфат тетра-н-бутиламмония (100 г, 0,3 моля) и воду
(20 молей). К перемешиваемой суспензии прибавляют раствор диэтилацета-
ля 2,3-дибромопропионового альдегида (29 г, 0,1 моля) в пентане (75 мл).
Полученную таким образом смесь тщательно перемешивают, охлаждают до
10—15 °C и прибавляют к ней холодный (10—15 °C) раствор гидроксида нат-
рия (60 г, 1,5 моля) в воде (60 мл) в течение 10 мин. Происходящая при
этом экзотермическая реакция приводит к закипанию пентана, которое про-
должается 10—20 мин. После прекращения кипения смесь перемешивают при
комнатной температуре в течение 2 ч, затем охлаждают до 5 °C и подкисля-
ют, прибавляя холодный (~5°С) 25%-ный (по объему) раствор серной кис-
лоты в воде (приблизительно 120 мл) После прекращения перемешивания
смеси дают расслоиться и верхний органический слой отделяют декантацией.
Ннжннй водный слой фильтруют, экстрагируют пентаном (3X50 мл), объеди-
ненные органические растворы сушат (Na2SO4), а затем упаривают. Остаток
перегоняют н получают 3,3-диэтокси-1 -пропин (7,8—8,6 г, 61—67%) с т. кип.
95—96X1/170 мм рт. ст.
1. Roedig A., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Wcyl) (Mul-
ler E., cd.), 4th ed., Vol. 5/4, pp. 38—152, Thieme, Stuttgart, 1960.
2. Brandsma L., Preparative Acetylenic Chemistry, p. 115, Elsevier, Amsterdam.
1971.
3. Синтезы органических препаратов. Сб. 4. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1953,
с. 444.
4. Синтезы органических препаратов. Сб. 4. Пер. с англ. — М. ИЛ, 1953,
с. 494.
5. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер с англ. — М.- ИЛ, 1949,
с. 191.
6»
«4
3. Алкены
6. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ.—М.:
с. 71.
7. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер с англ. — М.
с. 586.
8. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ.—М.:
с. 520.
9. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер с англ.—-М.:
с. 231.
10. Org. Synth., 59. 10 (1980).
ИЛ, 1949,
ИЛ, 1949,
ИЛ, 1949,
ИЛ, 1952,
3.2 . Получение 1,2-диолов*
Как показано на схеме 3.2, вицинальное присоединение гидрок-
сильных групп к двойной углерод-углеродной связи алкена 5
может происходить по син или ампотипу с образованием дио-
ла 6 (и его энантиомера) или диола 7 (и его энантиомера) со-
ответственно. Реальный способ присоединения зависит от ис-
пользуемого реагента.
или
5
Б 7
Схема. 3.2.
сшг-Гидроксилироваиие алкенов чаще всего происходит при
действии тетраоксида осмия [1—5]** или перманганата калия
[2—8]*** в качестве окислителей. Присоединение в этих слу-
чаях происходит с менее затрудненной стороны алкена (при
наличии диастереотопности в исходной молекуле алкена). При-
чиной наблюдаемой в этих реакциях стереоспецифичности яв-
ляется образование промежуточных циклических эфиров. Высо-
кая стоимость и токсичность тетраоксида осмия привели к раз-
витию методов, использующих каталитические количества этого
реагента.
Родственным син-гидроксилированию алкенов под действием
тетраоксида осмия является сцн-оксимирование алкенов с ис-
* Отметим, что сопряженные алкены можно окислить также до производ-
ных 1,4-дигидрокси-2-алкенов. Так, в присутствии ацетата палладия(П)
1,3-диены окисляются n-бензохииоиом или диоксидом марганца в присутствии
каталитических количеств л-бензохинона; реакцию проводят в смеси уксусной
и трифтороуксусной кислот с добавкой трифтороацетата лития и в результате
образуются 1-ацетокси-4-трифтороацетокси-2-алкеиы [см.: Backvall I -Е., Vad-
berg J., Nordberg R. E., Tetrahedron Lett, 25, 2717 (1984)].—Прим перев.
** См. также: Singh Н. S, in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. S., de Jonge C. R. H. I., eds), Plenum Press, New York,
1986, pp. 633—693. — Прим, перев.
*** См. также: Fatiadi A. J., Synthesis, 1987, 85. — Прим, перев.
3. Алкены
85
пользованием каталитических количеств тетраоксида осмия и
хлорамина-Т [9, 10] или Ы-хлоро-М-аргентокарбаматов [11, 12]
в качестве источников азота и различных соокислителей. Ва-
риантом этой методики является использование стехиометриче-
ских количеств предварительно полученных трет-алкилимидо-
осмиевых комплексов типа R3CN=OsO3 [13—15].
Суммарного син-гидроксилирования с наиболее затрудненной
стороны алкена можно достичь, используя методику Вудворда
[2, 4, 5, 16], заключающуюся в реакции алкена с иодом и аце-
татом серебра в уксусной кислоте, содержащей воду. Некоторые
полезные варианты этой методики рассмотрены в разд. 3.2.4.
анта-Гндрокснлнрованне алкенов чаще всего проводят, ис
пользуя некоторые пероксикислоты, например пероксимуравьи-
ную, пероксиуксусную или трифторопероксиуксусную кислоты,
приготовленные in situ из пероксида водорода и соответствую-
щих карбоновых кислот или их ангидридов [2, 4, 17—19]. Пер-
вичным продуктом реакции с алкеном является эпоксид (окси-
ран), дающий затем при раскрытии цикла в кислотно-катализи-
руемой реакции моноэфир 1,2-диола, который в свою очередь
можно гидролизовать до диола.
Пероксид водорода в сочетании с некоторыми катализато-
рами— оксидами металлов, например оксидами вольфрама или
ванадия, может приводить в конечном счете к анти-гидроксили-
рованию алкена [2, 4, 20] в противоположность [20, 21] сан-
присоединению, происходящему в аналогичных условиях с тет-
раоксидом осмия.
Альтернативной методикой проведения анти-гидроксилиро-
вания алкенов является реакция Прево [2, 4, 22] с иодом и бен-
зоатом серебра.
Хотя биохимические превращения выпадают из круга про-
блем, рассматриваемых в этой книге, гидроксилирование алке-
нов микроорганизмами следует отметить как потенциально по-
лезный метод [23], особенно с точки зрения хиральной индук-
ции, которая часто наблюдается в реакциях этого типа [24].
1. Schroder М., Chem. Rev., 80, 187 (1980).
2. Cunstone F. D., Adv. Org. Chem., 1, 103 (1960).
3. House H. E., Modern Synthetic Reactions, 2nd ed., pp. 275—285, Benjamin,
Menlo Park, California, 1972.
4. Criegee R., Kropf H., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Kropf H., ed.), 4th ed., Vol. 6/la, Part 1, p. 592, Thieme, Stuttgart, 1979.
5. Lee D. G, in: Oxidation (Augustine R. L, ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
6. Stewart R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiherg К. B., ed.), Part A,
pp. 41—46, Academic Press, New York, 1965.
7. Lee D. G., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.),
Part D, p. 147, Academic Press, New York, 1982, особенно pp. 168—181.
8. Snyder С. H„ J. Chem. Educ., 43, 141 (1966).
9. Sharpless К. B„ Chong A. O., Oshima K-, J. Org. Chem, 41, 177 (1976).
86
3. Алкены
10. Herranz Е., Sharpless К. В, J. Org. Chem., 43, 2544 (1978).
И. Herranz Е„ Biller S. A., Sharpless К. В., J. Am. Chem. Soc., 100, 3596
(1978).
12. Org. Synth., 60, (1981), непроверенная методика 2150.
13. Sharpless К. В., Patrick D. W., Truesdale L. K., Biller S. A., J. Am. Chem.
Soc., 97, 2305 (1975)
14. Chong A. O., Oshima K., Sharpless К. B., J Am. Chem. Soc., 99, 3420
(1977).
15. Patrick D. W., Truesdale L. K., Biller S. A., Sharpless К. B., J Org. Chem.,
43, 2628 (1978).
16. Woodward R. B„ Brutcher F. V., Jr., J. Am. Chem. Soc., 80, 209 (1958).
17. Сверн Д. — Органические реакции. Сб. 7. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1956,
с. 476.
18. Lewis S. N., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 213, Dekker,
New York, 1969.
19. Plesnicar B., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.).
Part C, p. 211, Academic Press, New York, 1978.
20. Mugdan M., Young D. P., J. Chem. Soc., 1949, 2988.
21. Frederiksen N., Jensen R. B., Jorgensen S. E„ Nielsen J. U. R.t Nerskov L.,
Schroll G„ Acta Chem. Scand., B3I, 694 (1977).
22. Вильсон Ч. В. — Органические реакции. Сб. 9. Пер. с англ. М.: ИЛ,
1959, с. 446.
23. Johnson R. A., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed ),
Part C, p. 131, Academic Press, New York, 1978.
24. Aberhart D. J., J. Org. Chem., 45, 5218 (1980).
3.2A. син-Вицинальное гидроксилирование
3.2.1. Тетраоксид осмия
Тетраоксид осмия и дорог, и токсичен, поэтому его использова-
ние* обычно ограничено синтезами с малыми количествами ве-
ществ и окислением труднодоступных соединении. Существуют
два варианта применения этого реагента — каталитический и
некаталитический.
3.2.1.1. Некаталитический метод
Реакция алкена со стехиометрическим количеством тетраок-
сида осмия (схема 3.3) обычно в присутствии третичного осно-
вания, такого, как пиридин, что ускоряет реакцию,— наиболее
эффективный способ cuw-гидроксилирования алкена [1, 2]. Твер-
дые комплексы присоединения, образующиеся в отсутствие тре-
тичного основания, имеют, вероятно, структуру мономерного
сложного диэфира осмия(VI) (8) или родственную структуру
димерного моноэфира [3]. В присутствии основания, например
пиридина, образуется окрашенный комплекс эфира (9) с близ-
* Все работы с тетраоксидом осмия следует проводить в вытяжном шка-
фу с соблюдением необходимых мер безопасности (перчатки н защитные оч-
ки), так как он заметно летуч, токсичен и раздражает слизистые оболочки.
3. Алкены
87
жим к количественному выходом, в котором две молекулы осно-
вания координированы с осмием [3]. Примеры некаталитиче-
ского гидроксилирования приведены в табл. 3.2. Гидролиз комп-
Руг^пиридин
он
R3
Схема 3.3.
лексов эфиров осмия (VI) часто проводят, используя щелочные
растворы маннита (табл. 3.2, примеры 1 и 2), или путем вос-
становления, применяя сульфит натрия или калия (табл. 3.2,
пример 3) или бисульфит (табл. 3.2, пример 4), алюмогидрид
лития (табл. 3.2, пример 5) или сероводород (табл. 3.2, при-
мер 6); аминсодержащие комплексы-эфиры 9 устойчивее к гид-
ролизу, чем комплексы типа 8. В этом разделе приведен прак-
тический пример реакции стехиометрических количеств тетра-
оксида осмия с алкеном.
Возможен также окислительный гидролиз комплексов эфиров
осмия (VI) с использованием в качестве окислителей хлоратов
металлов, пероксида водорода, трет-бутилгидропероксида или
N-оксида N-метнлморфолииа. В таких реакциях спк-диол обра-
зуется вместе с тетраоксидом осмия, и, так как последний мо-
жет реагировать далее с избытком алкена, процесс становится
каталитическим по осмийсодержащему реагенту. Вследствие
того что тетраоксид дорог и токсичен, каталитические варианты
использования этого реагента приобрели чрезвычайную важ-
ность; некоторые примеры таких реакций рассмотрены в
разд. 3.2.1.2—3 2.1.5.
«<ис-1,2-Циклогептаидиол [4]. К сухому диэтнловому эфиру при О °C при-
бавляют циклогептен (1,92 г, 0,02 моля), тетраоксид осмия (5,10 г,
0,02 моля) и пиридин (3 5 мл, 0,043 моля). Смесь почти немедленно затвер-
девает в коричневую кристаллическую массу. Через 0,5 ч кристаллы отфиль-
тровывают, промывают диэтиловым эфиром и получают аддукт состава
циклогептен — тетраоксид осмия — пиридин = Г 1:2 (10 г, 98,5%).
Этот аддукт (9,5 г) встряхивают с раствором маннита (10 г) в 10%-ном
водном растворе гидроксида калия (100 мл). Твердый продукт при этом быст-
88
3. Алкены
ро растворяется. Затем полученный раствор экстрагируют дихлор о метаном
в течение 12 ч, экстракт упаривают и получают остаток, перегонка которого
в вакууме 0,1 мм рт. ст. при температуре бави 90—100°С дает цис-1,2-цик-
OsO,
Et,D. С5Н,Н
паннит
кон. н2о
логептандиол с выходом, близким к количественному. При стоянии дистиллят
кристаллизуется, давая продукт с т. пл. 48 °C.
1. Основные ссылки см. разд. 3.2, ссылки [1—5].
2. Физер М„ Физер Л. Реагенты для органического синтеза. В 7-ми томах.
Т. 3. Пер. с англ. — М.: Мир, 1970, с. 40, н следующие тома этой серии.
3. См. разд. 3.2, ссылка [1].
4. Criegee R.. Marchand В., Wannotmius Н, Justus Liebigs Ann. Chem., 550,
99 (1942)
5. Schroder M„ Griffith Ж P., J. Chem Soc., Dalton Trans., 1978, 1599
6. Vyas D. M„ Hay G. W„ Can. J. Chem., 53, 1362 (1975).
7. Barton D. H. R„ Ives D. A. J., Thomas B. R, J Chem. Soc., 1954, 903.
8. Wolczunowicz G., Bars L„ Соси F„ Pasternak T, Helv. Chim. Acta, 53, 2288
(1970)
3.2.1.2, Каталитическое гидроксилирование с использованием
системы тетраоксид осмии — хлорат металла
Открытое Гофманом явление син-вицинального гидроксилирова-
ния при окислении алкенов хлоратами натрия, калия, бария или
серебра в качестве первичных окислителей в присутствии ката-
литических количеств тетраоксида осмия [9, 10] нашло впо-
следствии широкое применение (табл. 3.3). Применение хлора-
тов натрия, калия или бария может иногда приводить к нежела-
тельному побочному образованию хлорогндроксипродуктов;
этого можно избежать, если использовать хлорат серебра [7,
11]. В общем случае хлораты серебра и бария дают лучшие
выходы cuw-вицинальных диолов и легче удаляются после за-
вершения реакции, хотя и комбинация тетраоксид осмия—хло-
рат натрия, иногда называемая реагентом Гофмана, также ши-
роко применяется, несмотря на некоторые недостатки.
эритро-3,4-Дигидрокси-2,5-гексаидион [3]. К раствору 2,5-диметокси-2,5-
диметнл-2,5 дигидрофурана* (7,16 г, 45,2 ммоля) в тетрагидрофуране (50 мл)
и воде (100 мл) прибавляют хлорат калии (7,9 г, 64,5 ммоля) н тетраоксид
осмня (0,25 г, 1 ммоль) и эту смесь нагревают при температуре 45—50 °C
на масляной бане в течение 18 ч. Полученный таким образом желтый раствор
упаривают при пониженном давлении** и получают остаток, который экстра-
* Это соединение удобно получать по общей методике, описанной для
родственных фуранов [12].
** Ввиду токсичности и летучести тетраоксида осмия во время этой опе-
рации необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности.
3. Алкены
89
гируют несколькими порциями этилацетата. Органические экстракты объеди-
няют, сушат над безводным сульфатом натрия и упаривают, получая с почти
количественным выходом сырой продукт, который перекристаллизовывают из
0аС4, КСЮз
ТГФ. Н,0
О НО н
Не f]
НО н О
смеси тетрахлорометан—хлороформ, что дает эритро-3,4-дигидрокси-2,5-гек-
сандион с т. пл. 59—61 °C.
1. Milas N. A., Terry Е. Л1„ J. Am Chem. Soc., 47, 1412 (1925).
2. Lloyd W. D., Navarette B. J„ Shaw M. F Synthesis, 1972, 610.
3. Bilchi G„ Demole E„ Thomas A F, J Org. Chem., 38, 123 (1973).
4. Bassigani L„ Brandt A., Caciagli V., Re L., J Org. Chem., 43, 4245 (1978).
5. Grieco P. A., Ohfune Y„ Yokoyama Y., Owens W., J. Am Chem. Soc, 101,
4749 (1979).
6. Braun G., J. Am. Chem. Soc., 52, 3176 (1930)
7. Braun G., J. Am. Chem. Soc., 51, 228 (1929)
8. Pasternak Th., Friedl H., Helv Chim Acta, 36, 251 (1953).
9. Hofmann K. A., Ber., 45, 3329 (1912).
10. Hofmann K. A., Ehrhart O., Schneider O., Ber, 46, 1657 (1913).
11. Braun G., J. Am Chem. Soc., 52, 3188 (1930).
12. Levisalles J., Bull. Soc. Chim. Fr, 1957, 947
3.2.1.3, Каталитическое гидроксилирование c использованием системы
тетраоксид осмия — пероксид водорода (реактива Майласа)
сшг-Гидроксилирование алкенов можно провести с каталитиче-
ским количеством тетраоксида осмия в присутствии пероксида
водорода в грет-бутиловом спирте [1]. Реакцию гидроксилиро-
вания, разработанную первоначально Майласом [2 4], обычно
проводят в безводных условиях (табл. 3.4, примеры 1—3), хотя
это не всегда необходимо (табл. 3.4, пример 4); реакция осу-
ществлена также с водным пероксидом водорода в таких рас-
творителях, как ацетон (табл 3 4, пример 5) или диэтиловый
эфир (табл. 3.4, пример 6) Используют также смеси раствори-
телей, например диэтиловый эфир—бензол (в безводных усло-
виях) (табл. 3.4, пример 7) или ацетон—диэтиловый эфир—трет-
бутиловый спирт (табл. 3.4, пример 8). Применение бензола
в качестве растворителя ограничено его медленным окислением
в условиях реакции, продолжающейся более суток.
Недостаток каталитического метода состоит в том, что может
происходить более глубокое окисление, приводящее к карбониль-
ным продуктам, вследствие чего снижается выход вицинального
диола. Этого можно избежать, если использовать методику ка-
тализируемого осмием гидроксилирования в щелочных усло-
виях с трет-бутилгидропероксидом в качестве окислителя (см.
разд. 3.2.1.4).
90
3. Алкены
цис-1,2-Циклогександиол [3]. К 30%-ному пероксиду водорода (25 мл)-
прибавляют трег-бутиловый спирт (100 мл) и к полученному раствору малы-
ми порциями добавляют безводный сульфат натрия. Образовавшиеся два-.
О
слоя разделяют и спиртовый слой, содержащий большую часть пероксида во-
дорода, сушат сначала безводным сульфатом натрия, а затем безводным
сульфатом кальция. Полученный раствор содержит приблизительно 6,3% пе-
роксида водорода [2]. При хранении такого раствора при комнатной темпе-
ратуре в течение 6 мес концентрация пероксида уменьшается лишь в неболь-
шой степени.
Затем готовят 0,5%-ный раствор тетраоксида осмия в чистом трег-бутило-
вом спирте [2]. Этот раствор стабилен при условии, что он ие содержит
в качестве примеси 2-метилпроп-1-еиа, образующегося при разложении рас-
творителя. Следы алкена вызывают восстановление тетраоксида осмня в не-
растворимый черный коллоидный оксид, являющийся очень активным ката-
лизатором разложения пероксида водорода. Восстановление катализатора
в трет-бутиловом спирте можно предотвратить, добавив несколько капель
раствора пероксида водорода в трет-бутиловом спирте, приготовленного как
описано выше*.
Циклогексен освобождают от пероксидов встряхиванием с насыщенным
водным раствором бисульфита натрия. Органический слой отделяют, сушат
и перегоняют, используя для гидроксилирования фракцию с т. кип. 81—83 °C.
К раствору пероксида водорода в трет-бутиловом спирте (55 мл, 0,1 моля)
добавляют циклогексен (8,2 г, 0,1 моля), полученную смесь охлаждают да
0°С и к ней прибавляют порцию раствора тетраоксида осмия (0,5 мл). После-
выдерживания в течение ночи при 0°С растворитель и непрореагировавший
циклогексен отгоняют, а остаток перегоняют при пониженном давлении.
Фракцию с т. кип. 117°С/14 мм рт. ст. собирают и перекристаллизовывают из
этилацетата, получая цис-1,2-циклогександиол (выход 58% в расчете на вве-
денный в реакцию циклогексен) с т. пл. 98 °C.
1. Основные ссылки см. разд. 3.2, ссылки [1, 2, 4].
2. Milas N. A., Sussman S., J. Am. Chem. Soc., 58, 1302 (1936).
3. Milas N A., Sussman S., J. Am. Chem. Soc., 59, 2345 (1937) .
4 Milas N. A., Sussman S., Mason H. S., J. Am. Chem. Soc., 61, 1844 (1939).
5. Mugdan M., Young D. P., J. Chem. Soc., 1949, 2988.
6. Daniels R., Fischer J. L., J. Org. Chem., 28, 320 (1963).
7. Nichols J., Schipper E., J. Am. Chem. Soc., 80, 5711 (1958).
8. Woodward R. B., Bader F. F.., Bickel H., Frey A. J., Kierstead R. M7., Tetra-
hedron, 2, 1 (1958).
9. Noyori R., Sato T., Hayakawa Y., J Am. Chem. Soc., 100, 2561 (1978).
10. Herranz E., Sharpless К. B., J. Org. Chem., 43, 2544 (1978).
* Херранц и Шарплесс [10] дали полезные советы по приготовлению-
растворов тетраоксида осмия как катализатора и рекомендовали прибавление
небольших количеств трет-бутилгидропероксида для предотвращения образо-
вания со временем нерастворимого осадка. См. также разд. З.2.1.4.
3. Алкены
91
3.2.1.4. Каталитическое гидроксилирование с использованием
системы тетраоксид осмия — трет-бутилгидроперокснд
Эта комбинация реагентов нашла широкое распространение
благодаря трудам Шарплесса и сотр. [1, 2]. Такой метод пред-
ставляется [3] намного более надежным для сык-вицинального
гидроксилирования алкенов, чем методы, основанные на при-
менении тетраоксида осмия и хлоратов металлов или пероксида
водорода в качестве окислителей, при которых в ряде случаев
возникают проблемы, связанные с более глубоким окислением.
Продажный 70%-ный водный раствор трет-бутилгидропероксида
идеально подходит для непосредственного применения в этом
способе гидроксилирования [3], и требования, связанные с его
безопасным использованием, подробно описаны в работе [3J.
Важным фактором в методе Шарплесса является присутст-
вие нуклеофильных добавок гидроксида тетраэтиламмоння [1]
или ацетата тетраэтиламмоння [2] при проведении реакции со-
ответственно в трет-бутиловом спирте (табл. 3.5, примеры 1 и 2)
или ацетоне (табл. 3.5, примеры 3 и 4). Использование гидрок-
сида делает возможным гидроксилирование некоторых тетраза-
мешенных алкенов (табл. 3.5, примеры 5 и 6), однако щелочные
условия ограничивают ее применение молекулами, нечувстви-
тельными к действию оснований. Хотя метод с использованием
ацетата неприменим для тетразамещенных алкенов, его можно
использовать для субстратов, чувствительных к основаниям
(табл. 3.5, примеры 7 и 8).
(2/?5,ЗХ/?)-Этил-2,3-дигидроксибутират [2]. В колбу Эрленмейсра ем-
костью 500 мл помещают апетон (100 мл), а затем этилкротонат (11,4 г,
0,1 моля), тетрагидрат ацетата тетраэтиламмоння (6,5 г, 0,025 моля) и
70%-ный раствор трет-бутилгидропероксида (170 мл, приблизительно
0,17 моля). Смесь охлаждают при перемешивании в бане со льдом и при-
Н Me н
\___/ ИеаСО. Et^NOAc \ ^0Н
/ \ os04.7C%-wwu \
Н COgEt НО CCgEt
бавляют одной порцией 0,5%-ный раствор тетраоксида осмия в трет-бутило-
вом спирте (10 мл)*. Через 1 ч баню со льдом убирают и дают реакционной
смеси нагреться до комнатной температуры. Если температура смеси превысит
25 °C. колбу охлаждают на водяной бане до 20 °C. Затем колбу неплотно за-
крывают пробкой и выдерживают в течение ночи при 20 ”С. Образовавшийся
♦ Раствор тетраоксида осмия готовят [2, 4], растворяя тетраоксид осмия
(1 г) в продажном трет-бутиловом спирте (199 мл) с последующим добавле-
нием 90%-ного трет-бутилгидропероксида (1 мл). Один миллилитр такого
раствора содержит 5 мг (~2-10-5 моля) тетраоксида осмия. Шарплесс [4]
рекомендует использовать для стабилизации раствора тетраоксида осмия
тлет-бчтилгиппопероксид, а не применявшийся ранее [5] 30%-ный пероксид
водорода, так как пероксид водорода менее устойчив и хуже растворим
в органических растворителях.
92
3. Алкены.
золотистый раствор разбавляют диэтиловым эфиром (200 мл) и при переме-
шивании и охлаждении в бане со льдом прибавляют одной порцией свеже-
приготовленный 20%-иый водный раствор бисульфита натрия для восстанов-
ления избытка трет-бутилгидропероксида. Охлаждающую баню убирают, а пе-
ремешивание продолжают еще в течение 1 ч. Затем к смесн добавляют
хлорид натрия до насыщения водного слоя, после чего две фазы разделяют
и органический слой хорошо промывают насыщенным водным раствором хло-
рида натрия (25 мл). Объединенные водные слои экстрагируют диэтиловым
эфиром (2X50 мл) и объединенные органические экстракты сушат над без-
водным сульфатом натрия. Упариванием профильтрованного органического
раствора получают остаток, который растворяют в дихлорометаие (350 мл),
раствор сушат над безводным сульфатом натрия, упаривают и получают бес-
цветную жидкость, перегонка которой дает (2 RS, 3 SR) -этил-2,3-дигидрокси-
бутират (8,62 г, 58%) с т. кип. 102°С/6 мм рт. ст.
1. Sharpless К. В., Akashi К., J. Am. Chem. Soc., 98, 1986 (1976).
2. Akashi К., Palermo R. E., Sharpless К. B., J. Org. Chem., 43, 2063 (1978).
3. Sharpless К. B., Verhoeven T. R., Aldrichimica Acta, 12, 63 (1979).
4. Herranz E., Sharpless K„ B., J. Org. Chem., 43, 2544 (1978).
5. Daniels R., Fischer J. L., J. Org. Chem., 28, 320 (1963).
3.2.1.5. Каталитическое гидроксилирование с использованием системы
тетраоксид осмии — N-оксид N-метилморфолина
В одном из наиболее эффективных методов катализируемого
тетраоксидом осмия с««-вицинального гидроксилирования алке-
нов для регенерации тетраоксида осмия используются N-оксиды
третичных аминов, что позволяет проводить реакции при ком-
натной температуре, применяя катализатор в количестве около
1 мол. % [1, 2]. Обычно предпочитают в качестве окислителя
использовать N-оксид N-метилморфолина (см., однако, ниже),
так как он прост в приготовлении* и обеспечивает высокую ско-
рость реакции. Общность метода и его преимущества по срав-
нению с другими методами си«-гидроксилирования [1] проде-
монстрированы П, 2] на самых разнообразных алкенах раз-
личной сложности (табл. 3.6, примеры 1—3). Субстраты в этом
способе могут содержать гидроксильные и сложноэфирные груп-
пы, быть лактонами, кислотами, кетонами, а также электроно-
дефицитными алкенами, содержащими, например, сопряженную
карбонильную группу; этот метод гидроксилирования нашел при-
менение и в синтезе сложных природных соединений (табл. 3.6,
примеры 4 и 5). Хотя окислению не поддаются тетразамещен-
ные алкены [5], оно вполне успешно проходит с тризамещенны-
ми алкенами (табл. 3.6, примеры 6 и 7). Реакцию проводят
обычно в водном ацетоне в одно- или двухфазной системе, при-
чем по соображениям растворимости субстрата можно иногда
использовать и другие растворители. Кроме того, применяются
* N-Оксид N-метилморфолина доступен также в виде продажного пре-
парата.
3. Алкены
93
также водный трет-бутиловый спирт, тетрагидрофуран и смеси
этих растворителей [2].
При окислении стерически затрудненных алкенов значитель-
ными преимуществами обладает методика гидроксилирования,
в которой в качестве окислителя используется N-оксид триме-
тиламина в присутствии пиридина [8J. Тетраметилэтилен в такой
системе легко окисляется в пинакон (табл. 3.6, пример 8) с вы-
ходом (83%), превосходящим выход (72%), полученный в си-
стеме тетраоксид осмия—трет-бутилгидропероксид [9] (см.
разд. 3.2.1.4).
Чиг-1,2-Циклогексаидиол [2]. В трехгорлую круглодонную колбу емко-
стью 250 мл, снабженную магнитной мешалкой и системой ввода азота, поме-
щают раствор моногидрата N-оксида N-метилморфолина (14,81 г, 0,106 моля)
в смеси воды (40 мл) и анетона (20 мл). К раствору прибавляют тетраоксид
ОвО., 0ММ-НД>
Н,0. Не2С0
/~s*0H
осмия* (70 мг, 0,27 ммоля), а затем циклогексен (10,1 мл=8,2 г, 0,1 моля).
Колбу погружают в водяную баню при комнатной температуре, подают в си-
стему ток азота и тщательно перемешивают двухфазную систему. При пере-
мешивании реакционная смесь постепенно гомогенизируется, и через 18 т
к ней прибавляют суспензию гидросульфита натрия (0,5 г) и флорисила**
(5 г) в воде (20 мл). После перемешивания в течение 10 мин эту смесь
фильтруют через слой целита и промывают осадок на фильтре ацетоном
(3X15 мл). Объединенные фильтраты нейтрализуют до pH 7 6 М серной
кислотой (приблизительно 6,4 мл) и раствор упаривают, отгоняя ацетон на
роторном испарителе. Оставшийся водный раствор доводят до pH 2 добавле-
нием 6 М серной кислоты (приблизительно 2,3 мл) и экстрагируют бутиловым
спиртом (5x45 мл). Объединенные бутацольные экстракты экстрагируют
25%-ным водным раствором хлорида натрия (25 мл) и полученную водную
фазу реэкстрагируют бутиловым спиртом (50 мл). Объединенные бутанольные
экстракты упаривают при пониженном давлении н получают твердый остаток
(12,1 г), который экстрагируют последовательно порциями диизопропилового-
эфира*** (200, 80 и 20 мл), каждый раз декантируя раствор после экстракции.
Объединенные порции диизопропилового эфира упаривают до объема прибли-
* При работе с летучим и токсичным тетраоксидом осмия необходимо со-
блюдать обычные меры предосторожности (см. разд. 3.2.1.1). В первоначаль-
но описанной методике этого синтеза рекомендовали прибавлять тетраоксид
осмия в виде раствора в трет-бутнловом спирте.
** Флориснл (Florisil TLC) — препарат фирмы Е. Merck, Darmstadt,
№ 12519. Можно также использовать магиесол (силикат магния) фирмы
Reagent Chemical Research, Inc.
*** При использовании диизопропнлового эфира следует соблюдать боль-
шую осторожность, так как он легко образует взрывчатые пероксиды. Перед
использованием эфир следует проверить на содержание пероксидов.
54
3. Алкены
.зительно 50 мл, охлаждают и выдерживают при —15 °C. Выпавший продукт
•отфильтровывают и получают цис-l,2-циклогександиол (10,18—10,32 г, 89—
50%) с т. пл. 96—97 °C.
1. Van Rheenen V., Kelly R. C„ Cha D. F., Tetrahedron Lett., 1976, 1973.
2. Org. Synth., 58, 43 (1979).
3. Corey E. J., Danheiser R. L., Chandrasekaran S., Siret P„ Keck G. E.,
Gras J. L„ J. Am. Chem. Soc., 100, 8031 (1978).
4. Danishefsky S., Hirama M, Gornbatz K-, Harayana T., Berman E., Schuda P,
J. Am. Chem. Soc., 100, 6536 (1978).
5. Akashi K., Palermo R. E, Sharpless К. B., J. Org. Chem., 43, 2063 (1978)
6. Larsen S. D., Monti S. A., J. Am. Chem. Soc., 99, 8015 (1977).
7. Schneider W. P„ McIntosh A. V., пат. США 2769824 (1957) [С. A., 51, 8822
(1957)].
8. Ray R„ Matteson D. S., Tetrahedron Lett., 21, 449 (1980).
5. Sharpless К. B., Akashi K., J Am. Chem. Soc., 98, 1986 (1976).
З.2.1.6. сип-Вицинальное оксиаминирование с использованием системы
тетраоксид осмия — хлорамин-Т или тетраоксид
осмия — алкил-М-хлоро-М-аргентокарбамат
Оксиаминирование алкенов (схема 3.4) при катализируемом
осмием окислении хлорамином-Т [1, 2] или алкил-М-хлоро-N-ap-
тентокарбаматами [3, 4] здесь подробно не рассматривается,
но НИ-X
X = Tsu«zROCO
Схема З.Ь.
•однако ввиду определенной аналогии этих методов с реакциями
сик-вицинального гидроксилирования в присутствии каталити-
ческих количеств тетраоксида осмия (разд. 3.2.1.2—3.2.1.5) сле-
дует обратить внимание и на этот способ, нашедший полезные
применения в синтезе аминосахаров [5 14]. Для оксиаминиро-
вания алкенов можно использовать также стехиометрические ко-
личества комплексов трет-алкилимидоосмия^Ш) (RsCN)OsO3
[15—17]; стереоспецифичное син-вицннальное диаминирование
алкенов было проведено [16] с использованием диоксобис(трет’-
бутилимидо)осмия(УШ) (Me3CN)jOsOs и оксотрис(7’рет-бутил-
имидо)осмия(VIII) (Me3CN)3OsO.
1. Sharpless К. В., Chong А. О, Oshima К., J. Org. Chem, 41, 177 (1976).
2. Herranz Е„ Sharpless К. В., J. Org. Chem., 43, 2544 (1978).
3. Herranz Е.. BillerS. A..Sharpless К. В., J. Am. Chem. Soc., 100, 3596 (1978).
4. Org. Synth., 60 (1981), непроверенная методика 2150.
5. Dyong I., Lam-Chi Q., Schulte G„ Fraser-Reid B., Primeau I. L„ Angew.
Chem., Int. Ed. Engl., 16, 553 (1977).
6. Heyns K.. Feldman J., Tetrahedron Lett., 1977, 2789.
7. Banaszek A., Zamojski A., Pol. J. Chem., 53, 287, 2029 (1979).
3. Алкены
95
8. Dyong 1., Schulte G., Lam-Chi Q., Friege FL, Carbohydr. Res., 68, 257"
(1979).
9. Dyong I., Jersch N., Chem. Ber., 112, 1849 (1979).
10. Dyong L, Jersch N., Lam-Chi Q., Chem. Ber., 112, 1859 (1979).
11. Dyong L, Schulte G., Tetrahedron Lett., 1980, 603.
12. Dyong J., Schulte G., Chem. Ber., 114, 1484 (1981).
13. Schulte G., Meyer W„ Starkloff A., Dyong L, Chem. Ber., 114, 1809 (1981).
14. Friege FL, Friege H., Dyong I., Chem. Ber., 114, 1822 (1981).
15. Sharpless К. B., Patrick D. W„ Truesdale L. K., Biller S. A., J. Am. Chem.
Soc., 97, 2305 (1975).
16. Chong A. O, Oshima K-, Sharpless К. B, J. Am. Chem. Soc., 99, 3420
(1977)
17. Patrick D. IV., Truesdale L. K., Biller S. A, Sharpless K. B., J. Org. Chem.,
43, 2628 (1978)
3.2.2. Перманганат калия
Перманганат калия в водных или водно-органических раствори-
телях, обычно в щелочной среде, широко используется в качест-
ве окислителя для спм-вицинального гидроксилирования алке-
нов [1, 2]. Примеры таких реакций приведены в табл. 3.7 (при-
меры 1—7). Условия этих процессов должны быть мягкими,
и их необходимо тщательно контролировать из-за возможных
осложнений, вызванных изменением направления окислительной
реакции или более глубоким окислением. То, что реакция про-
текает в конечном счете как син-присоединение, обусловлено,
вёроятно [10], образованием в качестве интермедиата цикличе-
ского эфира 10 (схема 3.5), дальнейший гидролиз которого при-
водит к соответствующему диолу 11. После завершения реакции
перед выделением диола образующийся диоксид марганца от-
деляют или растворяют, обрабатывая диоксидом серы. Если
диол не отделяется сам от реакционной среды, его экстрагируют
подходящим растворителем.
НпО<
R1 Г 3
с — t
/ \
о о
мп
0^ Хо'
но
ОНпО3Н
10
Схема 3.5.
96
3. Алкены
Для протекающих под действием перманганата реакций
гидроксилирования нетерминальных алкенов с успехом приме-
нен межфазный катализ [11, 14]. Обычно [14] раствор алкена
в дихлорометаие энергично перемешивают с водным раствором
гидроксида натрия в присутствии межфазного катализатора,
например хлорида бензилтриэтил аммония, постепенно прибавляя
порциями перманганат калия. При использовании такой мето-
дики цис-1,2-циклооктандиол получен из цис-циклооктена с на-
много более высоким выходом (табл. 3.7, пример 8), чем при
обычном методе с использованием щелочного водного раствора
перманганата. Особенно легко выделять диол, если при распре-
делении между органической и водной фазой он оказывается
главным образом в органическом слое.
С помощью некоторых тетр а алкил аммониевых солей [15]
можно растворить перманганат калия в органических раствори-
телях и провести, таким образом, окисление органического суб-
страта в неводных условиях [16]. Например [16], в присутствии
хлорида бензилтриэтиламмоиия перманганат калия растворяет-
ся в дихлорометане с образованием раствора, который окисляет
.алкены, давая гомогенную темно-коричневую реакционную
смесь. Из нее можно выделить или 1,2-диолы, или альдегиды
•в зависимости от pH водного раствора, который используется
для «тушения» реакции. Диолы образуются, если раствор ще-
лочной (табл. 3.7, пример 9), а альдегиды — если кислый.
9(е),10(а)-Дигидрокси-1^,3,4,4а,9,10,10а(транс-4а,10а)-октагидрофенантрен
f9]. К охлажденному в бане со льдом раствору 1,2,3,4,4а,10а(транс-4а,
10а)-гексагидрофенантрена (9,21 г, 0,05 моля) в трет-бутиловом спирте
(300 мл) и воде (210 мл) при перемешивании добавляют в течение 30 мин
ОН
охлажденный (0°С) раствор перманганата калия (8,69 г, 0,055 моля) и гид-
роксида натрия (3,0 г, 0,075 моля) в воде (340 мл). Температуру реакционной
смеси поддерживают не выше 5 °C. После окончания прибавления раствор пе-
ремешивают при 0 °C в течение 15 мин, а затем прибавляют 10%-ный вод-
шый раствор бисульфита натрия (500 мл) для разложения диоксида марган-
ца. Полученный таким образом водный раствор экстрагируют диэтиловым эфи-
ром в течение 67 ч, эфирный экстракт сушат и упаривают, получая твердый оста-
ток, перекристаллизация которого из диэтилового эфира дает 9(е),10(а)-дигид-
рокси 1,2,3,4,4а,9,10,10а(гранс-4а,10а)-октагидрофенаитрен (7,2 г, 66%), с т. пл.
‘97—100 °C.
1. Основные ссылки см разд. 3.2, ссылки [2—8].
2. Lee D. G., in: The Oxidation of Organic Compounds by Permanganate Ion
and Hexavalent Chromium, Open Court, La Salle, Illinois, 1980.
3. Алкены
97
3. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 163.
4. Riiber С. N., Вег., 48, 823 (1915).
5. Wiberg К. В., Saegebarth К. A., J. Am. Chem. Soc., 79, 2822 (1957).
6. Srogl J., Janda M., Slibor I., Coll. Czech. Chem. Commun., 38, 3666 (1973).
7. Sheehan J. C., Bloom В. M., J. Am. Chem. Soc., 74, 3825 (1952).
fi.Tanaka H., Torii S., J. Org. Chem., 40, 462 (1975).
9. Nelson W., Sherwood В. E., J. Org. Chem., 39, 183 (1974).
10. См. разд. 3.2, ссылки [2, 6, 7].
11. См. разд. 3.2, ссылка [7).
12 Okimoto Т., Swern D., J. Am Oil Chem. Soc., 54, 867A (1977).
13. Foglla T. A.t Barr P. A., Malloy A. I.,. J. Am. Oil Chem. Soc., 54, 858A
(1977).
14. Weber W. P., Shepherd I. P., Tetrahedron Lett., 1972, 4907.
15. Herriott A. W„ Picker D„ Tetrahedron Lett., 1974, 1511.
16. Ogino T., Mochizuki K., Chem. Lett., 1979, 443.
3.2.3. Иод — карбоксилат серебра во влажной уксусной кислоте
(метод Вудворда)
Этот метод гидроксилирования [1—3], проводимый обычно
в три стадии, включает первоначальную обработку алкена в ле-
дяной уксусной кислоте иодом (1,05 экв.) и ацетатом серебра
(2,25 экв.). Ацетилгипоиоднт 12, образующийся при взаимодей-
ствии этих двух реагентов [схема 3.6, реакция (а)], атакует
алкен 5 [реакции (б)] с наименее затрудненной стороны, давая
через стадию образования циклического иодониевого иона 13
иодоаретат 14, стереохимически соответствующий ояти-присое-
динению к двойной связи. Затем прибавляют уксусную кислоту,
содержащую 1 экв. воды*, и реакционную смесь нагревают при
90—95°С в течение 3 ч. Участие в процессе ацетильной группы,
возможно с помощью электрофильной атаки катиона серебра
по атому иода, приводит к образованию иона ацетоксония 15,
который далее в результате реакции с водой, присутствующей
в смеси, дает ортоацетат 16. Его раскрытие приводит к смеси
двух 2-гидроксиацетатов 17, омыление** которых освобождает
диол 18, стереохимически соответствующий син-присоединению
к алкену с наиболее затрудненной стороны. Полученный таким
образом t^uc-диол имеет иную конфигурацию, чем продукт ре-
акции с использованием тетраоксида осмия, реагирующего пре-
имущественно с наименее затрудненной стороны алкена.
Оригинальная методика предусматривает нагревание реак.
ционной смеси после прибавления воды, однако оказалось, что
гидроксилирование происходит с большим выходом, если про-
* Иногда воду добавляют к раствору алкена в уксусной кислоте до нача-
ла реакции [4—6].
** Гидроксиацетат можно также превратить н диол восстановлением алю-
могидридом лития.
7-39
98
3. Алкены
водить эту стадию при 20 °C в течение 12 ч, а весь процесс —
в атмосфере азота [7].
1г + АдОАс — - ЮАс + Ад] (а)
1?
18
Схема 3.6.
Хотя для гидроксилирования по Вудворду в основном при-
нят механизм, приведенный на схеме 3.6, некоторые алкены,
особенно тризамещенные [8], дают вместо ожидаемого диола
значительные количества других продуктов. Это свидетельствует
о том, что приведенный механизм, возможно, чрезмерно упро-
щен или что существуют иные направления реакций некоторых
интермедиатов, образующихся в аномальных реакциях. Гидрок-
силирование тетразамещенного алкена, 1,2-диметилциклогек-
сена [6], по методу Вудворда протекает нестереоспецнфично и
дает смесь цис- и транс-диола в соотношении приблизитель-
но 3:2, Примеры гидроксилирования по Вудворду приведены
в табл. 3.8.
(1??5,27?5)-1,2-Дифенил-1,2-этаидиол [5]. К раствору транс стильбена
(1,8 г, 0,01 моля) в ледяной уксусной кислоте (100 мл), содержащей воду
(0,3 мл, 0,015 моля), прибавляют ацетат серебра* (4,18 г, 0,025 моля), а за-
* Ацетат серебра можно получить прибавлением водного раствора аце-
тата аммония к водному раствору нитрата серебра [7J.
3. Алкены
99
тем при энергичном перемешивании полученной суспензии в течение 0,5 ч до-
бавляют свежеизмельченный иод (2,54 г, 0,01 моля). Смесь перемешивают
Ph Н
ЧС=С'/ Ь АсОН- Н?°:^g-Ac' >2 PhCH(OH)CH(OH)Ph
/ \ 2. Н2О, EtOH, NaOH
Н Ph
еше 1 ч при комнатной температуре, а затем в течение 3 ч при перемешива-
нии нагревают при 100 °C. После охлаждения реакционную смесь фильтруют
и отфильтрованый иодид серебра тщательно промывают диэтиловым эфиром.
Объединенные фильтры упаривают при пониженном давлении, остаток рас-
творяют в 95 %-ном этиловом спирте (50 мл) и полученный раствор фильтру-
ют. К фильтрату прибавляют 20%-ный водный раствор гидроксида натрия
(10 мл) и эту смесь кипятят в течение 2 ч. После упаривания раствора при
пониженном давлении для удаления большей части этилового спирта добав-
лением воды (150 мл) осаждают сырой продукт, который экстрагируют ди-
этиловым эфиром (3X75 мл). Экстракт сушат над сульфатом магния и упа-
ривают. Остаток очищают возгонкой при 105—110°С/0,05 мм рт. ст. Субли-
мат перекристаллизовывают из смеси бензол — гексан и получают (1RS.2RS)-
1,2-дифенил-1,2-этаидиол (1,30 г, 61%) с т. пл. 118,5—119,5 °C.
1. Woodward R. В., Bratcher F. V., Jr.. J. Am. Chem. Soc., 80, 209 (1958); cm.
также: Woodward R. В., пат. США 2687435 (1954) [С. A., 49, 14809
(1955)].
2. См. разд. 3.2, ссылки [2, 4, 5].
3. House Н. Е., Modern Synthetic Reactions, 2nd ed., pp. 439—441, Benjamin,
Menlo Park, California, 1972.
4. Barkley L. B., Farrar M. W., Knowles W. S., Raffelson H., Thompson Q. £.,
J. Am. Chem. Soc., 76, 5014 (1954).
5. Wiberg К. B., Saegbarth K. A., J. Am. Chem. Soc., 79, 6256 (1957).
6. Bunton C. A., Carr M. D., J. Chem. Soc., 1963, 770.
7. Ellington P. S„ Hey D. G„ Meakins G. D., J. Chem. Soc. (C), 1966, 1327.
8. Parrilli M., Adinolfi M., Dovinola V., Mangoni L., Gazz. Chim. Ital., 104,
819 (1974).
9. Brutcher F. V., Jr., Evans G., J. Org. Chem., 23, 618 (1958).
10. Gunstone F. D„ Morris L. J., J. Chem. Soc,, 1957, 487.
11. Knowles W. S., Thompson Q. E., J. Am. Chem. Soc., 79, 3212 (1957).
12. Ginsburg D., J. Am. Chem. Soc., 75, 5746 (1953).
3.2.4. Методы сш-гидроксилирования, родственные
методу Вудворда
Так как в методике гидроксилирования по Вудворду использу-
ются дорогостоящие соли серебра, были предприняты поиски
иных, более дешевых реагентов, способных привести к тому же
конечному результату в реакциях с аналогичным механизмом.
Хотя такие реагенты здесь рассмотрены лишь вкратце, для не-
которых из них, не нашедших пока широкого применения (одна-
ко имеющих, по-видимому, общее значение и наиболее полез-
ных), приведены литературные ссылки.
7*
100
3. Алкены
З.2.4.1. Иод — ацетат таллия(1)
Этот реагент при реакции с циклогексеном в условиях, анало-
гичных условиям реакции Вудворда в системе иод—карбоксилат
серебра (разд. 3.2.3) или реакции Прево (разд. 3.2.9), приводит
соответственно к продуктам син- или аяти-вицннального гидрок-
силирования [I. 2]. Описано также сяя-гидроксилнрование сте-
роидных алкенов ацетатом таллия(Ш) в уксусной кислоте [3].
3.2.4.2. Иод — иодат калия — ацетат калия в уксусной кислоте
аятя-Присоединение ацетилгипоиодита (МеСОО!) к алкену с
образованием р-иодоацетата можно провести, используя систему
иод—иодат калия в ледяной уксусной кислоте [4—6]. В методе
Вудворда ацетат серебра облегчает превращение этого 0-иодо-
ацетата в p-гидроксиацетат (схема 3.6, 14—>17), однако присут-
ствие соли серебра на этой стадии не является обязательным
[4, 5], и вместо нее можно использовать ацетат меди(П) или
ацетат калия*.
Эти наблюдения привели к разработке оптимальной методи-
ки сыя-гидроксилнрования алкенов [4, 5], в которой раствор
алкена в ледяной уксусной кислоте обрабатывают сначала
иодом и йодатом калия, а затем ацетатом калия. Гидролиз про-
дуктов этой реакции приводит к цис-диолам с прекрасными вы-
ходами. Стернческие препятствия при образовании< ацетоксоние-
вого иона (схема 3.6, 15) могут затруднять протекание реакции
как в рассматриваемой системе, так и при гидроксилировании
по Вудворду и в аналогичных ему процессах. Так, трянс-2,5-ди-
метилгекс-3-ен дает трео-днол с выходом 90%, однако даже
следов эритро-диола не найдено в реакции цис-2,5-диметилгекс-
3-ен [5].
3.2.4 3. 2-Галогеноцианоацетатный метод
Этот метод [7], разработанный для субстратов типа циклогек-
сена, включает в качестве основной стадии превращение транс-
бромогидрнна (схема 3.7, 19) в 2-бромоцианоацетат (20). По-
следующая циклизация этого интермедиата через соответствую-
щий енолят-анион дает ацеталь цианокетена (21). Кислотный
гидролиз соединения 21 приводит к 2-гидроксицианоацетату (22),
который можно расщепить основанием в диол (23).
Исходный тряяс-бромогидрин (19) можно получить из цикло-
гексена двумя стереохимически комплементарными путями:
* Достаточно даже простого нагревания раствора р-иодоацетата в смссн
уксусная кислота — вода или в диметилсульфоксиде, так как образующийся
в результате этого продукт дает при гидролизе ожидаемый диол [5].
3. Алкены
101
1) реакцией алкена с бромноватистой кислотой, что приводит
к образованию связи с кислородом с наиболее затрудненной
стороны л-системы, или 2) эпоксидированием алкена перокси-
кислотой с последующим расщеплением эпоксида бромоводоро-
дом, т. е. присоединением кислорода к наименее затрудненной
22, R-CDCH;.CN
23, R = Н
Схема 3.1.
стороне л-системы. Выбором подходящего бромогидрина можно
в принципе достичь tjuc-гидроксилирования либо с наиболее,
либо с наименее затрудненной стороны л-системы. Существенно,
что этот метод, по-видимому, свободен от основных побочных
реакций, таких, как перегруппировки, и связанных с этим про-
блем, которые могут возникать при использовании методики
Вудворда в приложении к сложным субстратам.
1. Org. Synth., 59, 169 (1980).
2. Cambie R. C„ Hayward R. C., Roberts I. L., Rutledge P. S., J. Chem. Soc.,
Perkin Trans. 1, 1974, 1858.
3. Glotter E., Schwartz A., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1976, 1660
4. Mangoni L„ Adinolfi M„ Barone G., Parr Uli M., Tetrahedron Lett., 1973,
4485.
5. Mangoni L., Adinolfi M„ Barone G„ Parrilli M., Gazz. Chim. Ital., 105,
377 (1975).
6. Parrilli M., Barone G„ Adinolfi M, Mangoni L., Gazz. Chim. Ital., 104, 835
(1974).
7. Corey E J., Das J., Tetrahedron Lett., 1982, 4217.
3.2.5. Трис(трифтороацетат) иода*
Этот реагент, который можно приготовить [1] окислением иода
дымящей азотной кислотой в присутствии трифтороуксусного ан-
гидрида, окисляет алкены в пентане с образованием 1,2-бис (три-
* Обзоры по окислению алкенов соединениями иода(III), в том числе
арилиод(III)дикарбоксилатами, см.: Varvoglis A., Chem. Soc. Rev., 10, 377
(1981); Varvoglis A., Synthesis, 1984, 709. — Прим, перев.
102
3. Алкены
фтороацетатов) с выходами 50—70% [2J*. Окисление проте-
кает весьма стереоспецифично. Так, цис- и транс-2-бутены дают
в этой реакции смеси эритро- и трео продуктов в соотношениях
97:3 и 9:91 соответственно, а циклогексен превращается в смесь
цис- и транс-продуктов в соотношении 94:6. Стереоселектив-
ность реакции падает с увеличением полярности растворителя,
что приводит также к возможности перегруппировок. Механизм
реакции включает, вероятно, стадию электрофильного анти-при-
соединения к двойной связи с промежуточным образованием
2-иодотрифтороацетата с последующим нуклеофильным замеще-
нием иода трифтороацетат-ионом.
1. Schmeisser М., Dahmen К., Sartori Р., Chem. Вег.,'100, 1633 (1967).
2. Buddrus J., Angew Chem., Int. Ed. Engl., 12, 163 (1973).
3.2.6, Иод — нитрат серебра
Нитрат серебра и иод реагируют в подходящем растворителе
(например, ацетонитриле) с образованием нитрата иодония, ко-
торый присоединяется к алкенам по анти типу, давая 2 иодо-
нитраты. Последующая реакция таких соединений с нитратом
серебра приводит к замещению галогена с обращением конфи-
гурации и образованию в конечном счете син-1,2-дннитратов,
которые можно превратить в соответствующие диолы восстанов-
лением смесью цинковой и железной пыли в уксусной кислоте.
Описано получение этим способом эритро- и трео-метил-9,10-ди-
гидроксистеаратов из метилолеата и метилэлаидата [1].
1 Morris L. J., Chem. Ind. (London), 1958, 1291.
3.2Б. а«тм-Вицинальное гидроксилирование
3.2.7. Пероксикислоты
Окисление алкена пероксикислотой R (СО) ООН может давать
в зависимости от типа используемой пероксикислоты и экспери-
ментальных условий или оксиран (эпоксид) (схема 3.8, 24)**,
или моноэфир вицинального диола (25 или 26) [1—6]. Послед-
ние два соединения образуются в результате раскрытия оксира-
нового цикла по анти-типу при атаке карбоновой кислотой, при-
сутствующей в реакционной смеси, а их гидролиз приводит
* Подробное обсуждение механизма и синтетических аспектов этой реак-
ции см.: Buddrus J., Plettenberg Н., Chem. Ber., 113, 1494 (1980). — Прим
перев.
** На схеме 3.8 изображена только одна из двух возможных энантиомер-
ных форм оксирана и соответственно только одна из двух возможных хираль-
иых форм каждого моноэфира диола.
3. Алкены
103
к соответствующим диолам, т. е. в конечном счете к сига-вици-
нальному гидроксилированию. Окислительной стадией в этом
способе гидроксилирования является образование оксирана
(эпоксидирование) — реакция, более подробно рассмотренная
в разд. 3.3.
___ >r4 RCOjH
.С—С...
я*'7 Vf
r’ R3
RCO.H
□ COR
R' OH
/
c...
/ V,₽
ROCO R3
24 25
Схема. 30.
Для вицинального гидроксилирования этого типа чаще всего
применяют алифатические перокснкислоты — пероксимуравьи-
ную [1—6], пероксиуксусную [1—6] и перокситрифтороуксус-
ную [1, 2, 5—7], хотя описано и использование пероксибензой-
ной кислоты в присутствии воды или в условиях увеличенной по
сравнению с обычно используемой продолжительности реакции
для превращения некоторых алкенов в вицинальные диолы или
2-гидроксибеизоаты* [3,4].
Пероксиуксусную и пероксимуравьиную кислоты легко при-
готовить [1, 3-6, 10] реакцией 25—90%-ного пероксида водо-
рода с соответствующей карбоновой кислотой по следующей ре-
акции:
RCO2H + H2os n—> R (СО)ООН + Н2О
В случае уксусной кислоты это равновесие устанавливается от-
носительно медленно, и для ускорения образования пероксикис-
лоты обычно добавляют такие кислотные катализаторы, как сер-
ная кислота. Муравьиная кислота достаточно сильна сама по
себе для того, чтобы обеспечить быстрое установление равнове-
сия, и в большинстве случаев смеси, содержащие пероксиму-
равьиную кислоту, реагируют с алкенами быстро и количествен-
но, давая 2-гндроксиформиаты, которые легко превратить в дио-
лы гидролизом в разбавленной водной щелочи.
Перокситрифтороуксусная кислота, получаемая [1, 2, 5—7,
11] в смеси с трифтороуксусной кислотой реакцией трифторо-
уксусного ангидрида с 90%-ным пероксидом водорода, еще бо-
лее реакционноспособна, чем пероксимуравьиная кислота при
гидроксилировании простых алкенов. Аналогичным способом из
соответствующих ангидридов и пероксида водорода можно по-
лучить пероксиуксусную [1, 3—6, 10] и монопероксималеиновую
[12] кислоты.
* Описаны также реакции алкенов с 2-сульфопероксибеизойной [8] и мо-
нопероксияитарной [9] кислотами, приводящие к вицинальным диолам в ре-
зультате суммарного а«т«-присоединеиия.
104
3. Алкены
Реакционная способность алкенов по отношению к этим ре-
агентам увеличивается с ростом электронодонорности замести-
телей, связанных с двойной углерод-углеродной связью. Атака
пероксикислоты на алкен происходит обычно с наименее про-
странственно затрудненной стороны, а раскрытие цикла проме-
жуточно образующегося оксирана обычно таково, что ацилокси-
группа оказывается у наиболее замещенного атома углерода.
Все это помогает предсказать стереохимию полученного этим
способом продукта гидроксилирования сложного алкена. Отме-
тим, что монооксиран, образующийся из сопряженного диена,
особенно легко подвергается расщеплению и это расщепление
может происходить как с обращением, так и с сохранением кон-
фигурации, что приводит к потере обычной снтн-стереоспеци-
фичности суммарной реакции [13]. Алкены, имеющие у двойной
углерод-углеродной связи арильную группу, также могут давать
продукты нестереоспецифичной реакции [2, 5, 6J.
Примеры гидроксилирования по этому методу представлены
в табл. 3.9.
граяс-1,2-Циклогександиол [14]. В трехгорлую колбу емкостью 1 л, снаб-
женную мешалкой, капельной воронкой и. термометром, помещают 88%-ную
муравьиную кислоту (600 мл, 13,7 моля) и прибавляют 30%-ный пероксид
водорода (140 мл, 1,4 моля). Затем к реакционной смеси, охлаждаемой в ба-
не со льдом, прибавляют из капельной воронки в течение 20—30 мин свеже-
перегнанный циклогексен (82 г, 1,0 моля) с такой скоростью, чтобы темпер а-
Q.
|1 1 Н.О,. НС0,Н <0-50*С Г у
2. НеОН, Н,0. <5'С ~
тура реакционой смеси не превышала 40 50 °C. После окончания прибав-
ления смесь выдерживают при 40 СС 1 ч, а затем в течение иочи при комнатной
температуре. Воду и муравьиную кислоту отгоняют при пониженном дав-
лении на водяной бане и к остатку прибавляют охлажденный льдом раствор
гидроксида натрия (80 г) в воде (150 мл) с такой скоростью, чтобы темпе-
ратура смеси не превышала 45 °C. Затем раствор нагревают до 45 °C, добав-
ляют этилацетат (350 мл) и смесь встряхивают в делительной воронке. Ниж-
нюю фазу отделяют и экстрагируют шесть раз при 45 °C равными объемами
этилацетата. Объединенные органические экстракты упаривают до начала
кристаллизации (приблизительно до объема 300 мл) и после охлаждения сме-
си до 0 °C выпавшие кристаллы отфильтровывают. Упариванием маточного
раствора до объема приблизительно 70 мл и последующим охлаждением
до 0 °C получают дополнительное количество кристаллического продукта.
После этого объединенные сырые продукты перегоняют, используя воздушный
холодильник, и получают транс-1,2-циклогександиол (78—85 г, 65—73%)
с т. кип. 120—125°С/4 мм рт. ст., который немедленно закристаллизовывается,
т. пл. 101,5—103 °C. Диол можно перекристаллизовать из этилацетата.
1. Gunstone F. D., Adv. Org. Chem., 1, 103 (1960).
2. Criegee R., Kropf H., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Kropf H., ed.), 4th ed., Vol. 6/la, Part 1, pp. 616—622, Thieme, Stuttgart,
1979.
3. Алкены
105
3. Сверн Д. — В сб.: Органические реакции. Сб. 7. Пер. с аигл. — М.: ИЛ,
1956, с. 476.
4. Swern D., Chem. Rev., 45, 1 (1949).
5. Lewis S. N., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 213, Dekker,
New Work, 1969.
6. Plesnicar B., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.),
Part C, p. 211, Academic Press, New York, 1978.
7. Emmons W. D., Pagano A. S., Freeman J. P., J. Am. Chem. Soc., 76, 3472
(1954).
8. Bachhawat J. M., Mathur N. K., Tetrahedron Lett., 1971, 691.
9. Lombard R., Schroeder G., Bull. Soc. Chim. Fr., 1963, 2800.
10. Criegee R., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Mul-
ler E., ed.), 4th ed., Vol. 8, pp. 38—43, Thieme, Stuttgart, 1952.
11. Emmons W. D., J. Am. Chem. Soc., 76, 3468 (1954).
12. White R. H., Emmons W. D., Tetrahedron, 17, 31 (1962).
13. Физер Л., Физер M. Реагенты для органического синтеза. В 7-ми томах.
Т. 2. Пер. с англ. — М.: Мир, 1970, с. 337—340.
14. Синтезы органических препаратов. Сб. 4. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1953,
с. 559.
15. Синтезы органических препаратов. Сб. 11. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1961,
с. 19.
16. Swern D., Billen G. N., Findley T. W„ Scanlan J. T., J. Am. Chem. Soc., 67,
1786 (1945).
17. Newbold G. T., Spring F. S., J. Chem. Soc., 1945, 247,
3.2 .8. Пероксид водорода в присутствии катализаторов —
оксидов металлов и неметаллов*
Пероксид водорода в присутствии некоторых оксидов в качестве
катализаторов способен гидроксилировать алкены; использова-
ние тетраоксида осмия в таком процессе для син-гидроксилиро-
вания было рассмотрено в разд. 3.2.1.3. Катализ некоторыми
другими оксидами, в особенности триоксидом вольфрама WO3
[1-5] и диоксидом селена SeOa [1, 2, 5, 6], напротив, приводит
HOjWWSeO;
Н,0г
Схема 3.9.
к анти-присоединению, как показано на схеме 3.9**. Реакцию
с триоксидом вольфрама*** лучше проводить при повышенной
температуре (50—70 °C) и в водном растворе (табл. 3.10, при-
* Обзор по реакциям пероксидов в присутствии соединений металлов см.:
Ogata У., Sawaki У., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds
(Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New York, 1986,
pp. 839—876. —Прим, перев.
** На схеме изображена только одна энантиомерная форма вицинального
диола.
*** Вместо триоксида вольфрама можно использовать вольфрамовую кисло-
ту H2WO4.
106
3. Алкены
меры 1 и 2), хотя для повышения растворимости алкена в реак-
ционной среде используются также смеси воды и органических
растворителей (табл. 3.10, примеры 3 и 4)*. Гидроксилиро-
вание, катализируемое диоксидом селена (не нашедшее широ-
кого применения), проводят обычно в ацетоне (табл. 3.10, при-
мер 5), трет-бутиловом спирте (табл. 3.10, пример 6) или воде
(табл. 3.10, пример 7).
Если катализируемое триоксидом вольфрама или диоксидом
селена гидроксилирование проводить в присутствии первичных
или вторичных спиртов, то наряду с вицинальным диолом обра-
зуются значительные количества 2-алкокснспиртов (табл. 3.10,
примеры 8 и 9). Однако при использовании трет-бутилового
спирта оба этих катализатора дают в качестве основного про-
дукта вицинальный диол; трет-бутоксиспирты, как правило, не
образуются.
Стереохимия гидроксилирования, катализируемого оксидами
вольфрама и селена, свидетельствует о том, что интермедиатами
этих реакций могут быть оксираны (эпоксиды). При тщатель-
ном контроле pH реакционной среды действительно можно вы-
делить оксираны в качестве продуктов реакций некоторых алке-
нов с пероксидом водорода в присутствии вольфрама натрия
(разд. 3.3.2). Предполагается, что в эпоксидировании и гидрок-
силировании алкенов в системе пероксид водорода—триоксид
вольфрама участвует пероксивольфрамовая кислота H2WOs [5,
13, 14].
(21?$,3£5)-2,3-Дигидрокси-2-изопропилбутаиовая кислота [8]. К раствору
(£)-2-изопропилбут-2-еиовой кислоты (2-изопропилкротоновой кислоты) (5 г)
в смеси ацетона (75 мл) и воды (220 мл) прибавляют раствор триоксида
вольфрама (0,05 г) в 30%-ном пероксиде водорода (4,5 г). Полученную
не СНМег но снмег
ИКСз, НгСг. Нас, Ие,СО \__Дс0гН
55-б0"с. г<ч Me4'/ \
Н СОгН Н он
смесь выдерживают при 55—60 °C в течение 24 ч, затем упаривают при пони-
женном давлении и получают сырой кристаллический продукт (2,77 г, 44%).
Его дважды перекристаллизовывают из смеси диэтиловый эфир — легкий пет-
ролейиый эфир (30—60 °C) и получают (2/?£,3₽5)-2,3-дигидрокси-2-изопро-
пилбутановую кислоту с т. пл. 150 °C.
1. Gunstone F. D., Adv. Org. Chem., 1, 103 (1960).
2. Criegee R., Kropf H., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Kropf H., ed.), 4th ed., Vol. 6/1 a, pp. 622—623, Thieme, Stuttgart, 1979.
3. Bergsteinsson I., пат. CHIA 2373942 (1945) [C.A., 39, 3006 (1945)].
* В качестве растворителя для катализируемого оксидом ванадии гид-
роксилирования алкеновых углеводородов пероксидом водорода рекоменду
ют [5] использовать уксусную кислоту, однако окислителям, участвующим
в таком процессе, может быть пероксиуксусная кислота (см. разд. 3.2.7).
3. Алкены
107
4. Smith С. W., пат. США 2838575 (1958) [С. А., 52, 16210 (1958)1
5. Mugdan М„ Young D. P.t J. Chem. Soc., 1949, 2988.
6. Seguin P, C. R. Hebd. Seances Acad. Set, 216, 667 (1943).
7. Frederiksen N., Jensen R B., Jorgensen S. E., Nielsen J. U. R., Nerskov L.,
Schroll G., Acta Chem. Scand., B31, 694 (1977).
8. Adorns R„ Van Duuren B. L., J. Am. Chem. Soc., 74, 5349 (1952).
9. Crout D. H. G., Whitehouse D., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1977, 544.
10. Stoll A., Lindenmann A., Jucker E., Helv. Chim. Acta, 36, 268 (1953).
11. Payne G. B., Smith C. W., J. Org. Chem., 22, 1682 (1957).
12. Sonoda N., Tsutsumi S, Bull. Chem. Soc. Jpn„ 38, 958 (1965).
13. Raciszewski Z., J. Am. Chem. Soc., 82, 1267 (1960).
14. Stevens H. C., Kaman A. J., J. Am. Chem. Soc., 87, 734 (1965).
3.2.9. Иод—бензоат серебра (реакция Прево)
Реакция иода с карбоксилатом серебра в мольном соотноше-
нии 1:2 приводит к образованию комплекса RCOaAg-RCCM,
так называемого комплекса Симонини [1, 2]. В реакции Прево
взаимодействие этого комплекса с алкеном (схема 3.10, 5) в
бензольном растворе* сопровождается осаждением иодида се-
ребра и образованием диэфира (29) вицинального диола (30)
[1—6J, т. е. в конечном счете анти-гидроксилированием алкена.
НСО,Ац-ИСОаШЛЦ
1, f 2RCOi*0
13
R* R ,
R\A ^R3
C— C
I \
0. -°
'c;
R
ROCO R1 , ‘
\ .^R3
c
R°V \
r2 ocor
OH
26 29 30
Схема 3 10.
Стереоселективпость такого гидроксилирования является ре-
зультатом первоначального анти-присоединения ацилгипоиоди-
та RCOgl к алкену через циклический иодониевый ион (13)
(ср. со схемой 3.6 в разд. 3.2.3) и образования 1-ацилокси-2-
иодосоединения (27), которое превращается затем в цикличе-
ский ацетоксониевый ион (28). Бимолекулярная нуклеофильная
* Можно также использовать тетрахлоромстаи, диэтиловый эфир и хло-
роформ.
108
3. Алкены
атака иона 28 карбоксилат-анионом приводит к раскрытию цик-
ла по анти-типу и образованию диола (29) [7].
Хотя комплекс Симонини можно выделить до введения в ре-
акцию*, в этом нет необходимости, и окисление обычно прово-
дят, обрабатывая алкен 1 экв. иода и 2 экв. карбоксилата сереб-
ра в инертном растворителе. Реакцию можно проводить либо
при комнатной температуре, либо в течение некоторого времени
при кипячении в зависимости от реакционной способности алке-
на. Чаще всего в методе Прево используют иод и бензоат се-
ребра, однако галогеном может быть также хлор или бром,
а в качестве других карбоксилатов серебра использованы такие,
как ацетат, пропиопат, « бутират, лгнитробензоат и 3,5-динитро-
бензоат.
Некоторые примеры реакции Прево приведены в табл. 3.11.
Из гетеротопных алкенов в результате анти-присоединения мо-
гут образовываться два возможных вицинальных ацилоксипро-
изводных в неравных количествах (табд. 3.11, пример 5), отра-
жающих предпочтительное направление атаки ацилгипоиодита
на алкен и (или) предпочтительное направление раскрытия
ацетоксониевого иона (28) карбоксилат-анионом [12].
Оценивая применимость метода Прево к конкретному суб-
страту, необходимо иметь в виду, что присутствие свободного га-
логена может привести к осложнениям (табл. 3.11, пример 6).
Имеется сообщение об аналогичном реакции Прево способе
получения транс-1,2 циклогександиола [14], в котором вместо
карбоксилата серебра использован ацетат таллия(1).
(А5)-3-Фенил-1,2-пропандиол [8]. К раствору 3-фенилпропена (11,8 г,
0,1 моля) в сухом бензоле (30 мл) прибавляют бензоат серебра (45,8 г,
0,2 моля) и иод (25,4 г, 0,1 моля)**, смесь защищают от влаги и кипятят
в течение 15 ч. Выпавший иодид серебра отфильтровывают, фильтрат не-
сколько раз промывают насыщенным водным раствором гидрокарбоната нат
h+SPhCOsA? он—
PhCH2CH—СН2-----------> PKH2CH(OBz)CH2OBz-----> PhCH2CH(OH)CH2OH
CjHj
рия, а затем водой. Органический раствор сушат, упаривают и получают крас-
но-коричневый остаток, который кристаллизуется при охлаждении до —5 °C
и растирании с легким петролейным эфиром. Кристаллическое вещество соби-
рают, промывают несколько раз легким петролейным эфиром и сушат, полу-
чая сырой (Р5)-1,2-дибензоилокси-3-фенилпропан (30,7 г, 85%) с т. пл. 70—
71 °C, который после перекристаллизации дает чистый продукт с т. пл. 74—
75 °C.
* Комплекс, получаемый реакцией иода и бензоата серебра, удобно очи-
щать [8] экстракцией сырого твердого продукта бензолом в аппарате Сокеле
та. Чистый комплекс кристаллизуется из бензольного экстракта с хорошим
выходом
** В ином варианте можно добавлять эквивалентное количество комплек
са Симонини CcHsCO^Ag-CeHjCOjI.
3 Алкены
109
Раствор (RS)-1,2дибензоилокси-3-фенилпропана (25,6 г) в водном мета-
ноле, содержащем гидроксид натрия (16 г), кипятят в течение 2 ч. Большую
часть иепрореагировавшего гидроксида натрия нейтрализуют добавлением сер-
ной кислоты и из полученной смеси отгоняют метанол при пониженном дав-
лении. Оставшийся водный щелочной раствор экстрагируют несколько раз рав-
ным объемом диэтнлового эфира, объединенные экстракты сушат и упаривают;
получают сиропообразный продукт, перегонка которого дает (/?5)-3-фе-
нил-1,2-пропандиол (9,1 г, 84%) с т. кип, 163—165 °С/15 мм рт. ст.
1. Kleinberg J., Chem. Ber., 40, 381 (1947).
2. Вильсон Ч. В. — В сб.: Органические реакции. Сб. 9. Пер. с аигл. — М.:
ИЛ, 1959, с. 446.
3. Gunstone F. D, Adv. Org. Chem , 1, 103 (1960).
4. Criegee R., Kropf H., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Kropf H., ed ), 4th ed., Vol. 6/la, Part 1, pp. 623—626, Thieme, Stuttgart,
1979.
5. Prevost С., C. R. Hebd. Seances Acad. Sci., 196, 1129 (1933).
6. Prevost С.. C. R. Hebd. Seances Acad. Sci., 197, 1661 (1933).
7. Wiberg К. B., Saegebarth K. A., J. Am. Chem. Soc., 79, 6256 (1957).
8. Hershberg E. B., Helv. Chim. Acta, 17, 351 (1934).
9. Niemann C., Wagner C. D, J Org. Chem., 7, 227 (1942).
10. McCasland G. E., Horswill E. C., 3. Am. Chem. Soc, 76, 1654 (1954).
11 Wittcoff H., Miller S. E., J. Am. Chem. Soc., 69, 3138 (1947).
12. Cambie R. C., Potter G. J., Rutledge P. S., Woodgate P. D., 3. Chem. Soc.
Perkin Trans. 1, 1977, 530.
13. Loev B., Dawson C. R., 3. Am, Chem. Soc., 80, 643 (1958).
14. Org. Synth., 59, 169 (1980).
3.3. Получение оксиранов (1,2-эпоксидов)
Прямое превращение алкена в оксиран (схема 3.11, 5—>-24 и
его энантиомер 31) (эпоксидирование) можно осуществить раз-
личными методами [1-14]. Наиболее важными из них явля-
ются, вероятно, методы, включающие окисление органическими
пероксикислотами R(СО) ООН или их производными, такими,
как пероксикарбоксимидовые кислоты RC(NH)OOH— коротко-
живущие интермедиаты реакций нитрилов с пероксидом водо-
рода.
Схема 3.11.
Для превращения некоторых алкенов в соответствующие ок-
сираны можно использовать пероксид водорода в присутствии
катализаторов — соединений переходных металлов, в частности
производных ванадия, вольфрама и молибдена, особенно если
условия реакции подобраны таким образом, чтобы свести к ми-
нимуму гидролиз оксирана в вицинальный диол.
по
3. Алкены
Важное значение как агенты для получения оксиранов из
алкенов приобрели алкилгидропероксиды, особенно трет бутил-
гидропероксид, в присутствии молибденового илн ванадиевого
катализатора*. Так, окисление пропена трет-бутилгндроперокси-
дом в присутствии молибденового катализатора в настоящее
время широко используется в промышленности для получения
2-метилоксираиа (пропеноксида) [13]. Реакции алкенов с трет-
бутилгидропероксидом в присутствии алкоксидов титана и хи-
ральных соединений, таких, как ( + )- или (—)-диэтилтартрат,
явились основой первого практического метода асимметрическо-
го эпоксидирования [15].
Электрофильные алкены (соединения, в которых двойная
углерод-углеродная связь сопряжена с электроноакцепторной
группой) реагируют с пероксикислотами намного труднее, чем
более простые несопряженные алкены, однако использование
щелочного пероксида водорода или трет-бутилгидропероксида
в присутствии основания позволяет легко получать оксираны
и в этом случае.
Эпоксидирование диастереотопного [16] алкена (например,
алкена 5 на схеме 3.11,R* =группа, содержащая хиральный центр,
R2 = R3 = R4 = H) происходит в общем случае с наименее затруд-
ненной стороны, хотя тонкие направляющие эффекты, например
взаимодействие перокси-частицы с находящейся рядом группой,
такой, как гидроксил, карбоксил или карбоксилат, могут напра-
вить эпоксидирование в с/гн-положение к этой группе. В случае
когда две стороны алкена энантиотопны (например, когда в ал-
кене 5 на схеме 3.11 R1 = H, R2 = Me, R3=Et, R4 = Pr), различие
между этими двумя сторонами требует, чтобы реагент сам был
хиральным или чтобы хоральное влияние проявилось в переход-
ном состоянии реакции. В таких случаях возможно предпочти-
тельное образование одного из энантиомерных оксиранов.
1. House Н. Е., Modern Synthetic Reactions, 2nd ed., p. 292, Benjamin, Menlo
Park, California, 1972
2. Swern D., in: Organic Peroxides (Swern D., ed.). Vol. 2, p 355, Wiley
(Interscience), New York, 1979.
3. Plesnicar B., in. Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky \V. S., ed ),
Part C, p. 211, Academic Press, New York, 1978.
* Обзоры методов эпоксидирования олефинов в системах, содержащих
пероксиды и соединении металлов, см.: Sheldon R. A., Bull. Soc. Chim. Belg.,
94, 651—670 (1985); Ogata Y., Sawaki Y., in: Organic Syntheses by Oxidation
with Metal Compounds (Mijs W. J, de Jonge C. R. H. I., eds ), Plenum Press,
New York, 1986, pp. 839—876. См. также: Кучер P. В., Тимохин В. И., Шев-
чук И. П„ Васютын Р. М. Жидкофазное окисление непредельных соединений
в окиси олефинов. — Киев, Наукова думка, 1986. О реакциях алкенов с син-
глетным кислородом см.: Singlet Molecular Oxygen (Schaap A. P., ed ) Dowden,
Hutchinson, Ross, Stroudsburg, Pennsylvania, 1976. — Прим, перев.
3. Алкены
111
4. Lewis S. N., in: Oxidation (Augustine R. L., ed ), Vol. 1, p. 213, Dekker,
New York, 1969.
5. Hiatt R, in: Oxidation (Augustine R L_, Trecker D. J., eds.), Vol. 2, p. 113,
Dekker, New York, 1971.
6. Rosowsky A., in: The Chemistry of Heterocyclic Compounds (Weissberger A.,
ed.), Vol. 19, p. 1, Wiley (Interscience), New York, 1964.
7. Sheldon R. A., in: Aspects of Homogeneous Catalysis (Ugo R., ed ). Vol. 4,
p 3, Reidel, Dordrecht, Holland, 1981
8. Swern D, Chem. Rev., 45, 1 (1949).
9. Сеерн Д. — Органические реакции. Сб. 7. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1956,
с. 476.
10. Berti G., Top, Stereochem., 7, 93 (1973).
11. Метелица Д. И. — Усп. хим., 1972, 41, с. 1737.
12. Dittus G., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Mul-
ler E., ed.), 4th ed., Vol 6/3, p. 367, Thieme, Stuttgart, 1965, особенно
pp. 385—405.
13. Sharpless К. B., Verhoeven T. R., Aldrichimica Acta, 12, 63 (1979)
14. Обзор последних достижений в получении и синтетическом использовании
оксиранов см : Rao A. S., Paknicar S. К., Kirtane I. G, Tetrahedron, 39,
2323 (1983)
15. Katsuki Т„ Sharpless К. В., J. Am. Chem. Soc., 102, 5974 (1980)
16. Обсуждение химической топологии см.: Стоддарт Дж. Ф. — В кн.: Общая
органическая химии. В 2-х томах. Пер. с англ./Под ред. Стоддарта Дж.
Т. 1. — М.: Химия, 1982, с. 18, особенное. 46—55*.
3.3.1. Пероксикислоты [1]
В лабораторной практике обычно используются пероксимуравьи-
ная, пероксиуксусная, трифторопероксиуксусная, моноперокси-
малеиновая, пероксибензойная, хлоропероксибеизойная и мопо-
пероксифталевая кислоты. В общем случае ароматические пер-
оксикислоты являются наилучшими реагентами для получения
оксиранов из алкенов, хотя в тщательно контролируемых усло-
виях для этой же цели применяются также пероксиуксусная,
трифторопероксиуксусная и монопероксималеиновая кислоты.
Окисление алкенов пероксимуравьиной кислотой почти всегда
приводит к образованию 2-гидроксиформиатов вследствие рас-
щепления первоначально образующегося оксирана этим реаген-
том (см. разд. 3.2.7).
л-Хлоропероксибензойная кислота доступна в виде продаж-
ного препарата приблизительно 85%-ной чистоты, и благодаря
своей стабильности и легкости очистки чаще других пероксикис-
лот используется для получения оксиранов из алкенов. Другие
кислоты довольно неустойчивы, их получают обычно непосред-
ственно перед использованием различными методами. Так, ре-
акция карбоновой кислоты с пероксидом водорода дает равно-
* См. также- Награди М. Стереохимия. Пер. с англ. — М.: Мир, 1984;
Идзуми И., Таи А. Стереодиффереицирующие реакции. Пер. с англ. — М.: Мир,
1979; Hogradi М, Stereoselective Syntheses, Verlag-Chemie, Weinheim, 1987.—
Прим, перев.
112
3. Алкены
вескую концентрацию пероксикислоты по следующему урав-
нению:
RCOOH + Н2О2 R (СО) ООН + Н2О
Так как реакция катализируется кислотой, относительно
сильные кислоты типа муравьиной и трифтороуксусной быстро
дают равновесные концентрации соответствующих пероксикис-
лот. Более слабые кислоты, такие, как уксусная и бензойная,
требуют для быстрого достижения равновесия присутствия
сильных минеральных кислот в качестве катализатора. Так как
реакция обратима, использование более концентрированных
растворов пероксида водорода приводит к получению растворов
с большей концентрацией пероксикислоты: Альтернативная ме-
тодика получения высококонцентрированных растворов перокси-
кислот заключается в использовании реакции пероксида водо-
рода с ангидридом соответствующей кислоты:
(RCO)2O + Н2О2-> R( СО) ООН 4- RCOOH
ПероксикарбоксимндОвые кислоты RC(NH)OOH являются
нестойкими промежуточными продуктами, образующимися in
situ в реакциях нитрилов со щелочными растворами пероксида
водорода:
pH 8—9
RC=N + Н2О2 > R—C=NH
ООН
Эти соединения особенно полезны для эпоксидирования, ког-
да субстрат или продукт окисления чувствительны к действию
кислот; в частности, прекрасным окислителем для реакций та-
кого типа является пероксибензимидовая кислота.
Считается, что образование оксирана происходит в резуль-
тате электрофильной атаки пероксикислоты на алкен (как по-
казано на схеме 3.12), приводящей к стереоспецифичному при-
соединению кислорода, обычно с наименее затрудненной стороны
двойной связи*. Направление атаки может, однако, определять-
ся и влиянием соседних групп. Так, гидроксильная группа в ал-
лильном положении оказывает особенно сильное направляющее
влияние на ««-присоединение по отношению к этой группе.
син-Направляющий эффект характерен и для других групп в ал-
лильном положении; считают, что относительный порядок такой
способности следующий: OH>CO2H>CO2R>OCOR. Подобное
* Согласно альтернативному механизму [2], происходит 1,3-диполярное
присоединение к алкену таутомерной формы пероксикислоты, одиако другие
опубликованные данные [3] опровергают возможность реакции такого типа.
Дискуссию о механизмах эпоксидирования пероксикислотами см. в разд. 3.3,
ссылка [3].
3. Алкены
IB
ориентирующее влияние вызвано, скорее всего, каким-то типом
ассоциации реагента с заместителем, возможно, посредством во-
дородных связей.
в
+ всо2н
Схема. 3.12.
В общем случае скорость эпоксидирования увеличивается,
если имеются электроноакцепторные группы в перокси кислоте
и электронодонорные группы в алкене. Так, скорость реакции
возрастает с увеличением числа алкильных заместителей в ал-
кене, вследствие чего можно селективно эпоксидировать диены
с отличающимися по типу замещения ненасыщенными связями.
Напротив, для эпоксидирования электроподефицитных алкениль-
ных групп (т. е. сопряженных с такими электроноакцепторными
группами, как, например, карбонил или алкоксикарбонил) не-
обходимо использовать сильные пероксикислоты, например три-
фторопероксиуксусную. В таких случаях оксираны лучше всего
получать, действуя на алкен пероксидом водорода или алкил-
гидропероксидом в присутствии основания. Считают, что такие
реакции протекают через первоначальное нуклеофильное при-
соединение аниона пероксидной частицы к «.^-ненасыщенной
системе (схема 3.13).
D
Rk И х
_С=С (R3) —CRX
R00"
Схема 313 ( fl=Н или алнил).
II
С —CtR3) —CRZ + RO'
1. Основные ссылки см. разд. 3.3, ссылки [1—14].
2. Kwart Н„ Hoffmann D. М., J. Org. Chem. 31. 419 (1966).
3. Bingham К. D , Meakins G. D„ Whitham G. H., 3. Chem. Soc., Chem. Commun.,
1966. 445.
З.З.1.1. Пероксиуксусиая кислота [1—6]
Термин «пероксиуксусиая кислота» часто используется для опи-
сания равновесной смеси, получаемой реакцией водного перок-
сида водорода с уксусной кислотой в присутствии минеральной
кислоты или реакцией водного пероксида водорода с уксусным
8-39
114
3. Алкены
ангидридом. Приготовленные таким образом реагенты содержат
различные количества перокси кислоты в зависимости от кон-
центрации взятого пероксида водорода, соотношения реагентов
и т. п.
Для приготовления свободного от воды раствора перокси-
уксусной кислоты в этилацетате или ацетоне описана методика,
требующая специального оборудования [7]. Более удобен спо-
соб получения раствора пероксикислоты в этилацетате, вклю-
чающий удаление воды в виде азеотропной смеси с этилацета-
том из равновесной смеси, полученной реакцией пероксида во-
дорода и уксусной кислоты, с последующей перегонкой жидкого
остатка при пониженном давлении [8]. Концентрированный рас-
твор пероксиуксусной кислоты в бензоле можно приготовить [9]
обезвоживанием продажной 40%-ной пероксиуксусной кислоты,
прибавляя ее к суспензии пентаоксида фосфора в бензоле. Кон-
центрированный раствор пероксикислоты в хлороформе можно
получить [10] реакцией 1,2 экв. уксусного ангидрида с суспен-
зией 90%-пого пероксида водорода в органическом раствори-
теле, содержащем каталитическое количество концентрирован-
ной серной кислоты.
Для того чтобы получить хороший выход оксирана с реаген-
том на основе пероксиуксусной кислоты, необходимо работать
при умеренных температурах (около 25 °C), по возможности
максимально сокращать продолжительность реакции и исклю-
чить присутствие сильных кислот в реакционной смеси [3]. Для
соблюдения последнего требования необходимо, чтобы перокси-
уксусная кислота была приготовлена из пероксида водорода и
уксусного ангидрида без участия минеральной кислоты в ка-
честве катализатора, или, если кислота все же использовалась,
следует ее нейтрализовать добавлением небольшого избытка
ацетата натрия в уксусной кислоте [4, 11].
Хотя ароматические пероксикислоты в общем случае пред-
почтительнее для эпоксидирования алкенов, легкость приготов-
ления и относительно низкая стоимость пероксиуксусной кисло-
ты в некоторых случаях делают ее использование привлекатель-
ным. Типичная методика, включающая ее использование,— по-
лучение оксида транс-стильбена из транс-стильбена (табл. 3.12,
пример 1) [12].
1. Swern D., Chem. Rev., 45, 1 (1949).
2. Criegee R., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Mtil-
ler E., ed.), 4th ed., Vol. 8, pp. 38—43, Thieme, Stuttgart, 1952.
3. Сверн Д. — Органические реакции. Сб. 7. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1956,
с. 476.
4. Gunstone F. D., Adv. Org. Chem., 1, 103 (1960).
5. Lewis S. N., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.). Vol. 1, p. 213, Dekker.
New York, 1969.
3. Алкены
US
6. Plesnicar В., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.).
Part C, p. 211, Academic Press, New York, 1978.
7. Phillips B., Frosiick F. C., Slarcher P. S., J. Am. Chem. Soc., 79, 5982
(1957).
8. Phillips B., Starcher P. S., Ash B. D., J. Org. Chem., 23, 1823 (1958).
9. Horner L., Jurgens E., Chem. Ber., 90, 2184 (1957).
10. Emmons W. D., J. Am. Chem. Soc., 79, 5528 (1957).
11. Findlap T. W„ Swern D„ Scanlon J. T„ J. Am. Chem. Soc., 67, 412 (1945).
12. Синтезы органических препаратов. Сб. 10. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1960,
с. 64.
3.3.1.2. Трифторопероксиуксусиая кислота [1—6]
Трифторопероксиуксусиая кислота — одна из наиболее реакци-
онноспособных представительниц этого класса соединений — лег-
ко получается добавлением 1,2 экв. трифтороуксусного ангид-
рида к охлажденной суспензии 90%-ного пероксида водорода
в дихлорометапе. Этот реагент намного более реакционноспосо-
бен, чем пероксимуравьиная кислота, и если не принять специ-
альных мер предосторожности при ее реакции с алкенами, то
первоначально образующийся эпоксид раскрывается под дейст-
вием присутствующей в смеси трифтороуксусной кислоты с об-
разованием моноэфира 1,2-диола. Расщепление эпоксида можно,
однако, предотвратить, если проводить реакцию в присутствии
подходящего твердого буфера [7], например карбоната натрия
или гидрофосфата натрия. Трифтороуксусная кислота как на-
много более сильная, чем трифторопероксиуксусиая, быстро
нейтрализуется буфером, тогда как пероксикислота значительно
быстрее реагирует с алкеном, чем с буфером.
Трифторопероксиуксусиая кислота — очень полезный реагент
для эффективного эпоксидирования терминальных алкенов [7]
(буфер — карбонат натрия) и электронодефицитных алкенов
(буфер — гидрофосфат натрия) [7] (табл. 3.12, примеры 2 и 3
соответственно), относительно медленно реагирующих с боль-
шинством других перокспкислот.
Метил-2-мстилглицидат [7]. К охлажденной в баие со льдом перемеши-
ваемой суспензии 90%-ного пероксида водорода (7,0 мл, 0,25 моля) в дихло-
рометане (50 мл) прибавлиют в течение 10 мин трифтороуксусный ангидрид
(42,3 мл, 0,3 моля). Полученный таким образом раствор пероксикислоты пе-
ремешивают еще 15 мин на холоду, а затем помешают в капельную воронку
Me
I СЕЭСОЭН, Na2HPO4
Н2С=С—СО2Ме ——-----------------*
CF3CO2H, CHjClj, кипячнние
Me
- > Н2С---С—СО,Me
V
416 3. Алкены
с компенсатором давления, из которой и прибавляют его в течение
20 мии к хорошо перемешиваемому кипящему раствору метилметакрилата
(20 г, 0,2 моля) в дихлорометане (200 мл), содержащему суспендированный
гидрофосфат натрия (113 г, 0,8 моля). Происходит экзотермическая реакция,
после чего реакционную смесь кипятят в течение 30 мин. Затем смесь пере-
мешивают с водой (500 мл) и после того, как все неорганические соли рас-
творятся, отделяют органический слой. Оставшийся водный слой экстрагируют
дихлорометаном (50 мл), объединенные органические экстракты промывают
10%-ным водным раствором гидрокарбоната натрия (100 мл), а затем сушат
над сульфатом магния. Растворитель удаляют при пониженном давлении,
.а оставшуюся жидкость подвергают фракционной перегонке и получают ме-
тил-2-метилглицидат (19,4 г, 85%) с т. кип. 62—65°С/32 мм рт. ст.
1. Emmons W. D, J. Am. Chem. Soc., 76, 3468 (1954).
2. Emmons W. D., Pagano A. S., Freeman J. P., J. Am. Chem. Soc., 76, 3472
(1954).
3. Gunstone F. D., Adv. Org. Chem., 1, 103 (1960).
4. Lewis S. N., in: Oxidation (Augustine R. L, ed.), Vol. 1, p. 213, Dekker,
New York, 1969.
5. Criegee R., Kropf Fi., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Kropf H, ed), 4th ed., Vol. 6/la, Part 1, pp. 612—622, Thieme, Stuttgart,
1979.
6. Plesnicar B., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S„ ed.),
Part C, p. 211, Academic Press, New York, 1978.
7. Emmons W. D„ Pagano A. S., J. Org. Chem. Soc., 77, 89 (1955).
41.3.1.3. Моиопероксималеиновая кислота
Монопероксималеиновую кислоту получают [1] в растворе ре-
акцией малеинового ангидрида со смесью 90 %-него пероксида
водорода и дихлорометапа. Она менее реакционноспособна, чем
трифторопероксиуксусная кислота, однако более реакционноспо-
собна, чем большинство других обычных пероксикислот. На
практике она имеет то преимущество, что по мере протекания
окисления продукт восстановления, малеиновая кислота, осаж-
дается из раствора и ее легко удалить фильтрованием после
того, как окисление завершится.
Эпоксидирование алкенов, в которых двойная углерод-угле-
родная связь дезактивирована либо сопряжением, либо за счет
того, что она находится в терминальном положении, можно про-
водить без добавления буфера (табл. 3.12, примеры 4 и 5).
1. White R. W., Emmons W. D., Tetrahedron, 17, 31 (1962).
З.З.1.4. Пероксибеизойная кислота
Опубликовано много методов получения пероксибензойной кис-
лоты [1—3]; основой ранее применявшейся методики стал син-
тез, включающий реакцию бензоилперокснда с метоксидом нат-
рия [4]. Существуют, однако, иные и, по-видимому, более удоб-
«ые способы. Например., реакция бензойной кислоты и 70 %-ного
3. Алкены
117
пероксида водорода в метансульфоновой кислоте дает перокси-
бензойную кислоту с выходом 85—90% [5J. В другом методе
бензоилхлорид реагирует с раствором пероксида натрия в вод-
ном этаноле в присутствии сульфата магния с образованием
пероксикислоты с выходом около 75% [6].
Эпоксидирование с использованием этой пероксикислоты
обычно проводят при комнатной температуре (или близко к ней)
в органическом растворителе, таком, как хлороформ, дихлоро-
метан, ацетон или бензол, и, как правило, получают эпоксид
с высоким выходом. Типичной реакцией является получение
цис-9,10-эпоксистеариновой кислоты (табл. 3.12, пример 6) [7J.
1. Swern D., Chem. Rev., 45, 1 (1949).
2. Сверн Д. — Органические реакции. Сб. 7. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1956,
с. 476.
3. Swern D., in: Organic Peroxides (Swern D., ed ). Vol. 1, p. 313, Wiley
(Interscience), New York, 1970.
4. Синтезы органических препаратов. Сб. 1. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 335.
5. Org. Synth. Coll. Vol, 5, 904 (1973).
6. Moyer J. R., Manley N. C., J. Org. Chem., 29, 2099 (1964).
7. Cm. [2], c. 493.
3.3.1.5. м-Хлоропероксибензойиая кислота
-и-Хлоропероксибензойная кислота — одна из наиболее широко
используемых пероксикислот. Она относительно стабильна при
хранении, удобна для использования, так как является кристал-
лической и доступна в виде продажного препарата, хотя ее
можно легко приготовить и в лаборатории [1]. Продажный
продукт имеет чистоту приблизительно 85%, а основную при-
месь, jw-хлоробензойную кислоту, можно удалить, промыв пре-
парат фосфатным буфером (pH 7,5) и высушив остаток при
пониженном давлении [2].
л-Хлоропероксибензойная кислота эффективна при эпокси-
дировании широкого круга алкенов, в том числе терминальных
и электроиодефицитных алкенов [3]. Алкены, чувствительные
к действию кислот, часто дающие продукты перегруппировок в
реакциях с алифатическими и ароматическими пероксикислота-
ми, можно эпоксидировать ж-хлоробензойной кислотой в двух-
фазной системе растворителей дихлорометан—водный гидрокар-
бонат натрия [4], Метод получения 1,2-диметил-1,2-эпоксицикло-
гекс-4-ена иллюстрирует [5] селективное эпоксидирование диена
(табл. 3.12, пример 7).
1,2-Диметил-1,2-эпокси-4-циклогексеи [5]. В трехгорлую колбу, снабжен-
ную мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, помещают
1,2-диметил-1,4-циклогексадиен (41 г, 0,38 моля) и в течение 2 ч прибавляют
при интенсивном перемешивании раствор л-хлоропероксибензойной кислоты
118
3. Алкены
(80 г, 0,46 моля 85%-ного препарата) в хлороформе (1 л). Реакционную
смесь нагревают на водяной бане в течение 3 ч, а затем оставляют охлаж-
даться на ночь. Для кристаллизации м-хлоробензойной кислоты колбу поме-
щают в баию со льдом, выпавший осадок отфильтровывают. Фильтрат про-
С1
мывают 20%-ным водным раствором бисульфита натрия (25 мл), 10%-ным
водным раствором гидрокарбоиата натрия (3X100 мл) (Осторожно! Выделяет-
си диоксид углерода), а затем насыщенным водным раствором хлорида натрия
(100 мл). Органический слой после осушки упаривают и остаток перегоняют
на эффективной ректификационной колонке, получая 1,2-диметил-1,2-эпокси-4-
циклогеисен (32,3—36,8 г, 68—78%) с т. кип. 55—57°С/15 мм рт. ст.
1. Org. Synth., 50, 15 (1970).
2. Schwartz N. N., Blumbergs J. H., J. Org. Chem., 29, 1976 (1964).
3. Физер Л., Физер M. Реагенты для органического синтеза. В 7-ми томах.
Т. 4. Пер. с англ. — М. Мир, 1971, с. 138
4. Anderson It7 К., Veysoglu Т., J. Org. Chem., 38, 2267 (1973).
5. Org. Synth. Coll. Vol., 5, 467 (1973).
3.3.1.6. Монопероксифталевая кислота
Монопероксифталевая кислота, которую удобно получать реак-
цией фталевого ангидрида с умеренно щелочным пероксидом
[1J, эффективно превращает алкены в оксираны [2, 3]. При
использовании в виде раствора в хлороформе или диэтиловом
эфире она имеет то преимущество, что продукт ее восстановле-
ния, фталевая кислота, осаждается в ходе реакции вследствие
низкой растворимости в этих растворителях. Таким образом,
о глубине реакции можно судить по количеству образовавшегося
осадка. Кроме того, продукт восстановления легко удаляется
по окончании реакции простым фильтрованием. Примером ис-
пользования этого реагента служит синтез а- и ^-оксидов аце-
тата холестерина (табл. 3.12, пример 8).
1. Org. Synth. Coll. Vol., 5, 805 (1973).
2. Сверн Д.—Органические реакции. Сб. 7. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1956,
с. 476.
3. Swern D., Chem Rev., 45, 1 (1949).
4. Chakravorty P. N., Levin R. H., J. Am. Chem. Soc, 64, 2317 (1942).
З.З.1.7. Пероксикарбоксимидовые кислоты
Алкены можно превратить в соответствующие эпоксиды обра-
боткой 30—50%-ным пероксидом водорода и нитрилом в слабо-
щелочном буферном растворе [1, 2]. Считают, что окислителем
в этом процессе является пероксикарбоксимидовая кислота
3. Алкены
119
RC(NH)COOH [3] и реакция особенно полезна в тех случаях,
когда субстрат или продукт нестабильны в кислых средах.
В качестве нитрильной компоненты изучены ацетонитрил,
трихлороацетонитрил и бензонитрил [1]. Бензонитрил более ре-
акционноспособен, чем ацетонитрил, и применяется в сочетании
с гидрокарбонатом калия [2] или фосфатным буфером [4] для
эпоксидирования широкого круга алкенов. 2-Аллилциклогекса-
нон успешно эпоксидируется (табл. 3.12, пример 9) в системе
бензонитрил—пероксид водорода в противоположность окисле-
нию этого же субстрата пероксиуксусной кислотой, приводяще-
му к образованию лактона в результате реакции Байера — Вил-
лигера [2]. Ацетонитрил имеет некоторое преимущество перед
бензонитрилом (ацетонитрил дешевле бензонитрила) и, кроме
того, побочно образующийся ацетамид часто легче удалить, чем
бензамид. Простота общей методики иллюстрируется синтезом
оксида ^ис-циклооктена [5] (табл. 3.12, пример 10).
Оксид quc-циклооктеиа [5]. В трехгорлую круглодонную колбу емкостью
5 л, снабженную мешалкой, капельной воронкой и термометром, помещают
цис-ынклооктен (484 г, 4,4 моля), метанол (3 л), ацетонитрил (330 г, 8,04 мо-
ля) и гидрокарбонат калия (77 г, 0,77 моля). Содержимое колбы перемеши-
вают на баие со льдом и к охлажденной смеси прибавляют по каплям
НеСН н,о,
кисо» неон
30%-ный раствор пероксида водорода (522 г, 4,6 моля) с такой скоростью,
чтобы температура смеси оставалась в интервале 25—35 °C. После окончания
прибавления охлаждающую баию убирают, а смесь перемешивают при ком-
натной температуре в течение ночи. Затем реакционную смесь разделяют на
две части и к каждой половине прибавляют насыщенный раствор хлорида
натрия (550 мл). После этого каждую порцию экстрагируют дихлорометаном
(4X500 мл) Объединенные экстракты проверяют на наличие пероксидов,
добавляя порцию раствора (несколько миллилитров) к раствору бихромата
натрия (1 мг) в воде (1 мл), содержащему 1 каплю разбавленной серной кис-
лоты. Проба считается положительной, если органический слой приобретает
голубую окраску. В этом случае пероксиды удаляют, перемешивая дихлоро-
метановый раствор с раствором метабисульфита натрия (100 г) в воде
(500 мл) в течение приблизительно 12 ч. Отделенный органический слой су-
шат над сульфатом магния и упаривают, а жидкий остаток перегоняют* и
получают оксид цпс-циклооктеиа (333—337 г, 60—61%) с т. кип. 85—
87°С/20 мм рт. ст., который затем кристаллизуется (т. пл. 53—56°C).
1. Payne G. В., Deming Р. Н., Williams Р. Н., J. Org. Chem., 26, 659 (1961).
2. Payne G. В., Tetrahedron, 18, 763 (1962).
3. Wiberg К. В., J. Am. Chem. Soc., 75, 3961 (1953).
4. Ogata Y., Satvaki У., Tetrahedron, 20, 2065 (1964).
5. Org. Synth., 60, 63 (1981)
* Перегонку не следует проводить досуха во избежание возможного
взрыва, вызванного остаточными количествами пероксидов.
120
3. Алкены
3.3.2. Пероксид водорода в присутствии вольфрамсодержащих
катализаторов
Вицинальное гидроксилирование алкенов в ходе реакции с пер-
оксидом водорода в присутствии вольфрамовой кислоты или ее
солей (см. разд. 3.2.8) приводит в конечном счете к анти-при-
соединению, так что стереохимия этого процесса подразумевает
промежуточное образование эпоксидов. Если тщательно поддер-
живать pH реакционной системы в интервале 4—5,5, что должно
затруднять гидролиз эпоксида, то а,^-ненасыщенные кислоты
[1, 2] и аллиловый спирт [3, 4] можно эффективно превратить
в соответствующие эпоксиды с хорошими выходами (табл. 3.13,
примеры 1—5 и 6 соответственно). Более простые алкены ока-
зываются, однако, менее реакционноспособными при окислении
этого типа [1]. Кинетические исследования [5, 6] окисления
аллиловых спиртов в системе пероксид водорода—вольфрамовая
кислота свидетельствуют о том, что вначале образуется пер-
вольфрамовая кислота H2WOs, которая реагирует далее со спир-
том, давая сложный эфир (первольфрамат), с участием которого
и происходит затем внутримолекулярное эпоксидирование двой-
ной углерод-углеродной связи.
1. Paune G. В., Williams Р. Н., J. Org. Chem., 24, 54 (1959).
2. Liwschitz Y„ Rabinsohn Y., Perera D., 3. Chem. Soc., 1962, 1116.
3. Carlson G. J., Skinner J. R„ Smith C. W., Wilcoxen С. H., Jr., пат. США
2833787 (1958) [С. A., 52, 16367 (1958)].
4. Skinner J. R., Wilcoxen С. H., Jr., Carlson G. J.,пат. США 2833788 (1958)
[С. A, 52, 16367 (1958)].
5. Raciszewski Z., 3. Am. Chem. Soc., 82, 1267 (1960).
6. Stevens H. C., Raman A. J., J. Am. Chem. Soc., 87, 734 (1965).
3.3.3 Алкилгидропероксиды в присутствии ванадий-
и молибденсодержащих катализаторов
Интерес к катализируемому металлами эпоксидированию алке-
нов алкилгидропероксидами возник в период открытия в неко-
торых промышленных лабораториях того факта, что пропен
можно превратить в коммерчески важный продукт — пропенок-
сид (метилоксиран) реакцией с гидропероксидами в присутствии
ванадий- или молибденсодержащих катализаторов [1, 2]. Зна-
чительные успехи, достигнутые в использовании этого типа окис-
ления для лабораторного синтеза более сложных молекул, сум-
мированы в обзоре [3], в котором особенно отмечается чрезвы-
чайная полезность трет-бутилгидропероксида в качестве окисли-
теля. Коммерчески доступный трет-бутилгидропероксид являет-
ся, по-видимому, одним из лучших источников атома кислорода
для различных органических реакций и обладает тем преиму-
ществом, что не реагирует с большинством органических соеди-
3. Алкены
121
нений в отсутствие катализаторов. В настоящее время трет-бу-
тилгидропероксид доступен в виде двух продажных реактивов —
70 и 90%-ного растворов; раствор меньшей концентрации при-
годен для использования во многих препаративных окислитель-
ных методах*. Подробные инструкции по безопасному обраще-
нию с грет-бутилгидропероксидом и методики приготовления его
безводных растворов в органических растворителях из 70%-ного
препарата приведены в работе [3]. Азеотропно осушенные рас-
творы трет-бутилгидропероксида в бензоле и толуоле весьма
стабильны при хранении, в то время как растворы в галогено-
содержащих растворителях, таких, как дихлорометан и 1,2-ди-
хлороэтан, менее устойчивы [3]. Тем не менее, отчасти по при-
чине токсичности бензола, сухие растворы трет-бутилгидропер-
оксида обычно готовят в галогеносодержащих растворителях,
несмотря на меньшую стабильность этих растворов. Однако про-
веденные с использованием адиабатической калориметрии ис-
пытания на безопасность показали потенциальную опасность
использования 1,2-дихлороэтана и, вероятно, других галогено-
содержащих растворителей для азеотропной осушки трет-бутил-
гидропероксида, особенно в больших масштабах [4]. Растворы
трет-бутилгидропероксида в толуоле, по-видимому, намного
устойчивее. Так, в работе [4] отмечается, что раствор в толуоле
служит прекрасным реагентом во всех случаях, когда необхо-
димо использовать безводный трет-бутилгидропероксид. Кроме
того, в статье [4] еще раз подчеркивается необходимость соблю-
дать правила безопасности при работе с трет-бутилгидроперок-
сидом.
Катализируемое металлами эпоксидирование с использова-
нием трет-бутилгидропероксида применяется в основном в двух
случаях: при селективном эпоксидировании алкеновых спиртов
обычно с ванадиевыми катализаторами** и 90%-ным трет-бутил-
* Сведения о точном составе продажных препаратов трет-бутилгидро-
пероксида приведены в обзоре [3]. В настоящее время 70%-ный препарат мо-
жет быть либо почти чистым трег-бутилгидропероксидом, содержащим 30%
воды, либо может содержать приблизительно 19% ди-трет-бутилпероксида
и 11% трет-бутилового спирта и воды. Этот второй препарат не рекомендует-
ся использовать дли катализируемого металлами эпоксидирования, так как
дн-трет-бутилнероксид в основном сохраняется в реакционной смеси, что созда-
ет проблемы при обработке и перегонке; кроме того, он значительно снижает
термическую стабильность трет-бутилгидропероксида.
** Эпоксидирование аллиловых спиртов с ванадиевым катализатором про-
исходит приблизительно в 10 раз быстрее, чем с молибденовым катализато-
ром [3]. Большинство катализируемых ванадием реакций эпоксидирования
легко происходит при комнатной или более низкой температуре. При окисле
нии, катализируемом молибденом, может потребоваться нагревание дли дости-
жения приемлемой скорости процесса. В реакциях эпоксидирования вана-
диевый и молибденовый катализаторы вводят обычно в виде VO(acac)2 и
Мо(СО)6 соответственно. Затем эти частицы окисляются трет-бутилгидро-
пероксидом до каталитически активных комплексов V5+ и Мое+ [3].
122
3. Алкены
гидропероксидом [схема 3.14 (а)] и при эпоксидировании изо-
лированных алкенов с молибденовым катализатором и трет-бу-
тилгидропероксидом в инертных растворителях (например,,
в бензоле, дихлорометане или 1,2-дихлороэтане) в умеренно
безводных условиях [схема 3.14 (б)]. В последнем случае до-
бавление небольших количеств гидрофосфата натрия подавляет
образование побочных продуктов [3J.
R но** катализатор 0 (tf)
С теми 3.14.
Примеры обоих типов окисления представлены в табл. 3.14.
В катализируемых металлами реакциях эпоксидирования алли-
ловых спиртов как стерео-, так и региоселективность значитель-
но выше, чем наблюдаемая обычно в реакциях с пероксикисло-
тами [5], в которых проявляется сим-направляющий эффект
гидроксильной группы [6]. Так, 4^-гидроксихолестерин при окис-
лении трет-бутилгидропероксидом в присутствии ванадиевого
катализатора дает только 5,6^-оксид (табл. 3.14, пример 1), в то
время как эпоксидирование этого субстрата .и-хлоропероксибен-
зойной кислотой приводит [5] к р- и а-оксидам в соотношении
приблизительно 2: 1. В соответствии с такой высокой селектив-
ностью легко проходит региоселективное эпоксидирование гидр-
оксидиена, если в аллильном положении к одной из двойных
связей присутствует гидроксильная группа (табл. 3.14, приме-
ры 2 и 3). В значительной степени стереоспецифично даже эпок-
сидирование гомоаллилового спирта, катализируемое молибде-
ном (табл. 3.14, пример 4); с достаточно высокой селектив-
ностью окисляются и некоторые бисгомоаллиловые спирты
(табл. 3.14, примеры 5 и 6). При катализируемом металлами
эпоксидировании направляющее влияние может оказывать и от-
даленная гидроксильная группа, при условии что геометрия мо-
лекулы позволяет алкенильной и гидроксильной группам сбли-
зиться в некоторой конформации (табл. 3.14, пример 7). Ката-
лизируемые молибденом и в особенности ванадием реакции
эпоксидирования циклических аллиловых спиртов в основном
благоприятствуют образованию эритро-эпоксиспиртов; это наи-
более характерно для геминально дизамещенных алкенов
(табл. 3.14, пример 8), однако в случае аллиловых спиртов,
имеющих у двойной связи алкильные заместители в цис-поло-
жении к связанному с гидроксилом атому углерода, паблюда-
3. Алкены
123
ется обратное, и в продуктах реакции преобладают трео-эпокси-
спирты (табл. 3.14, пример 9).
Катализируемое молибденом эпоксидирование простых моно-,
ди-, три- и тетразамещенных алкенов можно провести с трет-бу-
тилгидропероксидом, однако для получения хороших выходов
необходимы безводные условия (табл. 3.14, пример 10). Безвод-
ные растворы трет-бутилгидропероксида можно получить даже
исходя из 70%-ного продажного раствора, используя разделение
фаз и способ азеотропной перегонки [3].
2,3- Эпокси-2,3-дигидрогераннлацетат [5|_ К раствору гераниола (20 г,
0,129 моля) и ацетнлацетоната ванадила (0,5 г, 0,0018 моля) в кипящем бен-
золе (150 мл) прибавляют по каплим в течение 20 мин 72,5%-пый трет-бу-
тилгидропероксид* (17,6 г, 0,142 моля). По мере прибавления окислителя
раствор приобретает темно-красную окраску, однако в ходе реакции окраска
изменяется сначала до желтой, а затем до светло-зеленой. Глубину реакции
контролируют методом ТСХ н после того, как будет отмечено окончание реак-
ции, реакционную смесь охлаждают до 25 °C и добавляют к ней раствор
уксусного ангидрида (50 мл) в пиридине (70 мл). Полученную смесь пере-
мешивают в течение 6 ч, затем выливают на лед и отделенный органический
слой промывают водой, 1 М соляной кислотой, раствором бисульфита нат-
рия**, раствором гидрокарбоиата натрия, насыщенным водным раствором
хлорида натрия и, наконец, сушат над сульфатом магния. Упариванием от-
фильтрованного раствора получают сырой материал, который перегоняют и
получают 2,3-эпокси-2,3-дигидрогеранилацетат (25,2 г, 93%) с т. кип. 104—
106°С/0,025 мм рт. ст. Газожидкостная хроматография показывает наличие
в нем лишь 2% примеси изомера, 6,7-эпокси-6,7-дигидрогеранилацетата.
1. Hiatt R., in: Oxidation (Augustine R. L., Trecker D J., eds ). Vol. 2, p. 113,
Dekker, New York, 1971.
2. Sheldon R. A., in: Aspects of Homogeneous Catalysis (Ugo R., ed ), Vol. 4,
p. 3, Reidel, Dordrecht, Holland, 1981.
3. Sharpless К. B„ Verhoeven T., Aldrichimica Acta, 12, 63 (1979).
4. Hill J. G., Rossiter В. E., Sharpless К. B., J. Org. Chem., 48, 3607 (1983).
5. Sharpless К. B., Michaelson R. C., J. Am. Chem. Soc., 95, 6136 (1973).
6. Henbest H. B., Wilson R. A. L., J. Chem. Soc., 1957, 1958.
* Раствор трет-бутнлгндропероксида такой концентрации был использо-
ван в оригинальной методике [5], хотя считалось, что лучше использовать бо-
лее концентрированные (90%) растворы окислителя. Реакционную смесь так-
же нагревали до кипения, однако позднее было показано, что в этом нет необ-
ходимости [3].
** Первоначально для восстановления избытка трет-бутилгидропсроксида
использовали водный раствор бисульфита, тем не менее при перегонке про-
дуктов возникали трудности, связанные с полимеризацией [3]. Более успеш-
ным оказалось применение для этой цели водных растворов сульфита или ди-
метилсульфида в присутствии каталитических количеств уксусной кислоты
<или без них) [3].
124
3. Алкены
7. Nakata Т., Schmid G„ Vranesic В., Okigawa M„ Smith-Palmer T., Kishi Y.,
3. Am. Chem. Soc., 100, 2933 (1978).
8. Fukuyama T., Vranesic B., Negri D. P., Kishi Y, Tetrahedron Lett., 1978,
2741.
9. Breslow R., Maresca L. M., Tetrahedron Lett., 1977, 623.
10. Rossiter В. E., Verhoeven T. R, Sharpless К. B., Tetrahedron Lett., 1979,
4733.
3.3.4. Катализируемое металлами асимметрическое
эпоксидирование
Значение асимметрического синтеза для химиков-органиков
чрезвычайно велико [1]. Возможности таких реакций проде-
монстрированы в исследованиях асимметрического эпоксидиро-
вания аллиловых спиртов под действием алкилгидропероксидов
в присутствии молибденовых [2] или ванадиевых [3, 4] ката-
лизаторов с хиральными лигандами.
Особенно важным достижением в этой области явилось от-
крытие [5] того факта, что эпоксидирование прохиральных
аллиловых спиртов трет-бутилгидропероксидом в присутствии
(2R,3R)-( + )- или (2S,3S)-(—)-диэтилтартрата и тетраизопроп-
оксида титана характеризуется высокой асимметрической ин-
дукцией и приводит с хорошими выходами к образованию хи-
ральных эпоксидов (оксиранов). Основой для практических
методик асимметрического эпоксидирования послужили сообще-
ния о достижении для представительных серий соединений*
энантиомерного избытка 90% и выше. При использовании в ре-
акции данного энантиомера тартрата эпоксидный кислород ока-
зывается с одной и той же энантиотопной стороны двойной связи
алкена независимо от типа замещения (схема 3.15). Так, в ре-
акции с (2/?,37?)-( + )-диэтилтартратом гераниол превращается
в (2S.3S) -2,3-эпокси-2,3-дигидрогераниол (табл. 3.15, пример 1),
а 2-циклогексилаллиловый спирт дает (5)-2,3-эпокси-2-циклогек-
силпропан-1-ол (табл. 3.15, пример 2). Этот способ асимметри-
ческого эпоксидирования быстро нашел важное применение для
получения ключевых полупродуктов при синтезе широкого круга
природных соединений, например метимицина (табл. 3.15, при-
мер 3), эритромицина (табл. 3.15, пример 4), лейкотриена LTC4
(табл. 3.15, пример 5) и ( + )-диспарлура (табл. 3.15, пример 6).
* При использовании субстратов, дающих эпоксиспирты, растворимые
в воде, возникали трудности, связанные с экстракцией продукта, что приводи-
ло к уменьшению выхода и ограничивало применимость первоначально описан-
ной методики [5]. Позже была опубликована [6] более успешная методика вы-
деления. В другой публикации [71 обсуждались возможности варьирования
рекомендуемого соотношения тартрат : титан. С достаточно реакционноспособ-
ными аллиловыми спиртами реакцию можно провести с каталитическими ко-
личествами как тетраизопропоксида титана, так и диэтилтартрата [5].
3. Алкены
125»
Этот метод привел также к возрождению интереса к стереоконт-
ролируемому полному синтезу углеводов и родственных поли-
гидроксилированных природных соединений [8—13]. Особенно
U j, J 5)-- Ниэлыптартрат
« .. • (неприродный.)
:о:
трет-виООН, п[0(«>?-Рг)1«
СН,С1„ -20"С
(Z Я, ЗЯ) - (+ ) - дизтилтартрат
(природный)
Схема 3.15.
полезны для этой цели Е- и Z-аллиловые спирты (32 и 33 соот-
ветственно), получаемые из (/?)-2,3-О-изопропилиденглицерино-
вого альдегида*. При использовании подходящего энантиомера
диэтилтартрата £-изомер (32) с высокой степенью стереоселек-
32
ме
33
тивности превращается в каждый из двух возможных эпоксидов
[9, 13] (табл. 3.15, примеры 7 и 8). Z-Изомер (33) при асиммет-
рическом эпоксидировании с использованием (2/?,37?)- ( + ) -ди-
этилтартрата реагирует [9, 13] медленно, давая один-единствен-
ный эпоксид с хорошей стереоселективностью (табл. 3.15, при-
мер 9)**.
Опубликована статья [14], содержащая полезные сведения
о методике катализируемого титаном асимметрического эпокси-
дирования; в другой работе [15] подчеркивается важность соз-
дания безводных условий в этих реакциях. Хотя отмечается [15],
что особенно удобен для асимметрического эпоксидирования
* Если аллиловый спирт содержит хиральный заместитель, такой, как
в субстратах 32 и 33, катализируемое титаном эпоксидирование в присутствии
(2/?,37?)-(+)- или (2S,3S)-( —)-диэтилтартрата характеризуется диастереотоп-
ной селективностью, если эпоксиды образуются в неравных количествах. Если
аллиловый спирт ахиралеи, то при асимметрическом эпоксидировании реагент
обусловливает энантиотопную селективность реакции.
** По данным работы [9], асимметрическое эпоксидирование /изомера
в присутствии (2S,3S)-( —)-диэтилтартрата протекает слишком медленно для
практического использования. Другие исследователи [13] получили в этой
реакции оба возможных эпоксида с небольшим преобладанием неожиданного
[5] изомера.
126
3. Алкены
безводный раствор трет-бутилгидропероксида в толуоле, лучше,
по-видимому, использовать в качестве основного растворителя
дихлорометан и прибавлять к нему раствор трет-бутилгидропер-
оксида в толуоле, так как имеются указания [15] на то, что
скорость асимметрического эпоксидирования в толуоле ниже,
чем в дихлорометане. В работе [16] описано экспериментально
найденное уравнение скорости катализируемого титаном и тарт-
ратом асимметрического эпоксидирования и подробно рассмот-
рен механизм этой реакции. Катализатор является димером,
имеющим, как полагают, симметрию С2.
Существуют два других катализатора реакций асимметриче-
ского эпоксидирования, показывающие энантиофасную селектив-
ность, обратную той, которая характерна для стандартного [7,
16] (2:2) тартрат-титанового асимметрического катализатора.
Так, использование Т1С12(О-изо-Рг)2 вместо Т1(О-пзо-Рг)4 в при-
сутствии эфиров винной кислоты в соотношении 2: 1 приводит
к образованию хлородиолов, возникающих при региоспецифич-
ном раскрытии промежуточных эпоксидов с энантиоселективно-
стью, противоположной той, что наблюдается при стандартном
асимметрическом эпоксидировании [17]. Кроме того, реакции
окисления, катализируемые Ti(O нзо-Рг)4 в присутствии тартр-
амидов в соотношении 2:1, также приводят к образованию «ин-
вертированных» эпоксидов [17].
(25,35)-2,3-Эпокси-2,3-дигидрогераниол [5]. В одногорлую круглодониую
колбу емкостью 500 мл помещают покрытую тефлоном магнитную мешалку
и прогревают колбу в сушильном шкафу. Затем колбу снабжают резиновым
клапаном и заполняют сухим азотом. В колбу вводят перегнанный над гидри-
дом кальция дихлорометаи (200 мл) и охлаждают ее до —23 °C в бане со
Т1 №»-₽г)] 4, (гд.зя) -дзт.гдаглвиООН
CHjClt. -20"С, 1Вч
смесью сухого льда и тетрахлорометана. К растворителю при перемешивании
добавляют с помощью шприца тетраизопропоксид титана (5,94 мл=5,68 г,
20 ммолей), а затем (2R 3/?)-(-|-)-диэтилтартрат (3,43 мл^=4,12 г, 20 ммо-
лей)*. Смесь перемешивают в течение 5 мин, а затем добавляют сначала ге-
раниол (3,47 мл=3,08 г, 20 ммолей), а потом 3,67 мл раствора трет-бутил-
тидропероксида в дихлорометане (приблизительно 11 мл, что эквивалентно
40 ммолям безводного трет-бутилгидропероксида**. Герметизированную колбу,
* Те же авторы теперь рекомендуют использовать прн стехиометрическом
окислении соотношение титан : тартрат, равное 1'1,1, а при каталитических
н стехиометрических реакциях с прохиральными стерически затрудненными
аллиловыми спиртами—соотношения 1:1,2 и 1:1,3 (см. сноску [20] в ра-
боте [7]).
** Подробности способа приготовления таких безводных растворов трет-
•бутилгидропероксида и методов определения их точной концентрации описа-
яы в работе [4].
3. Алкены
127
содержащую полученный таким образом гомогенный раствор, выдерживают
при - 20 °C приблизительно в течение 18 ч, контролируя глубину реакции
с помощью ТСХ. Затем реакционную смесь охлаждают до —23 °C и при пе-
ремешивании добавляют с помощью шприца 10%-ный водный раствор винной
кислоты; прн этом водная фаза суспендируется в виде льда. Через 30 мин
охлаждающую баню убирают, а перемешивание продолжают при комнатной
температуре в течение 1 ч или до тех пор, пока водный слой не станет проз-
рачным. После этого органический слой отделяют, промывают водой, сушат
над сульфатом натрия и упаривают, получая бесцветную жидкость, загряз-
ненную трет бутнлгидропероксидом*. Эту жидкость раствориют в диэтило-
вом эфире (150 мл), полученный раствор охлаждают в бане со льдом и
к нему добавляют 1 М водный раствор гидроксида натрия (60 мл). Двух-
фазную смесь перемешивают при 0°С в течение 0,5 ч, органический слой от-
деляют, промывают насыщенным водным раствором хлорида натрия, сушат
над сульфатом натрия и упаривают, получая масло (4,24 г). Этот продукт
хроматографируют на силикагеле и получают (23,3£)-2,3-эпокси-2,3-дигидро-
гераннол (2,6 г, 77%), [а]о24 —6,36° (с 1,5 в СНС13). Энантиомерный избы-
ток, определенный по данным ГЖХ для эфира а-метокси-а-(трифтороме-
тил) фенилуксусной кислоты [18], превышает 95%.
1. Моррисон Дж., Мошер Г Асимметрические органические реакции. Пер. с
англ. — М.: Мир, 1973**.
2. Yamada S., Mashiko Т., Terashima S., J. Am. Chem. Soc., 99, 1988 (1977).
3. Michaelson R. C., Palermo R. E., Sharpless К. B., J. Am. Chem. Soc., 99,
1990 (1977).
4. Sharpless К. B., Verhoeven T. R., Aldrichimica Acta, 12, 63 (1979).
5. Katsuki T., Sharpless К. B., J. Am. Chem. Soc, 102, 5974 (1980).
6. Rossiter В. E., Katsuki T., Sharpless К. В, J Am Chem. Soc., 103, 464
(1981)
7. Martin V. S., Woodward S. S., Katsuki T., Yamada Y., Ikeda M., Shar-
pless K. B„ J. Am. Chem. Soc., 103, 6237 (1981).
8. Roush W. R., Brown R. J., J. Org. Chem., 47, 1371 (1982).
9. Katsuki T., Lee A. IT. M„ Ma P., Martin V. S Masamune S., Sharpless K- B,
Tuddenham D„ Walker F. J., J. Org. Chem., 47, 1373 (1982).
10. Ma P„ Martin V. S., Masamune S., Sharpless К. B., Viti S. M., J. Org. Chem.,
47, 1380 (1982).
11. Lee A. IF. M., Martin V. S., Masamune S., Sharpless К. B., Walker F.
J. Am. Chem. Soc., 104, 3515 (1982).
12. Reed L. A., Ill, Ito Y., Masamune S., Sharpless К. B., J. Am. Chem. Soc., 104,
6368 (1982).
13. Minami N., Ko S. S., Kishi Y., J. Am. Chem. Soc., 104, 1109 (1982).
14. Sharpless К. B„ Behrens С. H., Katsuki T., Lee A. W. M., Martin V. S„ Taka-
tani M., Viti S. M., Walker F. J., Woodward S. S., Pure Appl. Chem., 55, 589
(1983).
15. Hill J. G., Rossiter В. E., Sharpless К. В, J Org. Chem., 48, 3607 (1983).
16. Sharpless К В, Woodward S. S„ Finn M. G, Pure Appl. Chem., 55, 1823
(1983).
17. Lu L. D.-L., Johnson R. A., Finn M. G„ Sharpless К. B., J. Org. Chem., 49,
728 (1984).
18. Dale J. A., Dull D L.. Mosher II. S., J Org. Chem., 34, 2543 (1969).
* Рекомендуется все же разлагать избыток трет-бутилгпдропероксида
одним из доступных методов [4]. Это особенно справедливо для реакций,
проводимых в больших масштабах.
** См. также: Потапов В. М. Современный асимметрический синтез. —
В сб: Органическая химия (Итоги науки и техники, ВИНИТИ АН СССР),
1984, т. 4, с. 3—146; Идзуми И., Таи А. Стереодифференцирующие реакции.
Пер. с англ. М.: Мир, 1979. — Прим, перев.
128
3. Алкены
3.3.5. Эпоксидирование электрофильных алкенов с помощью
щелочных растворов пероксида водорода
или трет-бутилгидропероксида
Алкены, в которых двойная связь сопряжена с электроноакцеп-
торной группой, можно легко эпоксидировать такими нуклео-
фильными реагентами, как пероксид водорода или трет-бутилгид-
ропероксид в щелочных средах [1—6], как полагают, по меха-
низму, приведенному на схеме 3.15 в разд. 3.3.1. Примеры
реакций этого типа представлены в табл. 3.16. Этот метод ис-
пользован для получения эпоксидов из а,[}-ненасыщенных про-
изводных альдегидов (табл. 3.16, примеры 1 и 2), кетонов*
(табл. 3.16, примеры 3—6), сульфонов (табл. 3.16, пример 7)
и нитросоединений (табл. 3.16, пример 8). В случае cz,^-ненасы-
щенных нитрилов реакция со щелочным раствором пероксида
водорода дает обычно эпоксиамиды (табл. 3.16, пример 9), как
считается, через промежуточное образование пероксикарбокси-
мидовых кислот [15]. Одного алкоксикарбонильного заместите-
ля, по-видимому, недостаточно для активации алкена к атаке
гидропероксид-анионом, однако при наличии двух таких заме-
стителей уже можно провести эпоксидирование (табл. 3.16, при-
мер 10).
Заслуживает внимания тот факт, что этот тип эпоксидиро-
вания в противоположность эпоксидированию пероксикислотами
скорее стереоселективен, чем стереоспецифичен**. Так, и Е- и
Z-изомер З-метил-З-пентен-2-она дают один и тот же эпоксид
(табл. 3.16, примеры 5 и 6 соответственно); аналогичная реак-
ция наблюдается при эпоксидировании аф-ненасыщенных суль-
фонов [13].
2,3-Эпокси-3,5,5-триметилциклогексаиои [10]. В трехгорлую колбу емко-
стью 1 л, снабженную капельной воронкой, мешалкой и термометром, поме-
шают раствор ЗД5-триметил-2-циклогексеноиа (изофорона) (55,2 г,
0,4 моля) в смеси 30%-иого пероксида водорода (115 мл, 1,2 моля) и мета-
вола (400 мл). Смесь при перемешивании охлаждают до 15°C в бане
ЗО7.-и>'й Н,0,. неон. н,с. МеОН
15-го‘с. го-25*с. эч
* Окисление аДиенасыщенных кетоиов пероксикислотами обычно не при-
водит к эпоксидированию, часто вместо этого происходит окисление по Бай-
леру — Виллигеру, приводящее к образованию сложных эфиров нли лактонов.
** В данном контексте под стереоселективностью подразумевается, что не-
зависимо от конфигурации реагента образуется один из стереоизомеров про-
дукта, в то время как под стереоспецифичностью понимается, что стереохимия
продукта определенным образом связана со стереохимией реагента [4, 17].
3. Алкены
129
со льдом и в течение 1 ч прибавляют 6 М водный раствор гидроксида нат-
рия (33 мл, 0,2 моля гидроксида натрия), поддерживая температуру реак-
ционной смеси в интервале от 15 до 20 °C. Затем смесь перемешивают еще
в течение 3 ч при 20—25 °C, после чего выливают содержимое колбы в воду
(500 мл). Водный раствор экстрагируют диэтиловым эфиром (2x400 мл),
объединенные экстракты промывают водой и сушат над безводным сульфа-
том магния. Большую часть диэтилового эфира отгоняют при атмосферном
давлении, используя дефлегматор длиной 30 см, а остаток затем перегоняют
из того же прибора при пониженном давлении, получая 2,3-эпокси-3,5,5-три-
метилциклогексанон (оксид изофорона) (43—44,5 г, 70—72%), с т. кип.
70—73°С/5 мм рт. ст.
1. Rosowsky A., in: The Chemistry of Heterocyclic Compounds (Weissberger A.,
ed.), Vol. 19, p. 1, Wiley (Interscience), New York, 1964, см. особенно
pp. 57—59.
2. Dittus G., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Miiller E.,
ed.), 4th ed., Vol. 6/3, pp. 397—402, Thieme, Stuttgart, 1965.
3. Lewis S. N., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 213, Dekker,
New York, 1969.
4. House H. E., Modern Synthetic Reaction, 2nd ed., p. 292, Benjamin, Menlo
Park, California, 1972, см. особенно pp. 306—311.
5. Berti G., Top. Stereochem., 7, 93 (1973).
6. Plesnicar B., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.).
Part C, p. 211, Academic Press, New York, 1978, см. особенно pp. 243—
247.
7. Bunton C. A., Minkoff G. J., J. Chem. Soc., 1949, 665.
8. Payne G. B., J. Am. Chem. Soc., 81, 4901 (1959).
9. Payne G. B., J. Org. Chem., 25, 275 (1960).
10. Синтезы органических препаратов. Сб. 9. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1959,
с 52.
11. Yang N. С., Finnegan R. A., J. Am. Chem. Soc., 80, 5845 (1958).
12. House Н. О., Ro R. S., J. Am. Chem. Soc., 80, 2428 (1958).
13. Zwanenburg B., Wiel J. ter. Tetrahedron Lett., 1970, 935.
14. Newman H., Angier R. B., Tetrahedron, 26, 825 (1970).
15. Payne G. B., Williams P. H., J. Org. Chem,, 26, 651 (1961).
16. Payne G. P., J. Org. Chem., 24, 2048 (1959).
17. Zimmerman H. E., Singer L„ Tyagarajan B. S., J. Am. Chem. Soc., 81,
108 (1959).
3.4. Получение альдегидов и кетонов
3.4.1. Окисление с расщеплением двойной углерод-углеродной
связи
Окислительное расщепление тетразамещенных алкенов (схе-
ма 3.16, R1 = R2=R3 = R4 = алкил) приводит к образованию двух
молекул кетона, тогда как в случае тризамещенных и менее
R1 R1 R1 R4
\ / [О] \ /
С—С ------>- с=о + о=с
r/
Схема 3.16.
замещенных алкенов фрагмент (или фрагменты), несущий атом
водорода при алкенильном углероде, можно превратить во фраг-
9—39
130
3. Алкены,
мент альдегида или карбоновой кислоты в зависимости от окис-
лителя. Вследствие относительной устойчивости кетонов к даль-
нейшему окислению многие окислители способны окислить тет-
разамещенные алкены в ожидаемые кетоны, однако для полу-
чения альдегидов из менее замещенных алкенов требуются более
селективные окислители.
Из наиболее селективных окислителей озон, вероятно, чаще
всего используется для расщепления двойной углерод-углерод-
ной связи [1—7]. Озонолиз (реакция субстрата с озоном, в ко-
торой происходит разрыв связи [6]) имеет еще и то преиму-
щество, что продуктом окисления в зависимости от способа
обработки реакционной смеси может быть карбонильное соеди-
нение, спирт или карбоновая кислота. Первая из этих альтерна-
тив рассмотрена в разд. 3.4.1.1; там же кратко обсуждается
образование спиртов, так как оба случая включают восстано-
вительное выделение продуктов. Получение кислот рассмотрено
в разд. 3.5.1.
Существует относительно немного других методов окисления
алкенов, позволяющих выделять в качестве продуктов альдеги-
ды. Из них, вероятно, наиболее широко используется сочетание
тетраоксида осмия с метапериодатом натрия [8] (реагент
Лемье — Джонсона), хотя и трихлороацетат хромила [9], и пер-
манганат калия в нейтральных средах [10—12] и в условиях
межфазного катализа [13], как сообщалось, являются селек-
тивными окислителями для реакций этого типа. Перманганат
калия, растворенный с помощью добавки краун-эфира в угле-
водородном растворителе, таком, как бензол, расщепляет алке-
ны с образованием кетонных и кислотных фрагментов [14].
Расщепление алкенов в кетоны и карбоновые кислоты удобно
проводить, используя комбинацию перманганат калия—метапе-
риодат натрия [10, 11, 15, 16] (реагент Лемье — фон Рудлофа)
или тетраоксид рутения—метапериодат натрия [17]. В обоих
случаях основным окислителем является метапериодат натрия,
а другой компонент действует каталитически. В ином варианте
для окисления алкенов можно использовать молярный эквива-
лент тетраоксида рутения [18, 19].
Эфиры енолов [20] подвергаются уникальному типу расщеп-
ления в карбонильные соединения при обработке пероксикисло-
тами; эта реакция чрезвычайно полезна для синтеза кетолакто-
нов со средним размером цикла (типа найденных в некоторых
антибиотиках-макролидах).
1. Long L., Jr., Chem. Rev., 27, 437 (1940).
2. Bailey P. S„ Chem. Rev., 58, 925 (1958)
3. Criegee R, Rec. Chem. Progr. (Kresge-Hooker Sci. Lib), 18, 111 (1957).
4. Bischoff C., Rieche A., Z. Chem., 5, 97 (1965).
5. Меняйло A. T., Поспелов M. B. — Усп. хим., 1967, 36, с. 662.
3. Алкены
131
6. Belew J. S., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 259, Dekker,
New York, 1969.
7. Bailey P. S., Ozonation in Organic Chemistry, Vol. 1, Olefinic Compounds,
Academic Press, New York, 1978*.
8. Pappo R., Allen D. S., Jr., Lemieux R. U., Johnson W. S., J. Org. Chem., 21,
478 (1956)**.
9. Schildknecht H., Fottinger W., Justus Liebigs Ann. Chem., 659, 20 (1962).
10. Stewart R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К- B„ ed ), Part A,
p. 1, Academic Press, New York, 1965
11. Lee D G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
12. Lee D. G., in: The Oxidation of Organic Compounds by Permanaganale Ion
and Hexavalent Chromium, Open Court, La Salle. Illinois, 1980***.
13. Lee D G., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed ),
Part D, p. 147, Academic Press, New York, 1982.
14. Sam D. J., Simmons H. E., J. Am. Chem. Soc., 94, 4024 (1972).
15. Lemieux R. V., von Rudloff E., Can. J. Chem., 33, 1701 (1955).
16. Lemieux R. U„ von Rudloff E., Can. J. Chem., 33. 1710 (1955).
17. Pappo R., Becker A., Bull. Res. Counc. Isr., Sect. A, 5A, 300 (1956)****.
18. Lee D. G., van den Engh M., in: Oxidation in Organic Chemistry (Traha-
novsky W. S., ed.), Part B, p. 177, Academic Press, New York, 1973.
19. Courtney J. L., Swanborough К F, Rev Pure Appl. Chem., 22, 47
(1972)“**.
20. Borowitz L. J., Gonis G., Kelsey R Rapp R., Williams G. J., J. Org. Chem,
31, 3032 (1966).
3.4.1.1. Озон
Реакция алкена с озоном [1] (в виде озонированного кислоро-
да) в инертном растворителе приводит обычно к образованию
озонида (1,2,4 триоксолана) (схема 3.17,34) *****, который можно
без выделения восстановить различными реагентами в смесь
карбонильных соединений; точный состав этой смеси зависит
* См. также: Разумовский С. Д., Зайков Г. Е. Озон и его реакции с орга-
ническими соединениями (кинетика и механизм). — М.: Наука, 1974; Bailey Р. S.,
Ozonation in Organic Chemistry, Vol. 2, Nonolefinic Compounds, Ch. 12,
pp. 371—424, Academic Press, New York, 1982. — Прим, перев.
** См. также: Singh И. S., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W H., de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum Press, New York,
1986, pp. 633- 694. — Прим, перев.
*** См. также: Fatiadi A J., Synthesis, 1987, 85 — Прим, перев.
**** См также: Courtney J. L., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. L, eds.). Plenum Press, New York,
1986, pp. 445—468. — Прим, перев.
***** Вообще мономерные озониды, такие, как 34, получены только в тех
случаях, когда при двойной связи алкена присутствует по крайней мере один
атом водорода. Тетраалкилзамешениые алкены обычно дают димерные или
полимерные пероксиды и (или) продукты перегруппировки. Одиако часто мож-
но подобрать такие условия, чтобы получить нормальные продукты расщепле-
ния — кетоны. Например, озонолиз тетраалкилзамещенных алкенов в спирто-
вой среде с последующим добавлением воды приводит к соответствующим
кетонам с очень высоким выходом, при этом не требуется никаких восстанав-
ливающих агентов [2].
9*
132
3. Алкены
от структуры алкена. Эта реакция привлекательна для синтети-
ческих целей, так как, за немногими исключениями, двойная
углерод-углеродная связь расщепляется количественно и в очень
мягких условиях.
Схема 3.17.
Механизм образования озонида 34 включает, как полагают,
три стадии (схема 3.18), каждая из которых является 1,3-дипо-
лярной реакцией [3]. На стадии а озон как 1,3-диполь стерео-
специфично присоединяется к алкену с образованием первичного
озонида (мольозонида или 1,2,3-триоксолана) (35), который тер-
мически неустойчив и даже при низких температурах разлага-
ется (стадия б) на карбонильное соединение (36) (кетон или
альдегид) и карбонилоксид (37). Обладающая высокой энерги-
ей частица 37 чаще всего реагирует с альдегидным или кетон-
ным фрагментом (36) с образованием озонида (34) (стадия в).
1,3-Диполярное присоединение на этой стадии протекает легче,
если карбонильным компонентом является альдегид (36, R! = H,
R2 = H или алкил), т. е. в случае, когда исходный алкен содер-
жит по меньшей мере один атом водорода у двойной связи.
В то же время аналогичным образом реагируют некоторые тет-
разамещенные алкены, например содержащие электроноакцеп-
торные заместители или такие, в которых двойная связь входит
в четырех- или пятичленный цикл.
3. Алкены
133
Для карб'Онилоксида (37) возможны некоторые другие на-
правления реакции. Так, он может претерпевать димеризацию
с образованием 1,2,4,5-тетраоксана (38), особенно если карбо-
нильная компонента является кетоном (36, R’ = R2 = алкил) (ке-
тоны в реакциях 1,3-диполярпого циклоприсоединения менее
реакционноспособны, чем альдегиды), или может полимеризо-
ваться с образованием полипсроксидов. Кроме того, в присут-
ствии спирта может происходить его присоединение к карбонил-
оксиду (37) с образованием геминального ацилоксигидроперок-
сида* (39), а в некоторых случаях наблюдается образование
аномальных продуктов в результате перегруппировки карбонил-
оксида.
R3 н3
\ ^-0—0 /
/ о-о \ х
R‘ R<
Озонолиз проводят обычно при низких температурах (как
правило, от —70 до —30 °C) с использованием таких раствори-
телей, как гексан, тетрахлорометан, хлороформ, дихлорометан,
хлороэтан, диэтиловый эфир, этилацетат, М,Ь1-диметилформамид,
метиловый И этиловый спирты, вода и уксусная кислота. Непо-
средственные продукты озонирования обычно не выделяют,
а подвергают гидролизу, восстановлению или окислению**.
Гидролитический метод применяют для получения из про-
дуктов озонирования альдегидов [4] и кетонов [2], а для вос-
становительного разложения были использованы почти все воз-
можные восстанавливающие агенты. Такими агентами являются,
например, цинк в уксусной кислоте, сульфит- и бисульфит ионы,
алюмогидрНД лития, борогидрид натрия, иодид-ион, диборан
в тетрагидрофуране, хлорид олова(II), трифенилфосфин, триме-
тилфосфит, диоксид серы, диметилсульфид, а также водород
в присутствии катализаторов. Восстановление гидридами метал-
лов дает в качестве продуктов разложения спирты, в то время
как применение других агентов в основном приводит к образо-
ванию карбонильных соединений. Никаких ясных указаний по
выбору наиболее подходящего восстановителя дать невозможно,
однако для восстановительной обработки продуктов озонолиза,
проведенного в метаноле, по видимому, лучше всего подходит
* Озонолиз в спиртах имеет препаративное значение, так как предотвра
щает образование димерных и олигомерных пероксидов — продуктов, которые
могут осложнять озонирование в инертных растворителях.
** Окислительная обработка, дающая в качестве продуктов расщепления
кетоны и карбоновые кислоты, рассмотрена в разд. 3.5.1.
134
3. Алкены
раствор диметилсульфида в метаноле [5]. Озонолиз алкенов
в присутствии тетрацианоэтилена непосредственно дает карбо-
нильные соединения, что позволяет избежать необходимости
проведения стадии восстановления [6].
Новыми вариантами обычной методики озонолиза являются
озонолиз алкенов (и ацетиленов) реагентами, адсорбированны-
ми на силикагеле [7J, и селективный озонолиз полиалкенов,
контролируемый с помощью красителей, добавленных в реак-
ционную смесь [8].
Примеры озонолиза с использованием различных восстано-
вителей для разложения озонидов приведены в табл. 3.17.
Гептаналь [5]. Подробности приготовления озона (в виде озонированного
кислорода) здесь не приводятся, так как описано, много типов аппаратуры
для его получения [16—18]; удобными источниками являются также про-
дажные озонаторы. Методы определения количества озона, производимого
озонатором, обычно основаны на освобождении иода из растворов иодида
калии с последующим титриметрическим определением галогена с использова-
нием тиосульфата [16—18].
1. О3, МеОН, от —30 до —60° С
Ме(СН2)6СН=СН2 уу-----------------------> Ме(СН2)5СНО+ Me2SO
Раствор 1-октена (11,22 г, 0,1 моля) в метаноле (75 мл) охлаждают
до —30 °C. В ходе озонолиза температуру постепенно понижают до —60 °C.
Через раствор пропускают озонированный кислород (65,2 мг озона в 1 л
газа) со скоростью 1,0 л/мии до тех пор, пока не поглотится 1 эки. озоиа.
Поддерживая температуру реакционной смеси при —60 °C, промывают ее то-
ком азота и добавляют при той же температуре диметилсульфид (10 мл,
0,136 моля). Затем смесь перемешивают в течение 1 ч при —10°С, 1 ч при
0 °C н 1 ч при комнатной температуре, после чего упаривают. Полученный
остаток экстрагируют петролейным эфиром (30—60 °C), а затем водой.
Экстракт в петролейиом эфире промывают водой, сушат и упаривают Остав-
шееся масло перегоняют и получают гептаналь (8,58 г, 75%) с т. кип. 55—
57°С/20 мм рт. ст. Из водного слоя можно выделить диметилсульфоксид
(6,14 г, 79%), т. кип. 46—51 °С/2 мм рт. ст.
1. Основные ссылки см. разд. 3.4.1 ссылки [1—7].
2. Nebel С., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1968, 101
3. Criegee R., Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 14, 745 (1975).
4. Subluskey L. A., Harris G. C., Maggiolo H., Tumolo A., Adv. Chem. Ser.
No. 21, p. 149 (1959).
5. Pappas J. J., Keaveney W. P., Gancher E., Berger AL, Tetrahedron Lett.,
1966, 4273.
6. Criegee R., Gunther P., Chem. Ber., 96, 1564 (1963).
7. Aronovitch C., Tai D., Mazur Y., Tetrahedron Lett., 1982, 3623.
8. Veysoglu T„ Mitscher L. A., Swayze J. K-, Synthesis, 1980, 807.
9. Furniss B. S., Hannaford A. J., Rogers V., Smith P. IT. G., Tatchell A. R.,
Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry, 4th ed., p. 420, Longman’,
London, 1978.
10. Cornforth J. IF., Hunter G. D., Popjdk G., Biochem. J., 54, 590 (1953).
11. Callighan R. H., Witt Al. H., J. Org. Chem., 26, 4912 (1961).
12. Knowles W. S„ Thompson Q. E., J. Org. Chem., 25, 1031 (1960).
13. Bailey P. S., Chem. Ber., 88, 796 (1955).
14. Greenwood F. L., J. Org. Chem., 20, 803 (1955).
3. Алкены
135
15. Diaper D. G. M., Mitchell D. L., Can. J. Chem., 38, 1976 (1960).
16. См. разд. 3.4.1, ссылка [6].
17. Синтезы органических препаратов. Сб. 4. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1953,
с. 382.
18. См. ссылку [9], рр. 82—86.
3 4.1.2. Тетраоксид осмия — метапериодат натрия (реагент
Лемье — Джонсона)
Метапериодат натрия в присутствии каталитических количеств
тетраоксида осмия расщепляет двойную углерод-углеродную
связь (схема 3.19) с образованием тех же продуктов, которые
получаются при озонолизе с последующей восстановительной
обработкой [1]. Преимущество этого метода состоит в том, что
он требует лишь небольших количеств (1—5 мол.%) дорогого
RCH—СРг
/ \
РСН—СРг -°5— 2N,I0< - RCH0 + R2C0 + 0s04 + 2NaI03
Ds
cr Щ
Схема 775.
и ядовитого тетраоксида осмия. Первоначально были описаны
две методики [1]: в одной из них используется одна жидкая
фаза (смесь 1,4-диоксан—вода в объемном соотношении 1:3),
а. в другой применяются системы из двух несмешивающихся
жидкостей (табл. 3.18, примеры 1 и 2 соответственно). Исполь-
зование двухфазных систем имеет преимущества в тех случаях,
когда получают карбонильные соединения, склонные к самокон-
денсации. Применяются и другие растворители, такие, как
80%-ная уксусная кислота (табл. 3.18, пример 3) и смесь тетра-
гидрофуран—вода (табл. 3.18, пример 4). Примеры 5—8, при-
веденные в табл. 3.18, иллюстрируют широкую применимость
этого реагента.
По скорости появления темной окраски осмата судят о реак-
ционной способности алкена по отношению к этому реагенту.
При окислении затрудненных алкенов для появления окрашива-
ния может потребоваться несколько часов, в таких случаях пе-
рйодат прибавляют в течение нескольких дней при 4°C [8].
Ундеканаль (в виде 2,4-динитрофенилгидразона) [1]. К перемешиваемому
раствору 1-додецепа (0,77 г, 4,6 моля) в воде (5 мл) и очищенном 1,4 диок-
сане (15 мл) прибавляют тетраоксид осмия (11,3 мг, 0,044 ммоля). Через
1,4-диоксан, вода RNHg
Ме(СН2)„СН=СН2 - - > Ме(СН2)8СНО----->Me(CH2),CH=NR
R=2,4 (NO2)2 (CeH3)NH—
5 мин смесь становится темно-коричневой, после чего, поддерживая темпе-
ратуру смеси при 24—26 °C, в течение 30 мин прибавляют тонкоизмельчениый
136
3. Алкены
метапериодат натрия (2,06 г, 9,6 моля). Перемешивание продолжают в течение
1,5 ч, а затем желтую реакционную смесь экстрагируют диэтиловым эфиром.
Объединенные экстракты сушат и обрабатывают раствором 2,4-динитрофе-
нилгидразииа (1 г, 5 ммолей) в концентрированной серной кислоте (5 мл),
воде (7 мл) и 95%-иом этиловом спирте (35 мл). Смесь, разделяющуюся на
два слоя, перемешивают в течение 70 мин, затем упаривают до объема при-
близительно 50 мл и отделяют в два приема (т. пл. 98,5—101,5 и 95,5—99 °C)
кристаллы 2,4-дииитрофенилгидразопа (1,09 г, 68%). Перекристаллизация
первой порции нз метанола повышает т. пл. до 106,5—107,5 °C.
1 Pappo R., Allen D S. Jr., Lemieux R. U., Johnson W. S., J. Org. Chem, 21,
478 (1956).
2. Vorbruegeen H., Djerassi C., J. Am. Chem. Soc., 84, 2990 (1962).
3. Corey E. J., Danheiser R. L., Chandrasekaran S.. Siret P., Keck G. E.,
Gras J.-L., J. Am. Chem. Soc., 100, 8031 (1978).
4 Tarbell D. S., Williams К. I. H., Sehm E. J., J. Am. Chem. Soc., 81, 3443
(1959).
5. Caserio F. F. Jr, Roberts J. D., J. Am. Chem. Soc., 80, 5837 (1958).
6 Cantor S. E., Tarbell D. S., J. Am. Chem. Soc., 86, 2902 (1964).
7. Shamma M., Rodriguez H. R., Tetrahedron, 24, 6583 (1968).
8. Физер Л., Физер M., Реагенты для органического синтеза. В 7-ми томах.
Т 3. Пер. с англ. —М.: Мир, 1970, с. 88.
3.4.1.3. Хромилтрихлороацетат
Этот реагент СгО2(ОСОСС13)2 удобно получать [1] в виде рас-
твора в тетрахлорометапе реакцией триоксида хрома с трихло-
роуксусным ангидридом и использовать для получения диальде-
гидов из циклических алкенов [1] (схема 3.20). Этим методом
циклопентен, циклогексен, циклогептен и циклооктен превраща-
ются в соответствующие диальдегиды с выходами 33, 46, 58
и 68%.
(снг)„ ||
СгО,(ОСОСС13),
Схема 3.20.
0 'сно
(СНг)л
Ч_^сно
1 Schildknecht II., Fottinger W., Justus Liebigs Ann. Chem., 659, 20 (1962)
3.4.1.4. Перманганат калия — окисление в нейтральных условиях
или в неводных органических растворах
Существует относительно немного примеров расщепления двой-
ной углерод-углеродной связи перманганат-анионом с образова-
нием альдегидных фрагментов (схема 3.21). Некоторые арома-
тические альдегиды были получены [1] окислением производных
арилэтиленов, однако в общем случае реакция идет с хорошим
выходом лишь тогда, когда в ароматическом альдегиде имеются
электроноакцепторные заместители в орто- или пара-положениях
к альдегидной группе. Так, натриевая соль 4-нитробензальде-
3. Алкены
137
гид-2-сульфоновой кислоты получена с почти количественным
выходом окислением дипатриевой соли 4,4' дипитростильбен-
2,2'-дисульфоновой кислоты водным раствором КМпО4 [2].
R1 Ra
\ / МпСл—
С=С ------>R>CHO+R2CHO
б/
Схема 3.21
Бицикло[2,2,1]-2-гептен (40) при обработке водным раство-
ром перманганата в присутствии сульфата магния дает цикло-
пентан-1,3-дикарбоксальдегид (41) с выходом 54—66% [3]. Эту
сно
сно
40 41
и аналогичные реакции окисления других алкенов можно про-
вести в неводных органических растворах с помощью агентов
межфазного переноса [4]. Так, перманганат калия, солюбили-
зированный в дихлорометане добавлением эквимольного коли-
чества хлорида бензилтриэтиламмопия*, гладко окисляет алке-
ны в этом растворителе с образованием темно-коричневых ре-
акционных смесей, из которых можно выделить либо 1,2-диолы,
либо диальдегиды в зависимости от pH водного раствора, к ко-
торому прибавляют такую реакционную смесь для разложения.
При этом образованию диальдегидов благоприятствует исполь-
зование водных растворов с pH 3, содержащих уксусную кисло-
ту и ацетат натрия.
Перманганат калия растворяется также в некоторых органи-
ческих растворителях в присутствии агентов, комплексующих
катион, таких, как макроциклический полиэфир дициклогекса-
но-18-краун-6 (42) Раствор перманганата калия в бензоле, со-
держащий эквимольное количество этого краун-эфира (42), яв-
ляется эффективным реагентом для расщепления двойной угле-
* Вероятно, перманганат ион переходит в органический раствор в виде
перманганата бензилтриэтиламмопия, который, как известно [5], легко раство-
ряется в дихлорометане. Хотя эта соль приготовлена в кристаллическом состоя-
нии [5], оиа сильно взрывается при нагревании [6, 7] и чувствительна к удару
[6, 7], так что обращение с ией требует специальных мер предосторожности
и получать ее не рекомендуется. Перманганат тетра-я-бутнламмоиия также
приготовлен в кристаллической форме аналогичным путем [8]; он растворим
в органических растворителях, однако сообщение (9) о сильном самовоспла-
менении твердого препарата свидетельствует о том, что при работе с этим
кристаллическим перманганатом необходима чрезвычайная осторожность.
138
3. Алкены
род-углеродной связи [10]. Примером реакции этого типа
служит окисление а-пииена (43) в ^uc-пиноновую кислоту (44).
Однако, как видно из этого примера, альдегиды обычно не обра-
зуются в таких условиях, так как связанные с водородом атомы
алкена окисляются этим реагентом до карбоновых кислот*.
42
43 44
1. Bayer О., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Muller E„
ed.), 4th ed., Vol. 7/1, pp. 345—347, Thieme, Stuttgart, 1954.
2. Green 0., Wahl A. R., Ber., 30, 3097 (1957).
3. Wiberg К. B., Saegebarth K. A , J. Am. Chem. Soc., 79, 2822 (1957).
4. Ogino T., Mochizuki K., Chem. Lett., 1979, 443.
5. Schmidt H.-J., Schafer H. J., Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 18, 68 (1979).
6. Jager H., Liitoff J., Meyer M. IC, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 18, 786
(1979).
7. Schmidt H.-J., Schafer H. J, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 18, 787 (1979).
8. Sala T., Sargent M. V., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1978, 253.
9. Morris J. A., Mills D. C., Chem. Brit., 14, 326 (1978).
10. Sam D. J., Simmons H. E„ J. Am. Chem. Soc., 94, 4024 (1972).
3.4.1.5. Перманганат калия — метапериодат натрия (реагент
Лемье — фон Рудлофа)
Окисление алкена в водном растворе, содержащем избыток ме-
тапериодата натрия и каталитическое количество перманганата
калия, приводит к расщеплению двойной углерод-углеродной
связи и образованию кетона и (или) карбоновой кислоты [1—4],
как показано на схеме 3.22 для тризамещенного алкена (45).
В интервале pH 7—8 основным промежуточным продуктом, об
разующимся при окислении перманганатом, является 1,2-ке-
тол** (46) [схема 3.22 (а)], тогда как при pH 9—10 образуется
преимущественно 1,2-диол (47) [схема3.22 (б)]***. Затем интер-
медиат 46 (или 47) расщепляется перйодатом с образованием
* Опубликован метод расщепления олефинов реакцией с перманганатом
в водном тетрагидрофурапе, позволяющий получать альдегиды по схеме 3.21
с хорошими выходами [ Viski Р., Szevernyi Z., Simandi L. I., J. Org. Chem., 51,
3213 (1986)]. — Прим, перев.
** Из симметрично дизамещенного алкена (45, R2=H) образуются изомер-
ные 1,2-кетолы [1].
*** По-видимому [1], при pH 7—10 перманганат восстанавливается только
до маиганат-иопа и регенерируется из этого состояния окислением перйодат-
ной ом.
3. Ллкены
139
продуктов, показанных на схеме 3.22. Образующиеся при таком
расщеплении альдегиды гладко, хотя и медленнее, окисляются
в соответствующие карбонювые кислоты [5]. Относительно мед-
ленно окисляется в этих условиях формальдегид [5], так что
его можно получить [2] из8 алкена с терминальной метилеповой
группой (45, R2 = R3 = H).
R1 R3
/с==с\
Н R2
НПО/
pH 7 0
R3
R’CDeH + О—CZ (а)
\г
<5 46
НПО
рНЗ-
НПО/
медленно
ю/
—- r’cho + 0=С
(б)
Схема 32Z. и‘с°гН
Первоначальные условия реакции, включающие использова-
ние водных растворов, впоследствии были модифицированы так,
чтобы обойти проблему растворимости субстрата; в качестве
сорастворителей использовали пиридин [3, 4], 1,4-диоксан [3,
6, 7], трет-бутиловый спирт [4, 6, 8, 9] и ацетон [10]. Кроме
того, реакцию проводят, используя намного более высокие кон-
центрации реагентов, чем предлагалось первоначально [10].
Примеры окисления этого типа суммированы в табл. 3.19.
Отметим, что окисление этим методом сопряженных циклоалке-
нов может приводить к потере атомов углерода (табл. 3.19,
примеры 4, 5, 6).
5-Оксо-3,5-секо-А-норхолестан-3-овая кислота [8]. К интенсивно переме-
шиваемому раствору холсст-4-ен-З она (50 г) в азеотропной смеси грег-бути-
ловый спирт — вода (3 л) добавляют раствор карбоната калия (28 г) в воде
(800 мл), затем сначала порцию (500 мл) раствора метапериодата натрия
(200 г) в воде (2,5 л), а потом 8%-ный водный раствор перманганата калия
(50 мл). Остаток водного раствора метапериодата прибавляют со скоростью
110 мл/мин в течение 10 мин, а затем со скоростью 30 мл/мии в течение сле-
дующих 30 мни. Водный раствор перманганата калия прибавляют по мере
140
3. Алкены
необходимости для поддержания окраски реакционной смеси; для этого тре-
буется обычно 50 мл после первых 5 мии реакции и еще 75 мл в следующие
30 мии.
Через 2 ч к реакционной смеси прибавляют для разложения избытка
перманганата бисульфит натрия и полученный темно-коричневый раствор упа-
ривают при пониженном давлении до объема приблизительно 4 л. Затем
смесь охлаждают до 4 °C, подкисляют охлажденной льдом 50%-ной серной
кислотой и экстрагируют тремя порциями диэтилового эфира (1X2,5, 1X1,5
и 1X1,5 л). Эти экстракты промывают раствором бисульфита натрия до
полного отмывания иода, затем водой до нейтральной реакции и, наконец,
сушат Объединенные экстракты упаривают до объема приблизительно 700 мл,
разбавляют гексаном и полученную смесь упаривают до объема приблизи-
тельно 250 мл. Этот раствор выдерживают при комнатной температуре
в течение 8 ч, а затем при 4 °C в течение еще 8 ч. Выпавший осадок — 5-оксо-
3,5-секо-А-иорхолестаи-3-овая кислота (36,3—38,3 г) с т. пл., 153—154 °C.
Из маточного раствора при упаривании получают сырой продукт, который
после перекристаллизации из смеси диэтиловый эфир — гексаи дает вторую
порцию кетокислоты (4,2—4,9 г, обший выход 79—81%).
1. Lemieux R. U., von Rudloff Е., Can. J. Chem., 33, 1701 (1955).
2. Lemieux R. V., von Rudloff E., Can. J. Chem., 33, 1710 (1955).
3. von Rudloff E, Can. J. Chem., 33, 1714 (1955).
4. von Rudloff E, Can. J Chem, 34, 1413 (1956).
5. von Rudloff E., Can. J. Chem., 43, 1784 (1965).
6. Wall M. E., Serota S., J. Org. Chem., 24, 741 (1959).
7. Pelletier S. W„ Iyer K. N., Chang C. W. I., J. Org. Chem., 35, 3535 (1970).
8. Edward J. T., Holder D., Lunn W. H., Puskas I., Can. J. Chem., 39, 599
(1961).
9. Org. Synth., 55, 67 (1976).
10. Overberger C. G., Kaye H._ J. Am. Chem. Soc. 89, 5640 (1967).
11. Meinwald J., Gassman P. G., J Am. Chem. Soc., 82, 2857 (1960).
12. Machleidt H., Cohnen E., Tschesche R., Justus Liebigs Ann. Chem., 655, 70
(1962).
13. Suga T., von Rudloff E., Can J. Chem , 47, 3682 (1969).
34.1.6. Тетраоксид рутения
Этот окислитель легко расщепляет двойную углерод-углеродную
связь с образованием кетонов или альдегидов и карбоновых
кислот [1]. Удобнее всего получать этот реагент окислением
гидратированной формы* диоксида рутения водным раствором
метапериодата натрия, дающим желтый раствор тетраоксида,
который затем экстрагируют тетрахлорометаном fl, 2]**. В дру-
гом методе суспензию диоксида рутения в тетрахлорометане пе-
ремешивают с водным раствором метапериодата натрия; по ме-
ре образования тетраоксид рутения растворяется в органической
фазе [4]***.
* Безводная форма диоксида рутения инертна к окислению в этих усло-
виях [2].
** Коэффициевт распределения тетраоксида рутения между тетрахлороме-
таиом и водой составляет 59: 1 [3].
*** Концентрацию тетраоксида рутения можно определить [4] прибавле-
нием аликвоты раствора к избытку изопропилового спирта в тетрахлорометане,
после чего осадок диоксида рутения отфильтровывают и взвешивают.
3. Алкены
141
Окисление обычно проводят в галогеносодержащих раство-
рителях, папример в хлороформе, дихлорометане, тетрахлоро-
метане и фторотрихлорометане; нельзя использовать диэтиловый
эфир, бензол и пиридин, так как они энергично реагируют с тет-
раоксидом рутения [5J.
Опубликовано удивительно мало сообщений об окислении
алкенов стехиометрическими количествами тетраоксида рутения;
некоторые примеры приведены в табл. 3.20. Удобство альтерна-
тивной методики, при которой тетраоксид рутения используется
в каталитических количествах в сочетании с метапериодатом
натрия (см. разд. 3.4.1.7), является, по-видимому, причиной от-
носительно малого числа таких примеров.
Лонгикамфенолон [8]. К раствору лоигифолена (0,22 г) в тетрахлороме-
таие (5 мл), охлажденному до О'С, прибавляют раствор тетраоксида руте-
ния (150 мг) в тетрахлорометане (5 мл). Смесь выдерживают в течение ночи
при комнатной температуре, после чего прибавляют несколько капель мети-
лового спирта для разложения избытка тетраоксида. Осадок диоксида ру-
тения отфильтровывают, промывают тетрахлорометаном и объединенные
фильтраты упаривают при пониженном давлении. Остаток хроматографируют
па оксиде алюминия, используя в качестве элюента петролейиын эфир.
Ви 0,. СС1х
а'сзаяем— го*с
Вначале элюируется непрореагировавшнй лонгифолен (0,066 г), а затем —
лонгикамфенолон (0,06 г, 39% в расчете на прореагировавший субстрат).
1. Lee D. G., van den Engh М., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanov-
sky W. S., ed.). Part B, p. 177, Academic Press, New York, 1973, см. особенно
p. 185.
2. Benyon P. J., Collins P. M., Gardiner D., Overend IF. G.. Carbohydr. Res., 6,
431 (1968).
3. Martin F. S., J Chem. Soc., 1952, 3055.
4. Nakata H., Tetrahedron, 19, 1959 (1963).
5. Djerassi C., Engle R. R., 3. Am. Chem. Soc., 75, 3838 (1953).
6. Berkowitz L. M., Rylander P. N., J. Am. Chem Soc, 80, 6682 (1958).
7. Dean F. M Knight J. C., J. Chem. Soc., 1962, 4745.
8. Munavalli S., Ourisson G., Bull. Soc. Chim. Fr., 1964, 729.
9. Snatzke G„ Fehlhaber H.-W., Justus Liebigs Ann. Chem., 633, 123 (1963).
^3.4.1.7. Тетраоксид рутения — метапериодат натрия
Окисление тетраоксидом рутения можно провести, используя
каталитическое количество тетраоксида в сочетании с вторым
окислителем, таким, как метапериодат натрия [1, 2]*. Такое
* В качестве другого соокислителя используют гипохлорит натрия, преиму-
щество которого состоит в том, что он дешев и легкодоступен [3]. Однако он,
по-видимому, менее эффективен, чем метапериодат натрия или калия в моди-
фицированном методе, описанном Шарплессом и сотр. [4].
142
3. Алкены
окислительное расщепление алкенов проводят обычно в водном
ацетоне, однако эффективность и надежность каталитического
окисления тетраоксидом рутения значительно возрастает, если
использовать двухфазную систему растворителей, содержащую
тетрахлорометан, ацетонитрил и воду в объемном соотношении
2:2:3 [4].
При расщеплении двойной углерод-углеродной связи в этом
каталитическом процессе алкеновый углерод, несущий атом во-
дорода, обычно окисляется в карбоксильную группу. В то же
время, если у такого углерода находятся два алкильных заме-
стителя, продуктом реакции обычно является кетон. Этот ката-
литический агент оказался чрезвычайно полезным для рас-
щепления 1,1-дифенилэтиленов, промежуточных продуктов в
методе укорочения углеводородных цепей по Барбье—Виланду
(табл. 3.21, примеры 1—3), а также в родственных процессах
расщепления (табл. 3.21, пример 4); эффективность улучшенной
методики [4] продемонстрирована и для окисления простых
алкенов (табл. 3.21, пример 5). Фрагмент аф-ненасыщенного
циклического кетона в 17-ацетате тестостерона легко расщепля-
ется с потерей атома углерода и образованием кетокислоты
(табл. 3.21, пример 6), однако стероидное производное 1-ацетил-
циклопентена дает дикетокислоту (табл. 3.21, пример 7) без
потери углерода.
2-Гептаион [4]. Смесь тетрахлорометана (2 мл), ацетонитрила (2 мл)
и воды (3 мл) энергично перемешивают и к этой двухфазной системе прибав-
ляют сначала 2,3-димстнл-2-октен (0,14 г, 1 ммоль), а затем метапериодат
натрия (0,449 г, 2,1 ммоля). После этого прибавляют гидрат трихлорида ру-
тения* (5 мг, 2,2 мол. % в расчете на RuCl3-HsO) и смесь энергично переме-
RuOg, NalC'a
Ме(СН2)4С=СМе2—Ме(СН2)4СМе
। БСЦ, МеСГч, rigU ।
Me О
шивают при комнатной температуре в течение 6 ч. Реакционную смесь раз-
бавляют дихлоромстаном (10 мл), верхний водный слой отделяют и экстра-
гируют дихлорометаном (3X10 мл). Объединенные органические экстракты
сушат над сульфатом магния и упаривают. К полученному таким образом
остатку прибавляют диэтиловый эфир (20 мл) для осаждения оставшихся
соединений рутения. Суспензию фильтруют через слой целита и получают рас-
твор, содержащий, по данным ГЖХ, 2-гептаиои (~108 мг, 95%).
1. Pappo R„ Becker A., Bull. Res. Couns. Isr. Sect. A, 5A, 300 (1956).
2. Sarel S„ Yanuka Y., J. Org. Chem., 24, 2018 (1959).
3. Wolfe S., Hasan S. K., Campbell J. R., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1970,
1420.
4. Carlsen P. H. J., Katsuki T., Martin V. S., Sharpless К. B., J. Org. Chem., 46,
3936 (1981).
5. Stork G., Meisels A„ Davies I. E., J. Am. Chem. Soc., 85, 3419 (1963).
* Так же эффективен гидрат диоксида рутения.
3. Алкены
143
6. Sondheimer F., Mechoulam R., Sprecher M., Tetrahedron, 20, 2473 (1964).
7. Adams T., Moriarty R. M , J. Am. Chem. Soc., 95, 4071 (1973).
8. Piatak D. M., В hat H. B., Caspi E., J. Org. Chem., 34, 112 (1969).
3. 4.1.8. .ч Хлоропероксибепзойпая кислота — расщепление
простых эфиров енолов
При обработке пероксикислотами, например лгхлоропероксибеп-
зойпой кислотой, простые эфиры енолов легко расщепляются
с образованием карбонильного соединения и сложного эфира,
как полагают, по механизму, показанному на схеме 3.23 (а)
[1, 2J. Хотя этот тип реакции впервые был описан для эфиров
стероидных кетонов [1], основной интерес представляет его
использование в приложении к бициклическим простым эфирам
енолов [2 4] для получения кетолактонов среднего размера
[схема 3.23 (б) ], скелет которых по структуре подобен скелетам
лактонов в агликоновой части антибиотиков — макролидов. При-
меры этой реакции даны в табл. 3.22.
Родственную реакцию, приводящую к аналогичному расщеп-
лению простых эфиров енолов трет-бутилгидропероксидом или
гидропероксидом кумола в присутствии гексакарбонила молиб-
дена, проводят в бензоле [6].
6-Кетононаиолид [2]. Раствор 5,6,7,8-тетрагидрохромана (4,14 г,
0,03 моля) в дихлорометане (25 мл) медленно прибавляют к суспензии х-хло-
ропероксибеизойной кислоты (85%-ной чистоты, 15,48 г, около 0,09 моля)
в дихлоромет яне (100 мл) при комнатной температуре в течение приблизи-
144
3. Алкены
тельно 40 мин*. Происходит слабо экзотермичная реакция, перемешивание
продолжают в течение 16 ч. Затем смесь фильтруют, фильтрат промывают
7%-ным водным раствором гидрокарбоната натрия (2X50 мл) и сушат иад
И-ЫС^йСОдН. СН,С1,
сульфатом магния. Упаривание отфильтрованного раствора дает твердый
остаток (7,5 г), который растворяют в дихлорометане и переосаждают легким
петролейным эфиром (т. кип. 30—60 °C), получая сырой продукт (4,7 г,
92%) с т. пл. 57—62 °C. Этот продукт сублимируют прн 50 °C (температура
бани)/0,1 мм рт. ст. и получают 6-кетононанолвд (3,42 г, 67%)
с т. пл. 64—70 °C.
1. Belleau В., Gallagher Т. F., J. Am. Chem. Soc., 74, 2816 (1952).
2. Borowitz I. J, Gonis G., Kelsey R., Rapp R, Williams G. J., J. Org. Chem.,
31, 3032 (1966).
3. Borowiiz I. I., Williams G. J., Gross L., Rapp R„ J. Org, Chem., 33, 2013
(1968).
4. Borowitz I. J., Williams G. J., Gross L., Beller H., Kurland D., Suciu N.,
Bandurco V., Rigby R. D. G., J. Org. Chem., 37, 581 (1972).
5. Borowiiz I. J., Bandurco V., Heymann M., Rigby R. D. G., Uehg S., J Org.
Chem., 38, 1234 (1973).
6. Rapp R. D„ Borowitz I., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1969, 1202.
3.4.2. Окисление с перегруппировкой
Существует несколько реакций окисления алкенов, протекаю-
щих по различным механизмам и приводящим в итоге к превра-
щению, изображенному на схеме 3.24, где R1, R2, R3 и R4 —
водород или алкильные заместители, которые могут присутство-
вать в различных комбинациях. В первую очередь это — окис-
ление этилена в ацетальдегид, а также монозамещенных и
1,2-дизамещенных алкенов в кетоны с использованием хлорида
палладия [1]- в присутствии солей меди, обычно хлорида ме-
ди (II), с молекулярным кислородом в качестве основного окис-
лителя такую реакцию можно провести, используя лишь ката-
литическое количество дорогостоящего хлорида палладия,
и именно этим способом получают теперь в промышленности
ацетальдегид из этилена (Вакер-процесс) [2J.
R1 R’ Rs
\ / [О] /
С=С -------► R1—С—С—RS
/ \ II \
R2 R4 О R4
Схема 3.24.
* В этих реакциях прибавление тетрагвдрохромана к пероксикислоте дает
немного лучший выход кетолактона, чем смешение в обратном порядке
[2, 3J.
3. Алкены
145
Соли некоторых металлов, такие, как сульфат ртути (II) [3]
или ацетат ртути (II) [4], ацетат/трифтороацетат свинца (IV)
[5]* и нитрат таллия (III) [6, 7], в подходящих растворителях
оказались особенно эффективными для проведения таких реак-
ций окисления**; ограниченное применение для получения неко-
торых альдегидов и кетонов нашел также хромилхлорид [8—10J.
Превращение алкенов в кетоны по схеме 3.24 можно осуще-
ствить, используя систему перокситрифтороуксусная кислота—
трифторид бора [11]. В процессе реакции образуется оксирано-
вый интермедиат, который в присутствии кислоты Льюиса пе-
регруппировывается в кетон.
1. Некоторые из многочисленных обзоров по этой реакции см.: a) Smidt J-,
Hafner W., lira R„ Sedlmeier J., Sieber R., Riittinger R., Kojer H., Angew
Chem., 71, 176 (1959), 6) Aguild A., Adv. Organomet. Chem., 5, 321 (1967);
в) Tsuji J., Adv. Org. Chem., 6, 109 (1969), см. особенно pp. 119—131;
r) Henry P. M., Adv. Organomet. Cheni., 13, 363 (1975), см. особенно
pp. 378—388; д) HUllel R., Synthesis, 1970, 225, см. особенно pp. 234—236;
e) Henry P. M., Palladium Catalyzed Oxidation of Hydrocarbons, p 41,
Reidel, Dordrecht, Holland. 1980***.
2. Smidt J, Hafner W Jira R., Sieber R., Seldmeier L, Sabel A , Angew. Chem.,
Int. Ed. Engl., 1, 80—88 (1962).
3. English. J., Jr., Gregory J. D., Trowbridge J. R., H, J. Am. Chem. Soc., 73,
615 (1951).
4. Cope A. C., Nelson N. A., Smith D. S, J. Am. Chem. Soc., 76, 1100 (1954).
5. Lethbridge A., Norman R. О. C., Thomas С. B., J. Chem. Soc., Perkin
Trans 1 1973 35****
6. McKillop A. Hunt I. D., Kienzle F., Bigham E., Taylor E. C., J. Am. Chem.
Soc , 95, 3635 (1973).
7. McKillop A., Taylor E. C., in: Comprehensive Organometallic Chemistry
(Wilkinson G„ Stone F. G. A., Abel E. W., eds.), Vol. 7, p. 465, Pergamon,
Oxford, 1982*****.
8 Freeman F., Cameron P. J., DuBois R. H, J Org. Chem, 33, 3970 (1968).
* Этот реагент, получаемый [5] в растворе реакцией тетра-
ацетата свинца с трифтороуксуснои кислотой, состоит, вероятно, из частиц
Pb(OCOMe)„(OCOCF3)4_„, где п=0—4**.
** Подробнее о лигандном обмене в системе тетраацетат свинца — трифтор-
уксусная кислота см.: Сергучев Ю. А., Давыдова В. Г., Махонькое Д. И., Бе-
лецкая И. 77. — ЖОрХ, 1986, 22, с. 1121. По данным работы: Гуцуляк Р. Б.,
Сергучев Ю. А. Теор. и эксп. химия, 1985, 21, с. 567, при оастворенип тетра-
ацетата свинца в перфторокарбоновых кислотах происходит обмен лишь одно-
го или двух ацетокси-лигандов —Прим перев.
*** См. также: Цудви Д. Органические синтезы с участием комплексов пе-
реходных металлов Пер. с англ. — М.: Химия, 1979; Davison S. F., Mait-
lis Р. М., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J,
de Jonge C R H. I. eds.), Plenum Press, New York, 1986, pp. 469—502. — Прим,
перев.
**** См. также: Mihailovic М. Lj., Cekovic Z., Lorenc L., in: Organic Syntheses
by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J, de Jonge C. R. H. I, eds ),
Plenum Press, New York, 1986, pp. 741—816. — Прим, перев.
***** также- McKillop A., Taylor E. C., in: Organic Syntheses by Oxidation
with Metal Compounds (Mijs W. J, de Jonge C. R. H. I, eds.). Plenum Press,
New York, 1986, pp. 695—740. — Прим, перев.
10—39
146
3. Алкены
9. Freeman F., DuBois R. II., Yamachika N. J., Tetrahedron, 25, 3441 (1969).
10. Sharpless К. B., Teranishi A. Y., J. Org. Chem., 38, 185 (1973)*.
11. Hari H„ Lerner L. R., J. Org. Chem., 32, 2669 (1967).
3.4.2.1. Хлорид палладия(П)
Окислению алкенов в карбонильные соединения с помощью хло-
рида палладия поснящено значительное количество исследова-
ний в основном благодаря важному значению для промышлен-
ности реакции получения ацетальдегида из этилена (Вакер-про-
цесс) [1J. Механизм этой реакции сложен и здесь не обсужда-
ется. В ходе окисления хлорид палладия восстанавливается
в палладий, и такой процесс представлял бы ограниченный ин-
терес, если бы не то обстоятельство, что дорогой хлорид палла-
дия можно использовать в каталитических количествах в при-
сутствии второго окислителя, чаще всего хлорида меди (II),
который окисляет палладий в палладий(II), сам восстанавли-
ваясь при этом до меди(1). Реокисление меди(1) в медь (II)
можно осуществить атмосферным кислородом, так что суммар-
ный процесс весьма привлекателен в качестве промышленного
метода окисления.
Применению этого процесса в качестве общего лаборатор-
ного метода препятствует уменьшение реакционной способности
при переходе от низших терминальных алкенов к их высшим
гомологам при использовании чисто водного раствора хлорида
палладия. Эту проблему удалось разрешить, использовав в ка-
честве реакционной среды водный раствор Ь1,М-диметилформ-
амида (~12—17% воды по объему) [2| (табл. 3.23, приме-
ры 1 и 2). Однако при таком варианте окисления может про-
исходить гидролиз этого амида, что приводит к образованию
PdCl2(HNMe2)2 и последующему отравлению катализатора [4].
Намного более успешным оказалось использование в качестве
растворителя для таких реакций водного сульфолана [4J
(табл. 3.23, пример 3). Тем не менее многие исследователи про-
должают применять водные растворы N.N-диметилформамида
в синтезах лабораторного масштаба; так, эту реакцию успешно
использовали для получения таких довольно сложных и по-
лезных полупродуктов, как 1,4-дикарбонильные соединения
(табл. 3.23, пример 4). Полезные селективные реакции можно
осуществить, используя то, что внутренние алкены не очень
реакционноспособны в этих условиях (табл. 3.23, пример 5).
Если растворителем в реакции является спирт, то вместо аль-
* См. также: Cainelli G., Cardillo G., Chromium Oxidations in Organic
Chemistry, Springer-Verlag, Berlin, 1984; Freeman F., in: Organic Syntheses by
Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum
Press, New York, 1986, pp 41—118. — Прим, перев.
3. Алкены
147
дегидов или кетонов образуются ацетали или кетали (табл. 3.23,.
пример 6), хотя при наличии малых количеств воды в реакцион-
ной системе получаются карбонильные соединения [7].
Реакции с использованием каталитических количеств пал-
ладия чаще всего проводят с солями меди(II) и кислородом в
качестве соответственно второго и основного окислителя. Для
реокисления палладия используются также другие реагенты,
такие, как n-бензохинон [8J, пероксид водорода [8-10] и трет-
бутилгидропероксид [10].
Для окисления «.^-ненасыщенных карбонильных соединений
в 1,3-дикарбонильные соединения необходима модифицирован-
ная методика [10], так как в обычных условиях в N.N-диметил-
формамиде с использованием системы хлорид палладия—хлорид
меди (II)—кислород такая реакция протекает очень медленно.
Успешным оказалось использование сочетания трет-бутилгидро-
пероксида или пероксида водорода в качестве окислителя с тет-
рахлоропалладатом натрия в таких растворителях, как 50%-ная
уксусная кислота, нтор-пропиловый спирт или N-метилпирроли-
дон при температуре 50—80 °C (табл. 3.23, пример 7). Однако
эта система не пригодна для окисления простых алкенов, так
как в этих условиях происходит экстенсивная миграция двойной
связи.
Важное применение этот тип окисления нашел в синтезе
природных продуктов [11], например в синтезе (±)-кориолина
и ( + )-19-нортестостерона (табл. 3.23, примеры 8 и 9 соответ-
ственно).
В полезной модификации этого метода окисления алкен вна-
чале подвергают оксимеркурированию, после чего из получен-
ного таким образом оксимеркурированного производного или
переметаллировании под действием тетрахлоропалладата лития
образуется палладийсодержащий интермедиат; разложение это-
го интермедиата в метаноле приводит к образованию кетона
[14]*. Такая последовательность реакций используется для по-
лучения этиленкеталей [15] и нашла применение в синтезе
( + )-нооткатона [16].
9-Оксодскаиовая кислота [3]. Через раствор хлорида палладия (0,88 г)
и хлорида меди(П) (0,85 г) в смеси М,М-диметилформамида (12,5 мл) и воды
(1 мл) пропускают кислород со скоростью 3,3 л/мнн, поддерживая темпера-
туру реакционной смеси 60—70 °C.
PdCla, CuCl2. Os
Н2С=СН(СНг)7СО2Ндмф-НаО-б0_7-^>МеСО((.Н2)гСО2И
* Можно провести эту реакцию с использованием каталитических коли-
честв палладиевой соли, если добавить в реакционную систему хлорид ме-
ди (П) для реокисления образующегося в ходе реакции металлического пал-
ладия.
10*
148
3. Алкены
Одновременно в систему прибавляют по каплям 9-децеиовую кислоту
(6,8 г) в течение 2 ч. После завершения прибавления температуру смеси под-
держивают при 60—70 °C еще в течение 0,5 ч, а затем выливают реакционную
смесь в холодную разбавленную соляную кислоту (100 мл) и экстрагируют
диэтиловым эфиром. Объединенные органические экстракты сушат над суль-
фатом натрия, фильтруют и упаривают досуха. Полученный твердый остаток
перекристаллизовывают из легкого петролейного эфира и получают 9-оксоде-
кановую кислоту (5,2 г, 70%) с т. пл. 48 °C.
1. Основные ссылки см разд. 3.4.2, ссылка [1]
2. Clement W. Н., Selwitz С. М., J. Org. Chem., 29, 241 (1964)
3. Subramanian С. S., Thomas P. J., Mamdapur V. R., Chada M. S., Synthesis,
1978, 468.
4. Fahey D. R., Zuech E. A., J. Org. Chem., 39, 3276 (1974).
5. Tsuji J., Shimizu J., Yamamoto K., Tetrahedron Lett.,.1976, 2975.
6. Tsuji Raito M., Takahashi T., Bull. Chem. Soc. Jpn., 51, 547 (1978).
7. Lloyd W. G„ Luberoff В. J, J. Org. Chem, 34, 3949 (1969)
8. Моисеев И. И., Варгафтик М. Н., Сыркин Я. К.—ДАН СССР, 1960, 130,
с. 820.
9. Roussel М., Mimoun Н., J. Org. Chem, 45, 5387 (1980).
10. Tsuji J., Nagashima H., Hori R., Chem. Lett, 1980, 257.
11. Trost В. M., Verhoeven T. R., in: Comprehensive Organometallic Chemistry
(Wilkinson G, Stone F. G. A, Abel E. W, eds.), Vol. 8, p. 799, Pergamon,
Oxford, 1982, см особенно табл. 7, pp. 886—888.
12. Shibaski M., Iseki R., Ikegami S., Tetrahedron Lett, 1980, 3587.
13. Shimizu /, Naito Y., Tsuji J, Tetrahedron Lett, 1980, 487.
14. Rodeheaver G. T„ Hunt D. F., J. Chem. Soc, Chem. Common, 1971, 818.
15. Hunt D. F., Rodeheaver G. T, Tetrahedron Lett, 1972, 3595.
16. Yanami T., Miyashita M., Yoshikoshi A., J. Org. Chem, 45, 607 (1980).
3.4.2.2. Сульфат ртути(П) и ацетат ртути(П)
Использование солей ртути(II) для проведения окислительной
перегруппировки по схеме 3.24 (разд. 3.4.2) довольно ограни-
чено [1], однако несколько синтетически полезных случаев опи-
сано. Циклогексен при обработке сульфатом ртути(II) и серной
кислотой дает циклопентанкарбоксальдегид [2, 3] с выходом
46—53% [схема 3 25 (a) J, а в реакции циклооктатетраена
с ацетатом ртути (II) в метаноле образуется диметилацеталь
2,4,6-циклогептатриен-1-карбоксал ьдегида [4] с выходом 88%
{схема 3.25 (б)].
Окисление 2-бутена сульфатом ртути (II) в воде приводит
в основном к образованию 2-бутанона [1, 5].
3. Алкены
49
I. Arzoumanian H„ Metzger J., Synthesis, 1971, 527.
2. English J. E., Jr., Gregory J. D., Trowbridge J. R., II, J. Am. Chem. Soc., 73,
615 (1951).
3. Org. Synth. Coll. Vol., 5, 320 (1973).
4. Cope A. C., Nelson N. A., Smith D. S., J. Am. Chem. Soc., 76, 1100 (1954).
5. Charavel B., Metzger J., Bull. Soc. Chim. Fr., 1968, 4102.
3.4.2.3. Ацетат/трифтороацетат свинца(1У)
Алкены, сопряженные с арильной группой, могут претерпевать
окислительную перегруппировку в карбонильные соединения при
обработке раствором тетраацетата свинца в трифтороуксусной
кислоте при комнатной температуре [1]. Этот раствор содержит,
вероятно, тетракарбоксилаты свинца с четырьмя трифтороаце-
татными группами на молекулу*. Хорошие выходы арилацеталь-
дегидов получены из стирола и некоторых его производных, со-
держащих в ароматическом ядре либо электроноакцепторные
(л-С1, n-NO2), либо слабоэлектронодонорные (л-Ме) группы
(табл. 3.24, примеры 1—4). а-Метилстирол и а-метил-л-нитро-
стирол дают соответственно умеренный и хороший выходы со-
ответствующих кетонов (табл. 3.24, примеры 5 и 6). Отметим,
что p-метилстирол дает приемлемый выход 2-фенилпропаналя
(табл. 3.24, пример 7). однако этот альдегид не образуется, если
растворителем является уксусная кислота.
• Этот способ окисления стирола и некоторых его замещенных
в ядре производных дополняет метод с использованием тетра-
ацетата свинца в уксусной кислоте, который с успехом приме-
ним только в том случае, если заместитель —сильноэлектроно-
донорная группа л-ОМе [2]. В таких случаях прекрасным
реагентом является также нитрат таллия(III) в метаноле (см.
разд. 3.4.2.4).
Фенилацетальдегид {!]. Раствор стирола (0,01 моля) в дихлорометане
(20 мл) прибавляют по каплям в течение 0,5 ч при комнатной температуре
в энергичном перемешивании к раствору тетраацетата свинца (0,01 моля)
в трифтороуксусной кислоте (10 мл). Смесь перемешивают еще 0,5 ч, затем
РЬ (ОДс)4, ch2ci2, cfsco2h
PhCH=CH2----------------------► PhCH2CHO
выливают в воду и экстрагируют диэтиловым эфиром. Объединенные экстрак-
ты промывают водным раствором гидрокарбоната натрия, водой, а затем су-
шат над сульфатом магния. Упаривание отфильтрованного раствора дает свет-
ло-желтое масло, идентифицированное ио спектру ПМР как фенилацетальде-
гид (выход, по данным ГЖХ, 96%).
1. Lethbridge A., Norman R. О. С., Thomas С. В., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1,
1973, 35.
2. Criegee R., Dimroth P., Noll K., Simon R., Wies C., Chem. Ber., 90, 1070
(1957).
* См. примечание переводчика к разд. 3.4.2.
150
3. Алкены
3.4.2.4. Нитрат таллия(Ш)
Реакциям солей таллия(III) с алкенами посвящено большое
число исследований [1,2]. Ранние работы были проведены в ос-
новном с ацетатом таллия (III), однако позднейшие исследова-
ния показали [2, 3], что более полезным окислителем для алке-
нов является нитрат таллия(III). В частности, этот реагент
чрезвычайно эффективен в метанольном растворе для проведе-
ния быстрой окислительной перегруппировки некоторых алкенов
в ацетали карбонильных соединений, из которых соответствую-
щий альдегид или кетон можно получить кислотным гидролизом^
как показано на схеме 3.26. Продукт восстановления, нитрат
таллия (I), нерастворим в большинстве обычных растворителей,
и, следовательно, глубину реакции такого типа можно контро-
лировать визуально.
R1 R4 R1 R4
W МеоД-ЛшОэЬ
у у меОН у у меин
И® R3 r2 R3
МеО R*
МеО—С—С—R4 -И*0* - R2C0CR*R3R<
/ \ .
R2 Схема 3.26.
Примеры процессов окисления, проведенных под действием
этого реагента, приведены в табл. 3.25. В реакциях простых
шести- и семичленных циклических алкенов окислительная пере-
группировка является преобладающим процессом* (табл. 3.25,
примеры 1—3), однако в случае простых алифатических алкенов
и циклических алкенов, в которых конформационно предпочти-
тельный путь реакции не доступен**, выход перегруппирован-
ных продуктов низок (табл. 3.25, примеры 4 и 5), а основными
продуктами могут быть 1,2-диметоксипроизводные. Такие соеди-
нения возникают в результате сольволитического замещения
(SN1 или Sn2) метоксигруппой таллиевого фрагмента в проме-
жуточном окситаллированном аддукте (см. схему 3.26).
* Сульфат ртути(П) в серной кислоте катализирует аналогичную окисли-
тельную перегруппировку циклогексена с образованием циклопентанкарбок
сальдегида (см. разд. 3.4.2.2).
** В претерпевающих окислительную перегруппировку циклических алке-
нах мигрирующая группа (связь С-2—С-3) почти всегда располагается в бла-
гоприятном аитиперипланарном положении к уходящей от атома С 1 таллий-
содержащей группе.
3. Алкены
151
Окисление некоторых стиролов нитратом таллия (III) в ме-
таноле дает значительные количества 1,2-диметоксиэтанов, одна-
ко при проведении таких реакций в очень разбавленной кислоте
с хорошими выходами получены арил ацетальдегиды (табл. 3.25,
пример 6)*. Эта реакция очень легко протекает с 1,1-дизаме-
гценными алкенами (табл. 3.25, примеры 7—9), однако триза-
мещенные алкены реагируют намного медленнее.
Предложены две важные экспериментальные модификации
проведения окислительных перегруппировок с использованием
нитрата таллия (III), позволяющие избежать некоторых ограни-
чений, возникающих, когда этот реагент используют в метаноле
или разбавленной азотной кислоте. Первый вариант заключа-
ется в применении в качестве растворителя для реакции триме-
тилортоформиата или смеси метанол—триметилортоформиат
[5]. В этих условиях нитрат таллия(III) с хорошими выходами
окисляет коричные альдегиды ArCH=CRCHO в тетраметил
ацетали арилмалонодиальдегидов ArCR[CH(OMe)a]2; сам ко-
ричный альдегид в смешанном растворителе превращается в со-
ответствующий тетраметилацеталь приблизительно за 1 ч при
комнатной температуре [2, 5] (табл. 3.25, пример 10). Этот ре
зультат выгодно отличается от реакций коричного альдегида
с нитратом таллия(III) в разбавленной азотной кислоте [2, 3]
или метаноле [2], которые протекают очень медленно и дают
смесь семи продуктов. Сложные эфиры коричных кислот
АгСН=СНСО2Ме, медленно реагирующие с этим окислителем
в метаноле, также гладко перегруппировываются в чистом три-
метилортоформиате или его смеси с метанолом при обработке
нитратом таллия (III), давая с хорошими выходами метил-а-(ди-
метоксиметил) арилацетаты (табл. 3.25, пример 11).
Вторая модификация состоит в использовании нитрата тал-
лия (III), нанесенного на кислую глину монтмориллонит [6]**.
Окисление проводят перемешиванием суспензии нанесенного ре-
агента с раствором субстрата в инертном растворителе, напри-
мер гептане, дихлорометане, тетрахлорометане, толуоле или
1,4-диоксане, до отрицательной иодокрахмальной пробы на тал
лий (III). Израсходованный реагент отделяют простым фильтро-
ванием, после чего обычной обработкой фильтрата можно выде-
лить продукты. Особенно эффективен такой реагент для окис-
лительной перегруппировки «.^-ненасыщенных карбонильных
* Окислительная перегруппировка стирола под действием ацетата тал-
лия(Ш) в метаноле дает диметилацеталь фенилацетальдегида с выходом
30% [4].
** Так как этот реагент получают [6] осаждением нитрата таллия(П1)
на глину нз раствора в смеси метанол—триметилортоформиат, в результате
окислительной перегруппировки образуется метилацеталь, а ие свободное кар-
бонильное соединение.
152
3. Алкены
соединений; так же гладко и с хорошими выходами происходит
превращение коричных альдегидов в тетраметилацетали арил-
малонодиальдегидов и метилциннаматов в метил-а-(диметокси-
метил) арилацетаты (табл. 3.25, пример 12).
Окисление халконов (Аг'СН=СНСОАг2) с использованием
3 экв. нитрата таллия(Ш) в водном 1,2-диметоксиэтане, содер-
жащем хлорную кислоту, приводит к образованию бензилов
А^СОСОАг2 [7] в результате ряда последовательных реакций,
в котором первой стадией является, вероятно, окислительная
перегруппировка рассмотренного выше типа.
Диметилацеталь тстрагидрофурфурола [3]. Нитрат таллия (III)* (4,4 г,
10 ммолей), прибавляют к раствору перегнанного 3,4-дигидро-2Н пирана
(1,88 г, 22,4 ммоля) в безводном метаноле (35 мл) и полученную смесь пере-
мешивают в течение 12 ч при 60 °C, после чего прибавляют хлорид натрия
ОТННОз),. неон / \
Е0-С.12Ч
(0,6 г). Смесь перемешивают еще в течение 1 ч, а затем выпавшие в осадок
неорганические соли отфильтровывают. Фильтрат упаривают до объема, со-
ставляющего около трети исходного объема, добавляют дихлорометан (50 мл)
н полученный органический раствор промывают насыщенным раствором хло-
рида натрия, потом водой и, наконец, сушат над сульфатом магния. Упарива-
нием отфильтрованного раствора получают масло, перегонка которого при
пониженном давлении дает диметилацеталь тетрагидрофурфурола [0,96 г,
65% в расчете на нитрат таллня(Ш)] с т. кип. 44—46°С/6 мм рт. ст.
1. Ouellette R. J., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.).
Part B, p. 135, Academic Press, New York, 1973.
2. McKillop A., Taylor E. C., in: Comprehensive Organometallic Chemistry (Wil-
kinson G., Stone F. G A , Abel E. W., eds.), Vol. 7, p. 465, Pergamon, Oxford,
1982
3. McKillop A., Hunt J. D., Kienzle F., Bigham E., Taylor E. C., J. Am. Chem.
Sue., 95, 3635 (1973).
4. Kabbe H.-J., Justus Liebigs Ann. Chem., 656, 204 (1962).
5. Taylor E. S„ Robey R. L., Liu K-T., Favre B., Bozimo H. T.,' Conley R. A.,
Chiang С.-S., McKillop A., Ford M. E., J. Am. Chem. Soc., 98, 3037 (1976).
6 Taylor E. C., Chiang С.-S., McKillop A., White J. F., J. Am. Chem. Soc., 98,
6750 (1976).
7. McKillop A., Swann В. P., Ford M. E., Taylor E. C, J. Am. Chem. Soc. 95,
3641 (1973).
3.4.2.5. Хромилхлорид
Для реакции хромилхлорида СгО2С12 с алкенами в общем слу-
чае характерно большое разнообразие продуктов реакции, ко-
торые можно получить [1]. Однако реакции хромилхлорида
* Нитрат таллия (III) доступен в виде продажного препарата, одиако его
можно легко получить в виде тригцдрата реакцией оксида таллия(III) с кон-
центрированной азотной кислотой при ~50°С [3].
3. Алкены
153
с 2,2-дизаметценными 1-алкенами в дихлорометане с последую-
щим восстановительным гидролизом в присутствии цинковой
пыли обеспечивают [2—4] простой и удобный путь к некоторым
альдегидам (схема 3.27); примеры таких реакций приведены
в табл. 3.26 (примеры 1—4). Исследованы кинетика и механизм
реакций хромилхлорида с различными типами алкенов [5—9].
R1 R1
Х'с--сн;,Е СгС)2< » ~\н-СНО
/ 2. Zn, Н2О /
R2 R2
Схема 3.27.
Реакция 1,2-дизамещенных и тризамещенных алкенов с хро-
милхлоридом в ацетоне дает а-хлорокетоны [10]; при сочетании
этой реакции с восстановлением в системе цинковая пыль—ук-
сусная кислота, предшествующим окончательной обработке ре-
акционной смеси, такой метод окисления становится одностадий-
ным способом синтеза кетона из алкена (табл. 3.26, пример 5).
2,4,4-Триметилпентаналь [4]. В трехгорлую колбу емкостью 5 л, снабжен-
ную мешалкой, термометром и капельной воронкой с хлоркальциевой труб-
кой, помещают раствор свежеперегнанного 2,4,4-триметил-1-пентена (112,2 г,
1 моль) в дихлорометане (1 л). Колбу охлаждают до 0—5°C в бане со
смесью льда и соли и при перемешивании по каплям прибавляют раствор
1. CiOgCla, СН2С12
МезССН2С (Me) =СН2--------------->- Ме3ССН2СН(Ме) СНО
2. Zn, HgO
свежеперегнанного хромилхлорида (158 г, 1,02 моля) в дихлорометане
(200 мл) так, чтобы температура реакционной смеси не превышала 5 °C.
После окончания прибавления смесь перемешивают еще 15 мии, а затем, не
прекращая перемешивания, прибавляют цивковую пыль (184 г) и через 5 мин
смесь воды (1 л) и льда (400 г). Перемешивание продолжают еще 15 мин,
после чего охлаждающую баию заменяют асбестовой сеткой и соединяют кол-
бу с прибором для перегонки с паром. Из реакционной смеси отгоняют дихло-
рометан, а остаток подвергают перегонке с паром до тех пор, пока дистиллят
не перестанет давать положительную пробу с 2,4-динитрофенилгидразином.
После этого весь дистиллят разделяют на органическую и водную фазы и по
следнюю экстрагируют дихлорометаном (3X50 мл). Объединенные органиче-
ские экстракты перегоняют сначала на эффективной ректификационной колон-
ке для удаления дихлорометана, а затем в простом приборе для перегонки, по-
лучая 2,4,4-триметилпентапаль (90—100 г, 70—78%) с т. кип. 45—
52 °C/15 мм рт. ст.
1. Wiberg К. В., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed ),
Part A, p. 69, Academic Press, New York, 1965, см. особенно pp. 135—136.
2. Freeman F., Cameron P. J., DuBois R. H., 3. Org. Chem., 33, 3970 (1968).
3. Freeman F., DuBois R. H., Yamachika N. J., Tetrahedron, 25, 3441 (1969).
4. Org Synth, 51, 4 (1971).
5. Freeman F., Yamachika N. J., Tetrahedron Lett., 1969, 3615.
6. Freeman F., Yamachika kJ. J., J. Am. Chem. Soc., 92, 3730 (1970).
7. Freeman F., McCart P. D., Yamachika N. J., 3. Am. Chem. Soc., 92, 4621
(1970).
154
3. Алкены
8. Freeman F., Yamachika N. J., J. Am. Chem. Soc., 94, 1214 (1S72).
9. Freeman F., Ar ledge K. U7., J. Org. Chem., 37, 2656 (1972).
10. Sharpless К В, Teranishi A.Y,J Org. Chem., 38. 185 (1973).
3.4.2.6. Трифторопероксиуксусная кислота — диэтнлэфират
трифторида бора
Реакции некоторых замещенных алкенов с этим сочетанием ре-
агентов приводят к образованию кетонов [1] в результате про-
цесса, включающего, по-видимому, две дискретные стадии, хотя
механизм его не вполне ясен. Представляется вероятным, что
окисление алкена пероксикислотой дает оксиран (схема 3 28),
который в присутствии диэтилэфирата трифторида бора пере-
группировывается в карбонильное соединение [2] Впрочем, воз-
можны и другие механизмы этого процесса [1].
R* R4 R* о R*
\ / ВСРэН ''г—С BF,«Et,0 r’^r’c— COR4
/С~\ / \ э
нг R3 r2 R3
Схема 3.3 в.
Кетоны были получены в результате миграции таких заме-
стителей, как водород, метил, ацетил, хлор или бром, а также
сужения цикла (табл. 3.27).
3,3-Днметил-2-бутанон [1]. К охлажденной до 0°С суспензии 90%-ного
пероксида водорода (1,78 мл, 0,066 моля) в дихлорометаие (20 мл) прибав-
ляют при перемешивании трифтороуксуспый ангидрид (15,3 г, 0,073 моля).
Полученный таким образом раствор перокситппфтороуксусной кислоты [3]
прибавляют при перемешивании к раствору 2,3 диметил 2-бутена (7,09 мл,
CF3CO3H, ВРз-Е^гО
Ме2С СМе,---------------->- Ме3ССОМе
0,060 моля) в дихлорометане (100 мл) при 0—8 °C в течение 20 мин, одно-
временно к реакционной смеси прибавляют по каплям диэтилэфират трифто-
рнда бора После окончания прибавления смесь перемешивают еще 15 мин
при 0 °C, а затем, не прекращая перемешивания, добавляют воду (35 мл).
Органический слой отделяют, промывают водой (2x35 мл), насыщенным
водным раствором гидрокарбоиата натрия (3x35 мл), и еще раз водой
(2X35 мл). Органический раствор сушат над сульфатом магния, частично
упаривают и прибавлением дихлорометана доводят полный объем точно до
100 мл. Раствор анализируют методом ГЖХ*, который показывает наличие
только одного продукта, идентифицированного как 3,3-диметил-2-бутанон
(выход 72%) сравнением времени удерживания и спектров ПК и ПМР про-
дукта, выделенного из дихлорометанового раствора, с соответствующими ха-
рактеристиками аутентичного образца
* Колонка с фазой SE-30 при 80 °C. Выход рассчитан путем сравнения
площади пика с площадью пика, полученного при анализе того же объема
стандартного раствора в идентичных условиях.
3. Алкены
155
1. Hart Н., Lerner L. R., J Org. Chem., 32, 2669 (1967).
2. Parker R. E„ Isaacs N. S., Chem. Rev., 59, 737 (1959), см. особенно pp. 772—
778.
3. Emmons W. D., J. Am. Chem. Soc., 76, 3468 (1954)
3.4.3. Окисление с образованием 1,2-дикарбонильных
соединений и 2-гидроксикетонов
Существует, по-видимому, немного надежных методов прямого
превращения алкенов в 1,2-дикарбонильные соединения [схе-
ма 3.29 (fl)J. Сообщалось, что диоксид селена окисляет некото-
рые алкены, не имеющие аллильных атомов водорода, в 1,2-ди-
карбонильные соединения с хорошим выходом [1 3]; в опреде-
ленных условиях перманганат калия также превращает некото-
рые алкены в 1,2-дикетоны с приемлемыми выходами [4—6].
R1CH=CHR2------> R*COCOR2 (а)
R’CH=CHR’------>R1COCH(OH)R2 (б)
Схема 3.29.
Для получения 2-гидроксикетонов из алкенов [схема 3.29 (б) ],
согласно данным работ [7, 8], наиболее надежным реагентом
является перманганат калия в условиях тщательного контроля
pH (7, 8)*.
1. Waitkins G. R, Clark С. W., Chem. Rev., 36, 235 (1945).
2. Rabjohn N., Org. React, 5, 331 (1949).
3. ‘ Trachtenberg E. N., in: Oxidation (Augustine R. L., ed ). Vol. 1, p. 119,
Dekker, New York, 1969.
4. Sharpless К. B., Lauer R. F., Rcpic O., Teranishi A., Williams D. R., J. Am.
Chem. Soc., 93, 3303 (1971).
5. Jensen H. P., Sharpless К. B., J. Org. Chem., 39, 2314 (1974).
6. Lee D. G., Chang V. S., J. Org. Chem., 43, 1532 (1978).
7. Coleman J. E., Riccinti C., Swern D., J. Am. Chem. Soc., 78. 5342 (1956)
8. Srinivasan N. S., Lee D. G., Synthesis, 1979, 520.
З.4.З.1. Диоксид селена
Обычно окисление алкенов диоксидом селена затрагивает ал-
лильный атом углерода и приводит к образованию либо алли-
ловых спиртов (см. разд. 2.3.1.2), либо аф-ненасыщенных кар-
бонильных соединений (см. разд. 2.4.7). Известны примеры
окисления алкенов с превращением алкенового атома углерода
в карбонильный, но реакции такого типа чрезвычайно редки**
для олефинов, имеющих аллильный атом углерода. Так, этилен
и стильбен превращены соответственно в глиоксаль [3] и бен-
* Об окислении алкенов перманганатом калия см. также в обзоре: Fatia-
di A. J., Synthesis, 1987, 85. — Прим, перев.
** В обзоре [1], опубликованном в 1976 г. и дополняющем более ранний
обзор [2] 1949 г., не содержится никаких новых примеров таких реакций.
156
3. Алкены
зил [4] с выходами около 80%. Пропен, по данным работы [4},
дает метилглиоксаль, по выход составляет лишь 19%.
1. Rabjohn N., Org. React., 24, 261 (1976).
2. Rabjohn Л'., Org. React., 5, 331 (1949).
3. Riley H. L., Friend N. A. C., J. Chem. Soc., 1932, 2342.
4. Astin S., Moulds L. de V., Riley H. L., J. Chem. Soc., 1935, 901.
3.4.3.2. Перманганат калия
Тип продукта, образующегося при окислении нетерминального
алкена перманганатом калия, заметно зависит от условий реак-
ции [1—3]. В щелочных растворах образуются преимущественно
1,2-диолы (см. разд. 3.2.2), тогда как в средах, близких к ней-
тральным или лишь слабоосновных (pH 9—9,5), могут полу-
чаться 2 гидроксикетоны (см. ниже). Образование 1,2-ди кетонов
непосредственно из 1,2-дизамещепных алкенов или алкенов с
большими циклами легко происходит [4, 5] при окислении пер-
манганатом калия в уксусном ангидриде* (табл. 3.28, приме-
ры 1—5). Эта реакция синтетически полезна, несмотря на то,
что в ходе ее образуются также значительные количества 2-апет-
оксикетонов и дикарбоновых кислот. Отметим, что этим спосо-
бом не удается получить препаративные выходы 1,2 дикегонов
из алкенов с малым размером цикла, таких, как циклогексен и
норборнен [4]; (£)-алкены при окислении в таких условиях
дают, по видимому, более высокие выходы, чем (Z)-алкены
(см. примеры 2 и 3 в табл. 3.28).
Окисление нетерминальных алкенов перманганатом в усло-
виях межфазного переноса [6] может дать 1,2-диолы, 1,2-дике-
тоны и 2-гидроксикетоны наряду с карбоновыми кислотами, од-
нако распределение продуктов можно контролировать, подбирая
подходящие условия. Так, 1,2-дикетоны были получены [7] из
соответствующих алкенов при использовании системы дихлоро-
метан—вода, содержащей уксусную кислоту и подходящий ре-
агент межфазного переноса (табл. 3.28, примеры 6 и 7).
Окисление простых нетерминальных ациклических алкенов
перманганатом калия в водном ацетоне, содержащем небольшие
количества (2—5%) уксусной кислоты, рекомендуется [8] как
надежный метод получения соответствующих 2-гидроксикетонов
с хорошим выходом; при этом образуются лишь незначительные
количества (1—9%) 1,2-дикетонов (табл. 3.28, пример 8).
Смесь 9(10)- и 10 (9)-кетогидроксистеариновых кислот можно
получить [9] с выходом 65—75% окислением калиевой соли
* Из соображений безопасности и удобства настоятельно рекомендуется
вместо первоначально описанного метода [4] использовать его улучшенный
широкомасштабный вариант [5].
3. Алкены
157
олеиновой кислоты разбавленным водным раствором перманга-
ната калия при pH 9—9,5 (табл. 3.28, пример 9). Выход гидрок-
сикетонов резко снижается при увеличении pH реакционной сме-
си, в этих условиях основным продуктом реакции становится
9,10-дигидроксистеариновая кислота.
6-Гидрокси-5-декапои {8]. В колбу Эрленмейера емкостью.! л, снабжен-
ную магнитной мешалкой, помещают раствор (£)-5-децена (5,0 г 0,036 моля)
в смеси ацетона (225 мл), воды (50 мл) и уксусной кислоты (4,75 мл).
К этому раствору при перемешивании быстро прибавляют из капельной во-
ронки раствор тонкоизмельчеппого перманганата калня* (7,9 г, 0,05 моля)
в воде (30 мл) и ацетоне (135 мл) и перемешивание продолжают еше в тече-
Ме(СН2)3 Н
Хчс=с'/ кмпО4. MegCO Ме(СНд)зС—СН(СНа)эМе
/ \ Н2О, АсОН Ц
Н (СН2)3Ме О ОН
ние 15 мин после того, как прибавление закончится. Диоксид марганца,
образующийся в реакции, растворяют, прибавляя минимальное количество
5%-ного раствора нитрита натрия в разбавленной (в объемном соотношении
1 :8) серной кислоте (требуется приблизительно 80 мл такого раствора).
Полученную смесь насыщают хлоридом натрия, экстрагируют диэтиловым эфи-
ром (1X150 и 3X75 мл) и объединенные органические экстракты упаривают
на роторном испарителе. Оставшийся после экстракции водный слой насы-
щают хлоридом натрия, экстрагируют диэтиловым эфиром (3X50 мл) и объ-
единенные водные экстракты экстрагируют 5%-ным водным раствором гидр-
оксида натрия (4X50 мл). Органический слой промывают насыщенным вод-
ным раствором хлорида натрия, сушат над сульфатом натрия, а затем упари-
вают, получая остаток, который подвергают фракционной перегонке при по-
ниженном давлении. Первые фракции (0,736 г), кипящие ниже
65 °С/6 мм рт. ст., представляют собой смесь 5,6-декандиона и 6-гидрокси-5-де-
канона {по данным ГЖХ (терефталевая кислота — Carbowax 20 М, 20% на
носителе хромосорб W DMCS, 60—80 меш)]. Последняя фракция
(3,99 г, 65%) с т. кип. 66—67°С/6 мм рт. ст. соответствует 6-гидрокси-5-дека-
нону с чистотой >99%.
1. Stewart R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.), Part A,,
p. 1, Academic Press, New York, 1965.
2. Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
3. Snyder С. H., J. Chem. Educ., 43, 141 (1966).
4. Sharpless К. B., Lauer R. F., Re pic O., Teranishi A. Y„ Williams D. R., J. Am.
Chem. Soc., 93, 3303 (1971).
5. Jensen H. P„ Sharpless К. B., J. Org. Chem., 39, 2314 (1974).
6 Lee D. G„ in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.),
Part D, p. 147, Academic Press, New York, 1982.
7. Lee D. G„ Chang V. S., J. Org. Chem., 43, 1532 (1978).
8 Srinivasan N. S„ Lee D. G., Synthesis, 1979, 520.
9 Coleman J. E„ Ricciuti C., Swern D., J. Am. Chem. Soc., 78, 5342 (1956).
* Авторы оригинальной работы использовали тонкоизмельченный перман-
ганат калия фирмы Carus Chemical Со., La Salle, Illinois.
168
3. Алкены
3.4.4. Другие методы окисления
Другие методы, которыми можно окислить алкены в карбониль-
ные соединения, не являются общими, однако в определенных
случаях могут оказаться полезными. Примеры двух таких ме-
тодов, описываемых схемой 3.24 (разд. 3.4.2),— это окисление
высокозамещенных этиленов, содержащих по меньшей мере один
ароматический заместитель, при обработке сначала галогеном,
а затем нитратом серебра fl] и катализируемое ртутью(II)
окисление терминальных алкенов в метилкетоны реагентом
Джонса [2]. Последний метод представляет собой полезную
альтернативу Вакер-процессу (см. разд. 3.4.2.1).
1. Kabis F. ]., Brase D„ Oshima A., J. Org. Chem., 36; 4117 (1971).
2. Rogers H. R„ McDermott J. X., Whitesides G. M., J. Org. Chem 40, 3577
(1975).
3.5. Получение карбоновых кислот
Алкены, в которых по меньшей мере один алкеновый атом угле-
рода связан с водородом, можно превратить в карбоновые кис-
лоты окислением подходящим реагентом (схема 3.30).
R1CH—CR2R3----> R’CO.H + R2R3CO
R1CH=CHRS-----* R!CO2H + R2CO2H
Схема 3.30.
Озонолиз [1. 2] с окислительной обработкой реакционной
смеси, окисление хромсодержащими реагентами [3 5] и систе-
мами на основе перманганата [4—7] давно применяются для
проведения окислительного расщепления этого типа, однако
в последние годы роль альтернативного реагента начинает
играть тетраоксид рутения [4, 8, 9].
1. Bailey Р. S., Ozonation in Organic Chemistry, Vol 1, Olefinic Compounds,
Academic Press, New York, 1978.
2. Belew J. S., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 259, Dekker, New
York, 1969.
3. Wiberg К. B., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.).
Part A, p. 69, Academic Press, New York, 1965.
4. Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed ), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969.
5. Lee D. G., The Oxidation of Organic Compounds by Permanganate Ion and
Hexavalent Chromium, Open Court, La Salle, Illinois, 1980*.
6. Stewart R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B. ed.). Part A.
p. 1, Academic Press, New York, 1965.
* См. также: Cainelli G., Cardillo G., Chromium Oxidations in Organic
Chemistry, Springer-Verlag, Berlin, 1984; Freeman F., in: Organic Syntheses by
Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum
Press, New York, 1986, pp. 41 — 118. — Прим, перев.
3. Алкены
159
7. Lee D G., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed.),
Part D, p. 147, Academic Press, New York, 1982*.
8. Lee D. G., van den Engh M., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanov-
sky W. S„ ed.). Part B, p. 177, Academic Press, New York, 1973.
9. Courtney J. L., Swansborough K. F., Rev. Pure Appl. Chem., 22, 47
(1972)**.
3.5.1. Озон
Реакции алкенов с озоном и механизм образования озонидов
рассмотрены в разд. 3.4.1.1. Окислительным разложением озо-
нидов и других продуктов озонолиза можно получить [1—3J
карбоновые кислоты, если по меньшей мере один из алке-
новых атомов исходного алкена связан с атомом водорода
(схема 3.31). Типичными реагентами для такой окислительной
обработки являются пероксид водорода, пероксикислоты, оксид
серебра, хромовая кислота и перманганат-ион. Примеры их ис-
пользования приведены в табл. 3.29 (примеры 1—5).
о
R*CH=CHR2 R’CH CHR2 -®1— R*C02H + R2C02H
\ /
0—0
Схема 3.31.
Моноциклоалкены в виде эмульсии в водном щелочном пер-
оксиде водорода можно окислить озоном в одну стадию с обра-
зованием а,ы-алкандикарбоновых кислот с хорошими выходами
(табл. 3.29, пример 6); аналогично расщепляются и более слож-
ные алкены (табл. 3.29, пример 7). Озонолиз ос,р ненасыщенных
карбонильных соединений часто протекает аномальным обра-
зом [1]; при этом в большинстве случаев получают продукт,
содержащий на один атом углерода меньше, чем ожидалось
(табл. 3.29, пример 8). В то же время сс,р-ненасыщенные цикли-
ческие кетоны с экзоциклической двойной связью расщепляются
с образованием дикарбоновых кислот без соответствующей по-
тери кольцевого атома углерода (табл. 3.29, пример 9).
Расщепление полициклических ароматических соединений
можно провести селективно между углеродными атомами, обла-
дающими повышенной реакционной способностью, и после окис-
лительной обработки получить соответствующие карбоновые
кислоты (табл. 3.29, пример 10).
Адипиновая кислота [5]. Через охлажденный до —70 °C раствор цикло-
гексена (4,1 г, 00,5 моля) в безводном метаноле (50 мл) пропускают ток
* См. также: Fatiadi A. Synthesis, 1987, 85. — Прим, перев.
** См. также: Courtney J. L., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum Press, New York,
1986, pp. 445—467. — Прим, перев.
463
3. Алкены
кислорода, содержащего приблизительно 6% озона по весу, со скоростью
примерно 20 л/ч. Выходящий из реакционной системы газ пропускают через
водный раствор иодида калия и после того, как поглощение озона завершит-
ся (на что укажет выделение иода в этом растворе), пропускание смеси кис-
лород— озои прекращают и удаляют из полученной холодной смеси метанол
1. о», неон, -70*С
2. н,о,, нсо,н
ССОгН
СОгН
отгонкой на роторном испарителе при пониженном давлении (~ 0,5 мм рт. ст.).
Остаток (9,1 г) растворяют в 90%-ной муравьиной кислоте (35 мл) и при-
бавляют 30%-иый пероксид водорода (17 мл). Смесь осторожно нагревают
(Внимание: бурная реакция!) и после того, как закончится самопроизвольная
реакция (30—45 мин), смесь кипятят в течение 30 мин*. Затем смесь охлаж-
дают и выпавшую адипиновую кислоту отфильтровывают. Фильтрат упари-
вают досуха, остаток промывают диэтиловым эфиром н получают дополнитель-
ное количество адипиновой кислоты (общий выход 6,2 г, 85%), т. пл. 147—
150 °C.
1. Основные ссылки см. разд. 3.5, ссылки [1, 2].
2. Long L„ Jr., Chem. Rev., 27, 437 (1940).
3. Bailey P. S., Chem. Rev., 58, 925 (1958).
4. Asinger F., Chem. Ber., 75, 656 (1942).
5. Bailey P. S., J. Org. Chem., 22, 1548 (1957).
6. Wilms H., Justus Liebigs Ann. Chem., 567, 96 (1950).
7. Bladon P., Henbest H. B., Jones E. R. H., Lovell B. J, Wood G. W.,
Woods G. F., Elks J., Evans R. Л1., Hathway D E., Оughton J. F., Tho-
mas G. FL, J. Chem. Soc., 1953, 2921.
8. Fretnery M. L, Fields E. K., J. Org. Chem , 28, 2537 (1963).
9. Turner R. B., J. Am. Chem. Soc., 72, 579 (1950).
10. Meyer W. L., Cameron D. D., Johnson W. S., J Org Chem., 27, 1130 (1962).
11. Bailey P. S., J. Am. Chem. Soc., 78, 3811 (1956).
3.5.2. Хром(¥1)содержащие реагенты
Окисление алкенов Cr(VI)-содержащими реагентами не явля-
ется общим синтетически полезным методом, так как при этом
могут образовываться самые разнообразные продукты, в том
числе эпоксиды и кетолы, а также кислоты и кетоны, возникаю-
щие в результате перегруппировок и при реакциях расщепле-
ния [1]. Однако в некоторых случаях этот тип окисления оказы-
вается полезным, например, при окислении 1,1-дифенилалкенов
хромовой кислотой с образованием бензофенона и карбоновой
кислоты в результате расщепления двойной углерод-углеродной
связи. Эта окислительная стадия составляет заключительную
часть метода укорочения углеводородных цепей по Барбье—Ви-
ланду (схема 3.32)**. Расщепление алкеновой связи в индене
* После этой операции проба на пероксиды с иодидом натрия должна
быть отрицательной.
** Типичным примером этого метода деградации может служить превра-
щение дезоксихолевой кислоты в нордезоксихолевую кислоту [2, 3].
3. Алкены
161
также легко происходит под действием Сг (VI)-содержащего ре-
агента и представляет собой полезный способ синтеза гомофта-
левой кислоты [4].
ОН
I - Н2О CrOs
RCH2CO2Me + 2PhMgBr---»- RCH2CPh2-->RCH=C Pli2--->
AcOH
-->RC.O2H+ Ph2CO
Схема 3.32.
I. Основные ссылки см. разд. 3.5, ссылки [3—5].
2. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1952,
с. 164.
Э. Синтезы органических препаратов. Сб 3. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1952,
с. 153.
4. Синтезы органических препаратов. Сб. 3. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1952,
с. 146.
3.5.3. Перманганат калия*
Расщепление двойных углерод-углеродных связей под действием
йерманганата калия [1, 2]—очень полезная синтетическая ре-
акция, которая приводит к получению карбоновых кислот в раз-
личных экспериментальных условиях, например в щелочных
водных растворах (табл. 3.30, примеры 1 и 2), в ацетоне
(табл. 3.30, пример 3) или в смешанных водно-органических
растворителях (табл. 3.30, пример 4). Однако лучшие выходы
карбоновых кислот из алкенов часто можно получить, используя
окисление перманганатом в условиях межфазного катализа [7],
когда раствор алкена в органическом растворителе (например,
бензоле или дихлорометане**) энергично перемешивают с вод-
ным раствором, содержащим перманганат калия и четвертич-
ную аммониевую соль (табл. 3.30, примеры 5 и 6). Особенно
хорошие результаты дает этот метод при окислении терминаль-
ных алкенов [8, 10].
Аналогичный принцип межфазного переноса использован при
скислении алкенов перманганатом калия в бензольном растворе,
содержащем макроциклический эфир, например дициклогекса-
но-18-краун-6 (табл. 3.30, пример 7). Координация иона калия
липофильным полиэфиром способствует растворению соли в ор-
ганическом растворителе.
Использование перманганата калия в сочетании с метаперио-
датом натрия (реагент Лемье—фон Рудлофа [12], см. также
* Иногда использование вместо калиевой соли более растворимого перман-
ганата натрия может оказаться предпочтительным, например, в тех случаях,
когда необходимо уменьшить объем реакционной смеси.
** В общем случае лучшие выходы получены при использовании дихлоро-
метана, который более устойчив, чем бензол, к окислению перманганат-иоиом.
11—39
162
3. Алкены
разд. 3.4.1.5) позволяет расщеплять двойную углерод-углерод-
ную связь при комнатной температуре (табл. 3.30, пример 8).
При этом основным окислителем является перманганат-ион,
присутствующий в системе лишь в каталитических количествах
и постоянно регенерирующийся периодат-ионом. Образующиеся
вначале 2-гидроксикарбонильное соединение или 1,2-диол рас-
щепляются* избытком перйодата, и полученные таким образом
продукты окисляются далее перманганат-ионом.
Нонадекановая кислота [8]. В трехгорлую круглодонную колбу емкостью
5 л, снабженную мешалкой, помещают дистиллированную воду (1000 мл),
9 М серную кислоту (120 мл), адоген 464** (3,0), ледяную уксусную кислоту
(20 мл), днхлорометан (1000 мл) и 1-эйкозен*** (50 г, 0,178 моля). Содержи-
КМпО*, адоген 464 •
Ме(СН2)17СН=СН2 —Ме(СН2)17СО2Н
мое колбы охлаждают в бане со льдом и, быстро перемешивая раствор,
прибавляют порциями перманганат калия (80 г, 0,544 моля) в течение 3 ч.
После того как прибавление заканчивают, перемешивание продолжают еще
в течение 18 ч при комнатной температуре. Затем реакционную смесь опять
охлаждают до 0°С и добавляют порциями бисульфит натрия (60 г). После
этого смесь подкисляют серной кислотой и водный слой экстрагируют дихло-
рометаном (2x400 мл). Объединенные органические экстракты промывают
водой (2x400 мл) и насыщенным водным раствором хлорида натрия, а затем
упаривают до объема приблизительно 400 мл. Полученный раствор нагрева-
ют, отфильтровывают аморфный осадок и охлаждают до 0 °C. Выпавшие
кристаллы (33—36 г) с т. пл. 67—68 °C отфильтровывают и промывают не-
большим количеством холодного дихлорометаиа. Вторую порцию кристаллов
(7—12 г) получают упариванием маточного раствора с последующим охлаж-
дением до 0 °C. Объединенные порции продукта перекристаллизовывают из
дихлорометана (400 мл) и получают нонадекановую кислоту (36—37 г,
75—77%) с т. пл. 68—68.5 СС.
1. Основные ссылки см. разд. 3.5, ссылки [4 7].
2. Arndt D., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Miiller E„
ed.), 4th ed.. Vol. 4/lb, p. 465, Thieme, Stuttgart, 1975, см. особенно
pp. 628—647.
3. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1948,
с. 9.
4. Org. Synth. Coll. Vol., 5, 393 (1973).
5. Birchall J. M., Clarke T„ Haszeldine R. N., J. Chem. Soc., 1962, 4977.
6. Birch S. F., Oldham W. J., Johnson E. A., J. Chem. Soc., 1947, 818.
7. Обзор см. разд. 3.5, ссылка [7].
8. Org. Synth., 60, 11 (1981).
9. Lee D. G„ Chang V. S„ J. Org. Chem., 43, 1532 (1978).
10. Krapcho A. P„ Larson J. R„ Eldridge J. M„ J. Org. Chem., 42, 3749 (1977).
11. Sam D. J., Simmons H. E„ J. Am. Chem. Soc., 94, 4024 (1972).
* Существует ряд доказательств [13] того, что в определенных случаях
2-гндроксикарбоннльное соединение нли 1,2-днол можно окислить далее до
расщепления периодат-ноном.
** Адоген 464 — торговое название хлорида триалкил (С8—С1с) метилам-
моння, производимого фирмой Ashland Chemical Со.
**♦ Авторы методики использовали 1-эйкозен 90%-ной чистоты.
3. Алкены
163
12. Lemieux R. U„ von Rudloff E., Can. J. Chem., 33, 1701 (1955).
13. ApSimson J. W., Chan A. S. Y., Craig W. G„ Krehm H., Can. J. Chem., 45,
1439 (1967).
3.5.4. Тетраоксид рутения
Алкен окисляется тетраоксидом рутения с расщеплением двой-
ной углерод-углеродной связи [1, 2]. Как и при окислении дру-
гих типов субстратов, этот реагент можно использовать стехио-
метрически или каталитически в присутствии таких соокислите-
лей, как метапериодат натрия [3] или гипохлорит натрия [4, 5].
Окисление алкенов тетраоксидом рутения с образованием
альдегидов и кетонов было рассмотрено в разд. 3.4.1.6. При
окислении алкенов тетраоксидом рутения в слабощелочных рас-
творах [4, 5] или водном ацетоне [3, 6—9] основными продук-
тами реакции являются не альдегиды, а карбоновые кислоты*
(табл. 3.31, примеры 1—7). Окисление «.^-ненасыщенных кето-
нов (табл. 3.31, пример 8) или сопряженных диенов (табл. 3.31,
пример 9) в водном ацетоне дает кетокислоты с потерей атома
углерода.
В каталитических методах с использованием перйодата или
гипохлорита могут возникать трудности, связанные с тем, что
реакции протекают медленно и не до конца. Эти трудности
обусловлены [12] дезактивацией рутениевого катализатора в ре-
зультате образования карбоксилатных комплексов рутения в
низших окислительных состояниях при действии образующихся
при окислении карбоновых кислот, но они были в значительной
мере преодолены использованием при окислении модифициро-
ванной системы растворителей [12], состоящей из тетрахлоро-
метана, ацетонитрила и воды в объемном соотношении 2:2:3**.
Увеличение реакционной способности при катализируемом руте-
нием окислении в этой смеси растворителей легко видно пз срав-
нения [12] с реакциями, протекающими в двух обычно исполь-
зуемых смесях растворителей — тетрахлорометан—вода и аце-
тон—вода.
Эта методика использована для окисления как простых, так
и сложных алкенов (табл. 3.31, примеры 10 и 11 соответственно).
Пентановая кислота [12]. В колбу, снабженную магнитной мешалкой, по-
мещают теграхлорометан (2 мл), ацетонитрил (2 мл), воду (3 мл), (£)-5-де-
цеп (0,14 г, 189 мкл, 1 ммоль) и метапериодат натрия (0,877 г, 4,1 ммоля).
К этой двухфазной системе прибавляют гидрат трихлорнда рутения*** (5 мг,
* Разумеется, окисление при дизамещениом алкильными группами алке-
новом атоме углерода приводит к образованию кетонов.
** Ацетонитрил, вероятно, способствует деструкции нерастворимых кар-
боксилатных комплексов, в результате чего рутений возвращается в каталити-
ческий цикл.
*** Вместо трихлорида можно использовать гидрат диоксида рутения.
1Г
164
3. Алкены
2,2 мол. %) и смесь энергично перемешивают при комнатной температуре
в течение 2 ч. Затем смесь разбавляют дихлорометаном и два слоя разделя-
Ме(СН2)3 Н
ЧчС=С/ К"°а' Naio^ Ме(Сн^ со н
/ \ СС11, MeCN. Н2О
Н (СН2)3Ме
ют. Верхнюю водную фазу экстрагируют дихлорометаном (3X10 мл) и объ-
единенные органические экстракты сушат над сульфатом магния. Затем от-
фильтрованный раствор упаривают, полученный таким образом остаток раство-
ряют в диэтиловом эфире (20 мл) и фильтруют раствор через слой целита*
для удаления оставшихся соединений рутения. Фильтрат упаривают, а из ос-
татка после очистки методом молекулярной перегонки получают пентановую
кислоту (0,18 г. 88%). >
1. Основные ссылки см. разд. 3.5, ссылки [4, 8, 9].
2. Wistuba В., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Mul-
ler E., ed.), 4th ed., Vol. 4/lb, pp. 853—856, Thieme, Stuttgart, 1975
3. Pappo R., Becker A., Bull. Counc. Isr., Sect A, 5A, 300 (1956).
4. Keblys K. A., Dubeck M., пат. США 3409649 (1968) [С. A., 70, 114575
(1969)].
5. Wolfe S„ Hasan S. K. Campbell J. R., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1970,
1420.
6. Stork G., Meisels A., Davies J. E., J. Am. Chem. Soc., 85, 3419 (1963).
7. Carroll F. I., Philip A , Org. Prep. Proc., 2, 223 (1970).
8. Stork G., Schoofs A. R., J. Am Chem. Soc., 101, 5081 (1979).
9. Kelly A. G., Roberts J. S., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1980, 228.
10. Piatak D. M., Bhat H. B, Capsi E., J. Org. Chem., 34, 112 (1969).
11. Pelletier S. W., Iyer K. N-, Chang C. W. J., J. Org. Chem., 35, 3535 (1970)..
12. Carlsen P. H. J., Katsuki T., Martin V. S., Sharpless К. B., J Org Chem,
46,3936 (1981).
13. Rossiter В. E., Katsuki T., Sharpless К. B., J. Am. Chem. Soc. 103, 464
(1981).
Целит —диатомовая земля (Johns Hanville, New York 10016)
4
АЛКИНЫ
4.1. Получение 1,2-дикарбонильных соединений
Внутренние алкины [схема 4.1 (1, R1==R2 = алкил или арил)]
можно окислить в 1,2-дикетоны (2) различными методами [1],
однако окисление при тройной углерод углеродной связи, вклю-
чающее электрофильную атаку реагентом, протекает значитель-
но труднее, чем в случае двойной углерод-углеродной связи.
[О]
R1—С=С— R2----► R1COCOR2
I 2
Схема 4.1.
Окисление такого типа происходит при озонировании с по-
следующей восстановительной обработкой [2, 3], хотя конкури-
рующей реакцией при этом может быть окислительное расщеп-
ление. Перманганат калия в нейтральных водных растворах
окисляет нетерминальные алкины, обладающие некоторой рас
творимостью в воде, в 1,2-дикетоны [4], а окисление этим ре-
агентом в условиях межфазного катализа позволяет решить
проблему растворимости в случае липофильных субстратов [5].
Полезным окислителем для такого превращения является тетра
оксид рутения, несмотря на то, что при этом в результате реак-
ций расщепления образуются карбоновые кислоты [1, 6]. Тетра-
оксид осмия, судя по ограниченному числу публикаций [7], за-
служивает более глубокого изучения как реагент для получения
1,2-дикетонов из алкинов.
Из числа других окислителей, имеющих довольно ограничен-
ное применение для этого типа окисления, упомянем нитрат
таллия (Ш) [8] и диоксид селена [9, 10].
1. Jager V., Viehe Н. G., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Muller E., ed.), 4th ed., Vol. 5/2a, pp. 677—686, Thieme, Stuttgart, 1977.
2. Bailey P. S., Ozonation in Organic Chemistry, Vol. 2, pp. 3—17, Academic
Press, New York, 1982.
3. Bailey P. S., Chem. Rev., 58, 925 (1958), см. особенно pp. 956—957*.
4. Lee D. G., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 1, Dekker, New
York, 1969**.
* См. также: Разумовский С. Д., Зайков Г. Е. Озон и его реакции с орга-
ническими соединениями (кинетика и механизм). — М.: Наука, 1974. — Прим,
перев.
** См. также: Fatiadi A. J., Synthesis, 1987, 85. —Прим, перев.
166
4. Алкины
5. Lee D. G., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S., ed ),
Part D, p. 147, Academic Press, New York, 1982.
6 Lee D. G., van den Engh M., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanov-
sky W. S., ed.), Part B, p. 177, Academic Press, New York, 1973, см. особен-
но pp. 193—194*.
7. Schroder M., Chem. Bcr , 80, 187 (1980)**.
8. McKillop Л., Oldenziel О. H., Swann В. P., Taylor E. C., Robey R. L,
J. Am. Chem. Soc., 95, 1296 (1973)***.
9. Rabjohn N„ Org. React., 5, 331 (1949)
10. Rabjohn N., Org. React., 24, 261 (1976).
4.1.1. Озон
Реакции алкинов с озоном [1] протекают значительно медлен-
нее, чем с аналогичными алкенами [2]. В углеводороде, содер-
жащем и алкеновую, и алкиновую группировки, озонолиз за-
трагивает преимущественно алкеновую связь [3]. Полное рас-
щепление тройной углерод-углеродной связи в общем случае
приводит к образованию карбоновых кислот (см. разд. 4.2.1),
однако частичное превращение дает 1,2-дикарбонильные соеди-
нения.
Озонолиз алкина 1 происходит в основном, как,показано на
схеме 4.2 [1]. При озонолизе в присутствии спирта или карбо-
новой кислоты образуется сс-алкоксигидропероксид (3, R3 —ал-
кил) или а-ацилоксигидропероксид (3, К3 = ацил) соответствен-
но, и часто эти соединения можно выделить [4, 5]. В случае
несимметричных алкинов озонолиз в метаноле приводит к обра-
зованию двух возможных а-метоксигндропероксидов в неравных
количествах [4].
При подходящем выборе условий реакции из гидроперокси-
да (3) можно получить либо 1,2 дикарбонилыюе соединение (2),
либо карбоновую кислоту (5)****. Например, восстановление гид-
ропероксида (3) приводит к образованию [4, 5] 1,2-днкарбо-
нильного соединения (2). В то же время перегруппировка
а-алкоксигидропероксида (3, R = алкил), сопровождающаяся
фрагментацией продукта, может приводить к ангидриду кисло
* См. также; Courtney J. L., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum Press, New York,
1986, pp. 445—467. —Прим, перев.
** См. также: Singh Н. S., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New York,
1986, pp. 633—693. —Прим, перев.
*** См. также: McKillop A., Taylor Е. С., in: Organic Syntheses by Oxidation
with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. II. I., eds.), Plenum Press,
New York, 1986, pp. 695—740 —Прим, перев.
•*** Изучено разложение некоторых а-алкоксигидропероксндов (3, R3=an-
кил) в метаноле [6, 7], муравьиной кислоте [6], гидроксиде натрия [6] и пири-
дине [6]; описана также перегруппировка а-бензонлгидроксиперокенда в пи-
ридине [5].
4. Алкины
167
ты (4), который будет сольволизоваться с образованием карбо-
новой кислоты (5) или ее эфира R*COOR3 [7]. Альтернативная
фрагментация продукта 3 (R3 = алкил) дает непосредственно
/°3
r’c=cr2 °* - r‘c=cr2 ----
^oMneP^caff R’coocor’ r*co2h(r3) + r2co2r3(hj
4 5
Схема 4. z.
a — полимеризация; 6 — перегруппировка; в — перегруппировка, затем потеря Р.’ОН, г —
перегруппировка с последующей фрагментацией либо гидролитическим или сольволити-
ческим (R3OH) разложением; д—сольволиз (RSOH) или гидролиз.
карбоновую кислоту (5), а гидролитическое [6] или сольволи-
тическое (R3OH) [7] разложение интермедиата (3, R3=aлкил)
приводит соответственно к карбоновой кислоте (5) или ее эфи-
ру R’COOR3.
Примеры реакций озонирования этого типа, приводящих к
1,2-дикарбонильным соединениям, приведены в табл. 4.1. Глиок
саль-ёг высокой изотопной чистоты получен озонолизом ацети-
лена-йг (табл. 4.1, пример 1). Общность метода подтверждает
успешное окисление широкого круга ацетиленовых субстратов,
введенных в такие реакции (табл. 4.1, примеры 2—7). Важным
вариантом этой методики является озонирование ацетиленов в
присутствии тетрацианоэтилепа, дающее 1,2-дикарбонильные
соединения с выходами от хороших до прекрасных (табл. 4.1,
пример 8).
Новый подход к синтезу сложных а-кетоэфиров заключается,
в озонолизе 1-бромоацетиленов (табл. 4.1, пример 9) или 1-алк-
оксиацетиленов (табл. 4.1, пример 10).
1-Фенил-1,2-пропанднон [4]. Через охлажденный до —65 °C раствор
1-феиилпропииа (2,4 г) в безводном метаноле (30 мл) пропускают смесь
озон — кислород до поглощения 1 экв. озона. Затем холодную реакционную
смесь выливают в холодный раствор избытка иодида калия в смеси мета-
Ph—CsC—Me
1. О3, МеОН, —65° С
2. KI, МеОН. МеСО2Н
PhCOCOMe
4 Алкины
J 68
пол — уксусная кислота (объемное соотношение 1:1) н оставляют получен-
ную смесь на 1 ч при комнатной температуре. Выделившийся иод восстанав-
ливают добавлением водного раствора тиосульфата натрия, после чего экстра-
гируют реакционную смесь несколько раз диэтиловым эфиром. Объединенные
эфирные экстракты сушат и упаривают, получая маслообразный остаток 1-фе-
нил-1,2-пропандиона, который превращают в соответствующий бнс-семикарба-
зон (4,6 г, суммарный выход 85%) с т. пл. 225 °C. Перекристаллизацией это-
го продукта из этилового спирта получают более чистый препарат
с т. пл. 237—238 °C.
1. Основные ссылки см. разд. 4.1, ссылки [1—3J.
2. Raphael R. A., Acetylenic Compounds in Organic Synthesis, p. 32, Butter-
worthes, London, 1955.
3. Bohlmann F., Sinn 11., Chem. Ber., 88, 1869 (1955).
4. Bailey P. S., Chang У., Kwie W'. W. L., J. Org. Chem., 27, 1198 (1962).
5. Criegee R., Lederer M., Justus Liebigs Ann. Chem., 583, 29 (1953).
6. Bailey P. S., Bath S. S., J. Am. Chem. Soc., 79, 3120 f!957).
7. Bailey P. S., Chang У., J. Am. Chem. Soc., 27, 1192 (1962).
8. Erlenmeyer E., Bitterlin O., Weber И. M., Helv. Chim. Acta, 22, 701 (1939).
9 Knowles W. S., Thompson Q. E., J. Org. Chem., 25, 1031 (1960).
10. Re L., Maurer B., Ohloff G., Helv. Chim. Acta, 56, 1882 (1973).
11. Flohr H., Kempe U. M., Pannhorsl W., Retey J., Angew. Chem., Int. Ed.
Engl., 15, 427 (1976)
12. Yahg N. S., Libman J., J. Org/Chem., 39, 1782 (1974).
13. Cacchi S„ Caglioii L., Zappelli P., J. Org. Chem., 38, 3653 (1973).
14. Wisaksono W. W., Arens J. F., Reel. Trav. Chim. Pays-Bas, 80, 846 (1961).
4.1.2. Перманганат калия
В литературе существовали противоречивые мнения относитель-
но пригодности перманганата калия в качестве окислителя для
превращения алкинов в 1,2-дикарбонильные соединения, однако
теперь стало очевидным, что при тщательном подборе условий
эту реакцию можно направить по требуемому пути [ 1J. Иссле-
дование окисления стеароловой кислоты перманганатом калия
позволило предположить [2], что алкины, обладающие некото-
рой растворимостью в воде, можно с высоким выходом превра-
тить в 1,2-дикетоны в водных растворах при pH 7,0—7,5
(табл. 4.2, пример 1); при этом необходимо, чтобы условия ре-
акции были близки к нейтральным, так как при pH 1 или 12
дикетоны не образуются вследствие их дальнейшего окисления.
Липофильные алкины окислены в виде суспензии в водном пер-
манганате калия (табл. 4.2, примеры 2—4), в ацетоновом рас-
творе (табл. 4.2, пример 5) или в смешанных водно-органиче-
ских растворителях, например в водном 1,4-диоксане (табл. 4.2,
пример 6) или водном ацетоне (табл. 4.2, пример 7). Особенно
эффективный и общий метод заключается в окислении алкинов
в водном растворе ацетона при условиях, близких к нейтраль-
ным, поддерживаемых добавлением гидрокарбоната натрия и
сульфата магния (табл. 4.2, пример 8).
4. Алкины
1С9
Нетерминальные алкины с длинной цепью трудно реагируют
с водным перманганатом (8); наиболее вероятной причиной
столь низкой реакционной способности является плохая раство-
римость этих соединений в реакционной среде*. Эту проблему
удалось разрешить, используя межфазный катализ при окисле-
нии перманганатом [8, 9J. Так, 1,2-дикетоны образуются с хо-
рошими выходами (табл. 4.2, примеры 9 и 10) в безводном
дихлорометане, содержащем небольшие количества уксусной
кислоты для нейтрализации гидроксид-ионов, образующихся при
восстановлении перманганата. При использовании системы ди-
хлоро.метан—водный раствор перманганата в сочетании с аген-
том межфазного переноса выходы 1,2-дикетонов (табл. 4.2, при-
мер 11, ср. с примером 9) ниже; кроме того, при этом в значи-
тельно большей степени образуются продукты расщепления.
Окисление терминальных алкинов в условиях межфазного
катализа под действием перманганата калия приводит к обра-
зованию карбоновых кислот с потерей атома углерода (см.
разд. 4.2.2).
Механизм образования 1,2-дикетопов из алкинов включает
[8, 10], по-видимому, образование промежуточных сложных цик-
лических диэфиров Mn(V), в которых происходит внутримолеку-
лярный перенос электронов с освобождением Мп(III) в форме
диона**.
8,9-Гексадекандион [8]. В колбу Эрленмейера емкостью 500 мл. снаб-
женную обратным холодильником и магнитной мешалкой, помещают раствор
8 гексадецина (2,0 г, 0,009 моля) н уксусной кислоты (5 мл) в дихлоромета-
не (100 мл) и смесь нагревают до кипения при перемешивании. Затем добан-
ляют агент межфазного переноса адоген 464 (1,5 г) и измельченный перман-
КМпОд, адоген 464
Me(CH2)eC=C(CH,)eMe > Ме(СН2)вСОСО(СН2)6Ме
<^0.2^2» ACUtl
ганат калия*** (8,5 г, 0,054 моля) и смесь кипятят при перемешивании в тече-
ние 4 ч. Затем смеси дают остыть и прибавляют раствор бисульфита натрия
(5 г) в воде (100 мл) для восстановления избытка окислителя. Через 15 мин
раствор подкисляют 50%-нон серной кислотой и прибавляют малымц,порция-
ми необходимое количество бисульфита натрия для восстановления выпавше-
го диоксида марганца. Водный слой отделяют, насыщают хлоридом натрия и
экстрагируют дихлорометаном (3X75 мл). Объединенные экстракты промыва-
ют 10%-ным водным раствором гидроксида натрия (50 мл) н сушат над
сульфатом магния. Отфильтрованный раствор упаривают и получают желтое
масло, которое кристаллизуется при охлаждении. Продукт перекристаллнзо-
* Низкую реакционную способность диацетата 4,7-ди и пропнл-4,7-ди-
гвдрокси-5-децина по отношению к водному раствору перманганата калия при-
писывают стерическим затруднениям [4].
** Подробное обсуждение возможных механизмов этой реакции приведено
в обзоре: Fatiadi A. J. Synthesis, 1987, 85. — Прим, перев.
*** Следует использовать топкоизмельченный перманганат калия. Авторы
методики применяли препарат Calrox М фирмы Carus Chemical Со.
170
4. Алкины
вывают из метилового спирта (15 мл) н получают 8,9-гексадекандион (1,82 г,
80%) с т. пл. 51—52 °C.
1. Основные ссылки см. разд. 4.1, ссылки [4, 5].
2. Khan N. A., Newman М. S., J. Org. Chem, 17, 1063 (1952).
3. Dupont G., Dulou R. Lefort D., Bull. Soc Chim. Fr., 1949, 789.
4. Dupont G., Dulou R., Lefort D, Bull. Soc. Chim. Fr., 1951, 755.
5. Fiesseltnann H., Sasse K., Chem. Ber., 89, 1791 (1956).
6. Holland S., Epsztein R., Bull. Soc. Chim. Fr., 1971, 1694.
7. Srinivasan N. S., Lee D. O., J. Org. Chem., 44, 1574 (1979)
8. Lee D G., Chang V. S., J. Org Chem, 44, 2726 (1979).
9. Lee D. G., Chang V. S., Synthesis, 1978, 462.
10. Simandi L. L, Laky M., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1973, 1861.
4.1.3. Тетраоксид рутения
Окисление нетерминальных алкинов под действием каталити-
ческих количеств тетраоксида рутения в присутствии другого
окислителя, например метапериодата натрия или гипохлорита
натрия, дает соответствующие 1,2-дикарбонильные соединения
с приемлемыми выходами (табл. 4.3, примеры 1—3) в двух-
фазной системе тетрахлорометан—вода*. Терминальные алкины
в результате расщепления тройной углерод-углеродной связи
дают карбоновые кислоты (см. разд. 4.2.3)**.
Вариантом этого метода окисления является использование
иодозобензола в качестве соокислителя в комбинации с одним
из различных рутениевых катализаторов, в том числе с трихло-
ридом рутения и дихлоридом трис (трифенилфосфин) рутения в
дихлорометановом растворе (табл. 4.3, примеры 4—7).
Общая методика окисления нетерминальных алкинов в 1,2-дикетоны [1].
К диоксиду рутения*** (0,01 экв.) при охлаждении льдом и перемешивании
прибавляют 0,5069 М гипохлорит натрия (~3 экв.) или 10%-ный раствор
метапериодата натрия в воде (~3 экв.) до тех пор, пока реакционная смесь
RuOf, NaOCl
R‘C=CR2 ц . >R1COCOR2
CC1<, H2O
не станет желтой. Затем раствор алкина (1,0 экв, обычно около 3—4 г)
в тетрахлорометане (1 ммоль СС14/4 мл) и остаток раствора гипохлорита или
перйодата прибавляют одновременно по каплям в реакционную колбу, содер-
жащую рутениевый катализатор, в течение 1 ч. За ходом реакции следят
с помощью иодокрахмальной пробы на гипохлорит.
* Учитывая успех, достигнутый при добавлении ацетонитрила к системе
тетрахлорометан—вода при катализируемом рутением окислении других орга-
нических соединений :[2], по видимому, заслуживает более подробного изуче-
ния н окисление алкиноз с использованием этой модифицированной системы.
** 1,2-Дикетоны также расщепляются системой тетраоксид рутения — ги-
похлорит натрия [3].
*** Следует использовать гидратированную форму диоксида рутения. Окис-
литель превращает его в тетраоксид.
4. Алкины
171
После того как гипохлорит прореагирует, органический и водный слои
разделяют. Верхний водный слой фильтруют без отсасывания и фильтрат
тщательно экстрагируют диэтиловым эфиром до тех пор, пока экстракт ие
станет бесцветным. Этн экстракты объединяют с раствором в тетрахлоромета-
пе, полученную смесь промывают водным гидрокарбонатом натрия и сушат
над сульфатом магния. Упаривание отфильтрованного раствора дает светло-
желтый продукт, который очищают либо вакуумной перегонкой, либо пере-
кристаллизацией и получают 1,2-дикетон в виде желтой жидкости или кри-
сталлов.
1. Gopal Н., Gordon A. I., Tetrahedron Lett., 1971, 2941.
2. Carsen Р. И., Katsuli Т., Martin И X.. Sharpless К. В., J. Org. Chem., 46,
3936 (1981).
3. Wolfe S.. Hasan S f\., Campbell J. R., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1970,
1420.
4 Muller P., Goboy J., Helv. Chim. Acta, 64, 2531 (1981).
4.1.4. Тетраоксид осмия
Окисление алкинов с использованием тетраоксида осмия изуче-
но относительно мало [1], однако этот метод представляет,
по-видимому, значительный йнтерес для использования в орга-
ническом синтезе В присутствии третичных аминов, таких, как
пиридин или изохинолин, ацетилены [схема 4.3, 1], включая сам
ацетилен (1, R* = R2 = H), реагируют с тетраоксидом осмия с об-
разованием [2, 3] сложноэфирных комплексов [2OsO4-L4-
•R1C2R2], для которых предложена [2, 3] структура 6.
Я'
R®
—* = алкил или арил)
или Х1С02Н (й1 = алкил или арил^УА)
5 L = третичный амин(лиридин или изахиналин)
Схема. йЗ.
Гидролиз этих комплексов в присутствии сульфита натрия
дает [3] соответствующие 1,2-дикетоны (2) из нетерминальных
алкинов (1, R*=R2 —алкил или арил) (табл. 4.4, примеры 1 и 2)
и карбоновые кислоты (5, R'=алкил или арил) с потерей одно-
го ацетиленового атома углерода из терминальных алкинов
(1, R’=алкил или арил, R2 = H) (табл. 4.4, пример 3).
Окисление алкинов с образованием аналогичных продуктов
можно осуществить каталитически, используя тетраоксид осмия*
* Запатентовано использование пероксида водорода в качестве соокисли-
теля при катализируемом тетраоксидом осмия окислении алкинов [4]
т
4. Алкины
в сочетании с хлоратом калия (табл. 4.4, примеры 4—7), трет-
бутилгидропероксидом (табл. 4.4, примеры 8—10) или N-окси-
дом N-метилморфолина (табл. 4.4, примеры 11 и 12) в качестве
вторичного окислителя. Необычно окисляется ацетилен, давая
глиоксиловую кислоту (табЛ. 4.4, пример 13).
Алкоксиацетилены эффективно окисляются в присутствии ка-
тализаторов с образованием ожидаемых cs-кетоэфиров (табл. 4.4,
примеры 14 и 15).
2,5-Дигидрокси-3,4-гександион (полимерная ферма) [6]. Смесь 2,5-дигид-
рокси-3-бутина (1,14 г, 10 ммолей), хлората калия (2,8 г, 22,8 ммоля) и тет-
раоксида осмня (0,05 г, 0,197 ммоля) в воде (15 мл) перемешивают при ком-
натной температуре в течение 18 ч. Затем воду и тетраоксид осмия удаляют
Os04, ксю3, н2О
МеСН(ОН)С=ССН(ОН)Ме-------------------► МеСН(ОН)СОСОСН(ОН)Ме
из реакционной смеси при комнатной температуре при пониженном давлении
(1 мм рт. ст.), а остаток экстрагируют ацетоном (4X30 мл) при перемеши-
вании. Экстракты объединяют, фильтруют, сушат над сульфатом натрия, а за-
тем упаривают при комнатной температуре и пониженном давлении, получая
вязкое желтое масло (1,23 г, 84,5%)—полимерную форму [7] 2,5-дигидрок-
си-3,4-гександиона.
1. Schroder М., Chem. Вег., 80, 187 (1980), см. особенно рр. 210—211*.
2. Collin R. I., Jones J., Griffith W. P., J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1974,
1094.
3. Schroder M., Griffith XV. P., J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1978, 1599.
4. Milas IV. А., пат. США 3247358 (1944) [C. A., 39, P843 (1945)].
5. Griffith W. P., Schroder M., неопубликованные результаты, цитированные
в работе [1] (см. ссылку [245] в указанной статье).
6. Bassignani L., Brandt A., Caciagli V., Re L., J. Org. Chem., 43, 4245 (1978).
7. Re L„ Maurer B., Ohloff G., Helv. Chim. Acta, 56, 1882 (1973).
4.1.5. Нитрат таллия(Ш)
Диарил ацетилены можно с высокими выходами превратить в
бензилы обработкой 2 экв. нитрата таллия(III) в водном под-
кисленном диметоксиэтане [1]** (табл. 4.5). Эта реакция про-
текает быстрее и с высокими выходами с диарилацетиленами,
содержащими электронодонорные заместители. Один из воз-
можных механизмов этой реакции включает в качестве первой
стадии окситаллирование тройной углерод-углеродной связи
•(схема 4.4).
* См. также: Singh И. S., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I, eds.). Plenum Press, New York,
1986, pp. 633—693. — Прим, перев.
** В качестве растворителя можно также использовать метанол. Считает-
ся, что механизм окисления и этом растворителе отличается от механизма
окисления в водном растворе [1].
4. Алкины
173
Аг'
. «___. в TTN
Аг*С=САг' ------
С=С
Ar*CDCHAr’
Н.0
НО
Tl(ND3)j
TllNOj);
Аг’СОСНАг
ОН
T1ND,
Аг’сОСОАг’ + TINOj
TTN = T1(NO,)3-
Схема 4.4.
Общая методижа окисления диарнлацетиленов в бензилы [1]. К раствору
тригндрата нитрата таллия (III) (8,9 г, 0,02 моля) в воде (10 мл), содержа-
щей 70%-ную хлорную кислоту (5 мл), прибавляют раствор диарилацетилена
(0,01 моля) в 1,2-диметоксиэтане (20 мл) н реакционную смесь кипятят в те-
TI (NOs)3. Н2О, МеОСН2СН2ОМе, НС1О4
АНС-САг2-----------------------------------*• АРСОСОАг8
чение необходимого времени (см. табл. 4.5). После охлаждения смесь фильт-
руют для удаления нитрата таллия (I) и разбавляют фильтрат водой
(100 мл). Водный раствор экстрагируют хлороформом (2X25 мл), объеди-
ненные экстракты сушат и упаривают. Полученный таким образом сырой про-
дукт растворяют в смеси бензол — хлороформ (объемное соотношение 1:1)
и пропускают через короткую колонку (2x10 см) с промытым кислотой
оксидом алюминия, используя в качестве элюента ту же смесь растворителей,
чтобы удалить следы неорганических солей таллия. Упариванием элюата по-
лучают сырой бензил, который очищают перекристаллизацией или перегонкой.
1. McKillop A., Oldenziel О. Н., Swann В. Р., Taylor Е. С., Robey Е. С.,
J. Am. Chem. Soc., 95, 1296 (1973)*.
4.1.6. Диоксид селена
Алкины, не имеющие атомов водорода в a-положении к тройной
связи, реагируют с диоксидом селена с образованием 1,2-дикар-
бонильных соединений, однако с плохими выходами (табл. 4.6,
примеры 1 и 2) и в жестких условиях (табл. 4.6, пример 2).
Однако в присутствии каталитических количеств серной кис-
лоты реакция протекает, по-видимому, значительно легче [Зф
Так, ди фенил ацетилен легко окисляется при ПО °C в водной
уксусной кислоте, содержащей серную кислоту в качестве ката-
♦ См. также: McKillop A., Taylor Е. С., in: Organic Syntheses by Oxida-
tion with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum
Press, New York, 1986, pp. 695—740. — Прим, перев.
174
4. Алкины
лизатора, давая бензил с выходом 84% (табл. 4.6, пример 3).
В аналогичных условиях фенилацетилен окисляется в бензоил-
муравьиную кислоту (табл. 4.6, пример 4); в отсутствие серной
кислоты продуктами окисления являются фенилглиоксаль и бен-
зойная кислота (табл. 4.6, пример 5).
Очевидно, что присутствие кислоты в реакционной смеси спо-
собствует окислению ацетиленов диоксидом селена, однако в та-
ких условиях возможно и изменение обычной селективности это-
го окислителя. Так, 1-гексин при обработке диоксидом селена
б этиловом спирте при 78 °C претерпевает ожидаемое [4] окис-
ление по a-положению, и основным продуктом является 3-гидро-
кси-1-гексин (выход 27%) [3J. Однако аналогичное окисление
1-гексина в присутствии небольших количеств серной кислоты
приводит к преимущественному окислению при ацетиленовых
атомах углерода* (табл. 4.6, пример 6).
1. Riley Н. L., Friend N. А. С., J. Chem. Soc., 1932, 2342.
2. Postowsky J. J., Lugowkin В. P., Ber., 68, 852 (1935).
3. Sonoda N., Yamamoto Y„ Murai S., Tsutsumi S., Chem Lett., 1972, 229.
4. См. разд. 4.1, ссылки [9, 10].
5. Javaid К. A., Sonoda N., Tsutsumi S., Tetrahedron Lett., 1969, 4439.
6. Javaid K. A., Sonoda N., Tsutsumi S., Bull. Chem. Soc. Jpn., 43, 3475 (1970).
4.2. Получение карбоновых кислот
Полное окислительное расщепление алкина приводит к образо-
ванию карбоновых кислот (схема 4.5). Озонолиз [1, 2] и окис-
ление водным перманганатом, если условия не являются ней-
тральными, обычно приводят к расщеплению по кратной связи
[3, 4] [схема 4.5 (а)], хотя окисление алкина в органическом
растворителе, например в дихлорометане, водным пермангана-
том в присутствии катализатора межфазного переноса [5] может
приводить к расщеплению с потерей одного атома углерода
[схема 4.5 (б)].
to]
RifeCR2----> R!CO2H + R2CO2H (а)
[О]
RiCHjC^CCHjR2-----> RXCOSH + R2CH2CO2H + CO2 (6)
Схема 4.5.
Лишь немногие другие окислители использованы для прове-
дения окисления такого типа. Соединения рутения можно при-
менять каталитически в присутствии соокислителен для превра-
щения терминальных алкинов в соответствующие карбоновые
* Окисление двойной углерод-углеродной связи в алкенах также происхо-
дит прн обработке диоксидом селена в уксусной кислоте, содержащей катали-
тические количества серной кислоты [4, 5].
4. Алкины
175
кислоты, содержащие на один атом углерода меньше [6]; ана-
логично действует нитрат таллия(III) [7].
Алкиларилалкины RC=CAr при обработке нитратом тал-
лня(Ш) в метаноле претерпевают окислительную перегруппи-
ровку в метил-а-алкиларилацетаты ArCHRCO2Me [7].
1. Bailey Р. S., Ozonation in Organic Chemistry, Vol. 2, pp. 3—17, Academic
Press, New York, 1982.
2. Bailey P. S., Chem. Rev., 58, 925 (1958), см. особенно pp. 956- 957*.
3. Raphael R. A., Acetylenic Compounds in Organic Synthesis, pp. 31—35, But-
terworths, London, 1955.
4. Arndt D., in: Methoden dpr Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Muller E.,
ed ), 4th ed., Vol. 4/lb, pp; 646—647, Thieme, Stuttgart, 1975**.
5. Lee D. G, in: Oxidation! in Organic Chemistry, (Trahanovsky W. S., ed.),
Part D, p. 147, Academic Press, New York, 1982.
6. Lee D. G., van den Engh M., Oxidation in Organic Chemistry, Part B,
p. 177, Academic Press, Nfew York, 1973, см особенно pp. 193—194***.
7. McKillop A., Oldenziel O. EL, Swann В. P., Taylor E. C„ Robey R. L., J. Am.
Chem. Soc., 95, 1296 (1973)****.
4.2.1. Озон
Механизм озонолиза тройной углерод-углеродной связи рас-
смотрен в разд. 4.1.1, где отмечается, что полное расщепление
по кратной связи можно осуществить в подходящих условиях.
Например, карбоновые кислоты выделены из реакционной смеси
по окончании озонолиза, проводимого в следующих условиях:
!) реакционную смесь выдерживали в течение нескольких дней
и затем удаляли растворитель (табл. 4.7, пример 1); 2) проме-
жуточные продукты окисления, полученные удалением органи-
ческого растворителя, гидролизовали при приблизительно 60—
100 °C (табл. 4.7, примеры 2 и 3); 3) раствор, в котором про-
водился озонолиз, экстрагировали водным раствором гидрокар-
боната натрия, водный экстракт подкисляли, а затем экстраги-
ровали диэтиловым эфиром (табл. 4.7, пример 4) и 4) раствор,
в котором проводился озонолиз, после упаривания обрабатывали
30%-ным пероксидом водорода (табл. 4.6, пример 5).
Хотя озонолиз алкинов для получения карбоновых кислот,
по-видимому, широко не используется в органическом синтезе.
* О получении карбоновых кислот озонированием алкинов см. также; Ра-
зумовский С. Д., Зайков Г. Е. Озон н его реакции с органическими соедине-
ниями (кинетика и механизм).—М.: Наука, 1974.—Прим, перев.
** Об окислении алкннов перманганатом калия см. также в обзоре; Fatia-
di A. J., Synthesis, 1987, 85. — Прим, перев.
*** См. также: Courtney 1. L., in; Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J, de Jonge C. R. H. I., eds.). Plenum Press, New York,
1986, pp. 445—467. — Прим, перев.
**** См. также: McKillop A., Taylor Е. С., in: Organic Syntheses by Oxidation
with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press,
New York, 1986, pp. 695—740. — Прим, перев.
176
4. Алкины
он может оказаться предпочтительным методом для получения
некоторых дизамещенных гидроксиуксусных кислот [4] и нашел
применение в структурных исследованиях [3, 6].
Метиловый эфир циклобутил(гидрокси)фенилуксуспой кислоты [4].
В трехгорлую круглодоиную колбу, которая снабжена пальцем-холоднльни-
ком, охлаждаемым смесью ацетон — сухой лед, газовводной трубкой с круп-
нопористым донышком и магнитной мешалкой, помещают раствор 1 цнклобу-
тил-1-фенил-2-пропин-1-ола (4,4 г, 0,024 моля) в циклогексане (50 мл). Кол-
бу помещают в баню со льдом н водой и через раствор при перемешивании
пропускают кислород, содержащий озон (25 мг/л) со скоростью ЗОл/ч в те-
чение 3 ч.
Г. Оз. СвН,з. о’с
2 ИвНСОз. HsOyWnwHjO’
CH,N,
он
I
РЬССОгМе
Затем реакционную смесь экстрагируют 5%-ным водным раствором гидр-
оксида иатрня н этот экстракт подкисляют концентрированной соляной кис-
лотой. Образовавшуюся мутную смесь дважды экстрагируют диэтиловым
эфиром и объединенные эфирные экстракты сушат над сульфатом магния.
Отфильтрованный раствор упаривают и сырую карбоновую кислоту обраба-
тывают дназометаиом, получая метиловый эфир циклобутил (гидрокси) феннл-
уксусной кислоты (2,7 г, 47%) с. т. кип. 100—104°С/0,2 мм рт. ст., который
при стоянии медленно кристаллизуется с образованием продукта с т. пл. 55—
56 °C.
1. Criegee R., Lederer Al., Justus Liebigs Ann. Chem., 583, 29 (1953).
2. Hurd C. D., Christ R. E., J. Org. Chem., 1, 141 (1936).
3. Horton D., Trencher J. M. J., Carbohydr. Res., 2, 315 (1966).
4. Cannon J. G., Darko L. L., J. Org. Chem., 29, 3419 (1964).
5. Gensler W. J., Schleln N.. J. Am. Chem. Soc., 77, 4846 (1955).
6. Raphael R. A., J. Chem. Soc., 1949, S44.
4.2.2. Перманганат калия
Терминальные алкины легко окисляются водным перманганатом
калия в соответствующие карбоновые кислоты, содержащие на
один атом углерода меньше, чем исходный алкин (табл. 4.8,
примеры 1 и 2). Особенно хороший метод проведения такого
окисления включает использование двухфазной системы жид-
кость—жидкость, содержащей уксусную кислоту, в присутствии
катализатора межфазного переноса (табл. 4.8, пример 3) и,
по-видимому, хорошо подходит для окислительного расщепления
алкинов с высоким молекулярным весом, нерастворимых в воде.
Этот тип окисления использован также в безводном дихлороме-
тане, содержащем уксусную кислоту и растворенный агент меж-
фазного переноса, такой, как диметилполи (этиленгликоль) или
дициклогексано-18-краун-6 (табл. 4 8, примеры 4 и 5) для солю-
4. Алкины 177"
билизации перманганата калия в органическом растворителе.
Окисление нетерминальных алкинов в щелочных водных рас-
творах приводит к полному расщеплению тройной углерод-угле-
- родной связи с образованием карбоновых кислот (табл. 4.8, при-
мер 6). Следует отметить, что при восстановлении перманганата
образуются гидроксид-ионы [4] и, если не создать в реакции
буферную среду, реакционная смесь становится щелочной. Так,
«водный раствор перманганата» окисляет алкин в соответствую-
щие карбоновые кислоты (табл. 4.8, примеры 7 и 8), однако,
если поддерживать реакцию раствора близкой к нейтральной,
можно выделить 1,2-дцкетоны (см. разд. 4.1.2).
Хотя алкины с низким молекулярным весом можно расще-
пить окислением водным перманганатом, алкины с высоким мо-
лекулярным весом относительно иереакционноспособпы вслед-
ствие их низкой растворимости в воде [4]. Проблемы, связанные
с нерастворимостью, можно обойти, проводя реакции в ацетоно-
вом растворе (табл. 4.8, пример 9), в водном ацетоне (табл. 4.8,
пример 10) или в двухфазной системе в условиях межфазного
катализа (табл. 4.8, пример 11, см. также пример 3). Последо-
вательная обработка перманганатом калия и метапериодатом
натрия с успехом использована для окислительного расщепления
алкинов в тех случаях, когда окисление в водном ацетоне ока-
зывается неэффективным.
Гептановая кислота [3]. В круглодоииую колбу емкостью 1 л, снабжен-
ную магнитной мешалкой, помещают перманганат калия (28 г, 0,18 моля)
и воду (200 мл). Эту смесь охлаждают льдом и при перемешиваиип добавля-
ют одной порцией раствор 1-октина (5 г, 0,045 моля) и аликвата 336* в пен-
тане (120 мл) и уксусную кислоту (60 мл), после чего смесь перемешивают
в течение 5 ч без добавления дополнительных порций льда. Затем реакцион-
ную смесь охлаждают в бане со льдом и прибавляют порциями сульфит нат-
KMnOfl, НгО, пентан
Ме(СН,)8С^СН ——--------------> Ме(СН,)6СО2Н
' 2,3 АсОН, аликват 336 ' 2
рия (30 г). После этого осторожно добавляют раствор концентрированной
соляной кислоты (60 мл) в воде (60 мл). Верхний пентановый слой отделяют,
а водный слой экстрагируют пентаном (50 мл). Пентановые экстракты объ-
единяют, промывают холодной водой (50 мл) н сушат над сульфатом натрия
Отфильтрованный раствор упаривают и сырой продукт (5,4 г) перегоняют
при пониженном давлении, получая гептановую кислоту (4,1 г, 70%) 98%-ной
чистоты, по данным 1JKX (анализируют метиловый эфир).
1. Zaugg Н. Е., Springer N. R., Michaels R. /., J. Org. Chem., 25, 645 (1960).
2. Radin S. B., Cannon J. G., J. Org. Chem., 27, 240 (1962).
3. Krapcho A. P., Larson J. R., Eldridge J. M., J. Org. Chem., 42, 3749 (1977).
4. Lee D. G„ Chang V. S., J. Org. Chem., 44, 2726 (1979).
5. Khan N. A., Newman M. S., J. Org. Chem., 17, 1063 (1952).
•Аликват 336—хлорид трикаприлметиламмония (фирма General Mills
Chemical Co., Minneapolis, Minnesota).
12-39
178
4. Алкины
6 Johnson J. R., Jacobs T. L„ Schwartz A. N., J. Am. Chem. Soc., 60, 1885
(1938).
7. Birchall J M. Bowden F. L., Haszeldine R. N., Lever А. В. P., J Chem. Soc.
(A), 1967,'747.
8. Seyferth D., Nestle Al. O., Wehman A. T., J. Am. Chem. Soc., 97, 7417 (1975).
4.2.3. Тетраоксид рутения
Окисление терминальных алкинов каталитическими количества-
ми тетраоксида рутения в присутствии другого окислителя дает
соответствующие карбоновые кислоты, содержащие па один
атом углерода меньше, чем исходный субстрат (табл. 4.9, при-
меры 1 и 2). В противоположность этому окисление нетерми-
нальных алкинов тем же реагентом дает в качестве основных
продуктов 1,2-дикетоны (см. разд. 4.1.3),
Дихлорид трис (трифенилфосфин) рутения также может дей-
ствовать как катализатор при окислении терминальных алкенов
иодозобензолом в дихлорометане (табл. 4.9, примеры 3—5).
Этот фосфиновый комплекс, вероятно, может окисляться иодозо-
бензолом в тетраоксид рутения, который и играет затем роль
катализатора*.
Общая методика окисления терминальных алкинов в карбоновые кислоты
II]. Этот метод описан выше в разд. 4.1.3 как «Общая методика окисления
нетерминальных алкннов в 1,2-дикетоны». Отличие в данном случае состоит
в том, что водный слой, остающийся после отделения органического (тетра-
хлорометанового слоя), и водные вытяжки, полученные при промывании ор-
ганических экстрактов раствором гидрокарбоиата натрия, объединяют, под-
кисляют разбавленной серной кислотой, а затем тщательно экстрагируют ди-
этиловым эфиром. Объединенные эфирные экстракты сушат над сульфатом
магния и упаривают, получая остаток, который лябо перегоняют в вакууме,
либо кристаллизуют для выделения карбоновой кислоты.
1. Gopal Н., Gordon A. J., Tetrahedron Lett., 1971, 2941.
2. Miiller Р„ Godoy J., Helv. Chim. Acta, 64, 2531 (1981).
4.2.4. Нитрат таллия(1П)
Терминальные алкилалкины экзотермично реагируют с 2 экв.
нитрата таллия (III) в системе водный 1,2-диметоксиэтан—хлор-
ная кислота с образованием карбоновых кислот и потерей тер-
* Это наблюдение вытекает из того факта [2], что окисление дифенил-
ацетилена иодозобензолом с различными комплексами рутения протекает прак-
тически с одинаковыми выходами,, что позволяет предположить, что во всех
случаях в процессе участвуют одни и те же соединения рутения.
4. Алкины
179
минального атома углерода (табл. 4.10, примеры 1 и 2). Пред-
полагаемый механизм этой реакции показан на схеме 4.6 [1].
ПК. Н30* .
RC~СИ -----------!--- RC=CHT1(NO3)? --------~ RCCH2T1(NO3)2 ---------
I II
он о
ИССНгОН RCC^OT1(N03),
II II
о о
TT№Tl(N0})3
RCOoH + СНг0 * T1NO3 + UNO,
Схемам 6
Обработка алкиларилацетиленов нитратом таллия(Ш) в ме-
таноле вызывает их окислительную перегрупптэовку в метил-а-
алкиларилацетаты (табл. 4.10, примеры 3—5); на схеме 4.7
приведен предполагаемый механизм этого превращения [1].
Окислительная перегруппировка некоторых метиларилацетиле-
нов в присутствии нитрата таллия(III) запатентована как спо-
соб получения некоторых антипиренов (табл. 4.10, приме-
си 6 и 7).
ArC=CR
TTN. МеОН
Аг
/
(МеО)гС=С\
R
R
• АгСНСОгМе
Схема 4.7.
TT№Tl(N03)j
Общая методика окислительной перегруппировки алкиларилалкинов [1].
К раствору тригидрата нитрата таллия (III) (4,48 г, 0,011 моля) в метаноле
(25 мл) прибавляют прн перемешивании алкиларилацетилен (0,01 моля) и
R
TI (NO3)3 I
ArC hCR — —* АгСНСО2Ме
МеОН.
смесь кипятят в течение 2 ч. Затем смесь охлаждают, отфильтровывают нит-
рат таллия (I), а фильтрат экстрагируют диэтиловым эфиром или хлорофор-
мом. Объединенные органические экстраты промывают водой, 5%-ным вод-
ным раствором гидрокарбоиата натрия и сушат над сульфатом натрия. Затем
отфильтрованный раствор пропускают через короткую колонку с флориси-
12*
Таблица 2.37. Окисление арил- н гетсроарилалканов перманганатом калия
У2 Субстрат Условия Продукты Выя?оЗ, % Литсрпгпира (см.разе г 'У1)
1 O-CICsHjMe ^/нипячени с/л ч о-СЗСбЩСОгН 66-68 3
2 п-С1НдСвН4Ме Нг0/95’С/15 мин n-C]HgCsH<CD2H 61-74 4
3 Q N Н20/100°С/3,5 ч ''N'^COjH 50-51 5
4 Me 6 HjO/№/7AVWZZP/15muH ССгН 0 45 5Z S
5 Me'z^r'4Me Нг0/50-70’С/1ВЧ jT1 * jO HOaC/^'N^XMe Н03С^^кГ А Б А- 6- Ч'СОаН 59 7 6
Таблица 2.38. Окисление арилалканов хромовой кислотой
N= Субстрат Условия Прову к ты вы лов,%
1 не K,cr,o7/H2so</H,o согн г
6 6
N в, С г 20 7/н2и</нга/л'///7лчение/
2 о,5ч
вг-вб э
ЫагСгг07/Нг904/45 55“С/Э-4ч
57-59 4
Приложение. Таблицы к главам 2—J
НОАс/СгПэ
23 5
182
4. Алкины
цикл содержит 12 или более атомов углерода [15] вследствие
значительных стерических ограничений, накладываемых требо-
ванием линейного расположения шести углеродных атомов. Для
проведения циклизации посредством окислительного сочетания
алкинов наилучшим является, по-видимому, метод Эглинтоиа
(см. разд. 4.3.2).
1,4-Бис-(1-гидроксициклогексил)-1,3-бутадиин (3]. В колбу Эрленменера
емкостью 250 мл, снабженную эффективной вибрационной мешалкой, поме-
щают ацетон (135 мл), хлорид меди(1) (1 г, 0,01 моля) и N,N,N',N'-TeTpaMe-
СидС13, ТКЕОА
Не,С0. О,
TMIDA = Mc2NCH2CH2NMc2.
тилсидиамип (1,2 г, 0,01 моля). Колбу помещают в водяную баню при 28°C,
через интенсивно перемешиваемую смесь пропускают ток кислорода и прибав-
ляют по каплям в течение 15 мин этииилциклогексанол (25 г, 0,2 моля). Тем-
пература реакционной смесн быстро поднимается до 42 °C. После завершения
прибавления перемешивание продолжают в течение 20 мин, а затем отгоняют
ацетон при пониженном давлении. К остатку прибавляют воду (20 мл), со-
держащую концентрированную соляную кислоту (1 мл). Выпавший осадок
фильтруют с отсасыванием, промывают небольшим количеством воды и сушат
в вакууме, получая 1,4-бис(1-гидроксициклогексил)-1,3-бутадиин (22,9 г, 93%)
с т. пл. 177 °C.
1. Основные ссылки см. разд. 4.3, ссылки 11—4J.
2. Armitage J. В., Cook С. L„ Entwistle N., Jones Е. R. И., Whiting М. С,, 3.
Chem Soc., 1952, 1998
3. Hay A. S., J. Org Chem., 27, 3320 (1962).
4. См. разд. 4.3, ссылка [l), особенно pp 240—241
5. Fritzsche U., Hunig S., Tetrahedron Lett., 1972, 4831.
6. Riley J. P., J. Chem. Soc., 1953, 2193.
7. Ben-Efraim D. A., Tetrahedron, 29, 4111 (1973).
8. Ashworth P. J., Jones E. R. H., Mansfield G, H., Schldgl K., Thompson J. M.,
Whiting M. C., J Chem. Soc., 1968, 050.
9. Vaitiekunas A., Nord F. F„ J. Am. Chem. Soc., 76, 2733 (1954).
10. Nakasujl K„ Akiyama S., Akashi K, Nakagama M, Bull. Chem. Soc Jpn.,
43, 3567 (1970).
11. Eastmond R., Johnson T. R., Walton D. R. M., Tetrahedron, 28, 4601 (1972).
12. Bresinsky E., Dissertation, Technische Universitat Berlin (1967); см. разд. 4.3,
ссылка [4], особенно p. 927.
13. См. разд. 4.3, ссылки [1,3].
14. Wolovsky R., Sondheimer F„ J. Am Chem. Soc, 87, 5720 (1965)
15. Sondheimer F., Amiel У, J. Am Chem Soc., 79. 5817 (1957).
4.3.2. Ацетат меди(Н) в пиридине (сочетание по Эглинтону)
В методе окисления по Эглинтону [1, 2] терминальные алкины
сдваивают обработкой избытком* ацетата меди (II) в пиридине
* Эту реакцию можно проводить используя лишь каталитические количе-
ства соли меди (II), но при условии, что ода регенерируется пропусканием
тока кислорода через реакционную смесь; однако при этом реакция идет мед-
ленно.
4. Алкины
183
или смеси пиридин—метанол. Этот метод следует рекомендовать
для сочетания наиболее нерастворимых в воде этинильных сое-
динений, при окислении которых в обычных условиях сочетания
по Глазеру могут возникать трудности. Основное применение
этот метод нашел при получении циклических полиипов (а сле-
довательно, и аннуленов) окислительным сочетанием а,со-диал-
кинов. Сочетание довольно медленно протекает в случае терми-
нальных алкинов КС=СН, где R = алкил; такие алкины легче
реагируют в кислых условиях реакции Глазера. Однако терми-
нальные алкины, в которых этинильный водород является отно-
сительно кислым, легко сочетаются по методу Эглиптона.
Известно, что этот реагент окисляет некоторые другие груп-
пировки, например 2-гидроксикетоны, ароматические амины и
тиолы; очевидно, что окислительное сочетание соединений, со-
держащих такие чувствительные группы, требует особого под-
хода.
Примеры окислительного сочетания алкинов по методу Эг-
линтона приведены в табл. 4.12. Окислительное сочетание
1,5-гёксадиина использовано для получения [18] аннулена [10].
1,4-Ди-{2-|(£’)-2бромовинил|-фенил}-1,3-бутадиин [4]. К раствору
{2-[(£)-2-бромовинил] фенил) ацетилена (4,01 г, 0,02 моля) в метаноле
(25 мл) прибавляют раствор безводного ацетата меди(П)* (7,0 г, 0,04 моля)
Вг Вг
в смеси пиридин — метанол (объемное соотношение 1:1) (160 мл). После
прибавления приблизительно трети раствора ацетата меди(П) реакционную
смесь осторожно подогревают, при этом окраска смеси изменяется от голу-
бой до зеленой. После этого прибавляют оставшийся раствор и полученную
смесь кипятят в течение 5 мии**. После охлаждения реакционную массу вы-
ливают в большой избыток охлажденной льдом 3 М соляной кислоты и вод-
ную смесь экстрагируют диэтиловым эфиром. Объединенные экстракты встря-
хивают с водным раствором нитрата серебра, промывают водой, сушат, а за-
тем упаривают, получая масло (3,84 г). Растиранием этого масла со смесью
диэтиловый эфир — метанол получают сырой диин. Раствор этого продукта
в смеси бензол — легкий петролейный эфир пропускают через колонку с ок-
сидом алюминия (150 г) и остаток, полученный при упаривании элюата,
перекристаллизовывают из метанола, получая диин (2,0 г, 50%) с т. пл. 107
108 °C.
* Можно также использовать моногидрат ацетата меди(П).
** Аликвоту реакционной смеси следует проверить на остаточные этиниль-
ные группы (поглощение в ИК-спектре при 3300 см-1 или образование осадка
при обработке нитратом серебра); если такая проба положительна, реакцию
следует продолжить.
184
4. Алкины
1. Основные ссылки см. разд. 4.3, ссылки [1—4].
2. Eglinton G„ Galbraith A. R„ J. Chem. Soc., 1959, 889.
3. Org. Synth Coll Vol , 5, 517 (1973).
4. Eglinton G., McCrae K.. Adv. Org. Chem., 4, 311 (1963).
5. Cordes C„ Prelog V., Traxler E., Wester H. H., Helv. Chim. Acta, 51, 1663
(1968).
6. Bohlmann F., Inhoffen E., Herbst P., Chem. Ber., 90, 1661 (1957).
7. Eglinton G., McCrae IV7., Adv Org. Chem., 4, 312 (1963).
8. Sondheimer F.. Amiel Y„ Wolovsky R., J. Am. Chem. Soc., 79, 4247 (1957).
9. Sondheimer F„ Wolovsky R., J. Am. Chem. Soc., 84, 260 (1962).
10. Org. Synth., 54, 1 (1974).
5
АРЕНЫ
5.1. Получение фенолов и их производных
Прямое окисление ароматического ядра по схеме 5.1 (а) можно
осуществить различными путями [1—6], однако таким образом
получают только относительно простые фенолы, так как требу-
ются жесткие условия и сами фенолы чувствительны к дальней-
шему окислению. Многие промышленные процессы запатенто-
ваны [1].
Гидроксилирование ароматических соединений осуществляет-
ся по свободнорадикальному процессу с применением, например,
смеси пероксида водорода и иона железа(II) (реактив Фенто-
на) [7] или смеси кислорода, иона железа (II), аскорбиновой
кислоты и этилендиаминтетрауксусной кислоты (реактив Уден-
фринда) [8], однако синтетическое использование таких реак-
ций обычно ограничено*.
Атака арена реагентами, содержащими электрофильный кис-
лород. также может приводить к непосредственному окислению
субстрата. Так, фенолы можно получить из алкилбензолов ре-
акцией с пероксидом водорода в присутствии катализаторов —
кислот Льюиса [9—11], а достаточно активированные аромати-
ческие ядра могут реагировать с пероксисоединениями, особенно
пероксикислотами, с образованием продуктов окисления. Из
пероксикислот особенно полезна при гидроксилировании арома-
тических субстратов перокситрифтороуксусная кислота [12];
значительные преимущества имеет проведение таких реакций
в присутствии трифторида бора [13, 14].
Ацилоксилирование некоторых аренов [схема 5.1 (6JJ
осуществить действием диацилпероксвдов [ТО]; родственный им
диизопропилпероксидикарбонат [16, 17] можно использовать
как в присутствии трнхлорида алюминия для электрофильного
* Отметим, что для прямого гидроксилирования аренов можно использо-
вать также молекулярный кислород. Так, окисление нитробензола в гетероген-
ной системе, состоящей из твердой щелочи, органического растворители
и 18-крауи-6, дает о-нитрофеиол с выходом 90—93%. п Нитрохлорбензол окис-
ляется в этих условиях в 2-иитро-5 хлорофеиол с выходом 85—87% (1 рин-
фельд А. А., Артамкина Г. А., Белецкая И. П.—Изв. АН СССР, сер. хим.,
1982, 2635). О гидроксилировании в системах молекулярный кислород ще-
лочь в среде жидкого аммиака см.: Мадыхин Е. В., Штейнгарц В. Д. ЖОрХ,
1987, 23, с. 1039, и предшествующие работы этой серия. — Прим, перев.
186
5. Арены
ацилоксилирования, так и в сочетании с хлоридом меди(1) для
радикального замещения [18].
ГО]
АгН---->АгОН (а)
[OJ
АгН----> ArOCOR (б>
Схема 5.1.
Ацетоксилирование ароматических углеводородов, содержа-
щих электронодонорные группы, или более реакционноспособ-
ных полициклических ароматических углеводородов можно осу-
ществить реакцией с тетраацетатом свинца [19 21]. Для ацил-
окснлирования менее реакционноспособных субстратов можно
использовать тетракис (трифтороацетат) свинца [21, 22]* **.
Фенолы можно гидроксилировать обработкой персульфатом
калия в щелочной среде (персульфатное окисление по Элбсу)
[23, 24], вводя новый заместитель в пара-положение или, если
оно занято, в орто-положение**.
* Продукты ацилоксилирования ароматических соединений с препаратив-
ными выходами можно получить, кроме того, под действием стехиометриче-
ских количеств солей других металлов переменной валентности [например,
кобальта(III), марганца(Ш). церия(1У), палладня(Н) и др.]. Такне процес-
сы подробно рассмотрены в обзорах: Белецкая И. П.. Махонькое Д. И. —
Усп. хим., 1981, 50, с. 1007; Махонькое Д. И., Родкин М. А., Белецкая И. П. —-
Изв. СО АН СССР, 1987, 9 (вып. 3), с. 4, и в книге. Organic Syntheses hy
Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. 1., eds.), Ple-
num Press, New York, 1986. Описано также трифтороацетоксилирование аренов
(в частности, бензола) под действием каталитических количеств трифтороаце-
тата кобальта (III) в присутствии соокислнтелей — пероксидов [DiCossimo R.,
Szabo П.-Ch., J. Org. Chem., 51, 1365 (1986)]. Об электрохимическом ацилокси-
лироваиии аренов см.: Есида К. Электроокисление в органической химии. Пер.
с англ. — М.: Мир, 1987. — Прим, перев.
** Окислительные превращения аренов, не сопровождающиеся расщепле-
нием ароматического ядра, ие ограничиваются, вообще говоря, гидроксилиро-
ванием, ацилоксилнрованием и окислительным сочетанием фенолов. Не менее
важны и часто протекают с высокими выходами процессы окислительного
гомо- и кросс-сочетания аренов в условиях электрохимического окисления (см.
Есида К. Электроокисление в органической химии. Пер. с англ. — М.: Мир.
1987) или при окислении солями металлов переменной валентности (см. обзо-
ры, перечисленные в вышеприведенной сноске, а' также работу: Кожевни-
ков И. В. — Усп. хим., 1983, 52, с. 244), позволяющие получать разнообразные
соединения ряда дифенила и дифепнлметаиа. Другую важную группу процес-
сов окислительной функционализации ареиов составляют реакции окислитель-
ного замещения в ароматическое ядро (ацетонилирования, карбоксиметилиро-
вания, нитрометилирования), протекающие с участием ацетата марганца(III)
[подробнее см. в обзоре: de Klein W. J., in: Organic Syntheses by Oxidation
with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press,
New York, 1986, pp. 261—314], а также реакции окислительного галогенирова-
ния ареиов в мягких условиях в металл галогенидсодержащих системах [см :
Чепраков А. В.. Махонькое Д. И., Белецкая И. Л, — Изв. СО АН СССР, 1987,
9 и в присутствии азотсодержащих окислителей (Махонь-
кое Д. И., Чепраков А. В., Родкин М. А., Белецкая И. П.—ЖОрХ, 1986 22
с. 671). — Прим, перев.
5. Арены
187
1. Wedemeyer K.-F-, in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Miiller E., ed), 4th cd. Vol. 6/lc, Part l.PP. 4—85, Thieme, Stuttgart,
1976.
2. Songster D. F., in: Chemistry of Hydroxyl Group (Patai S., ed.), Part 1,
p. 163, Wiley (Interscience), London, 1971.
3. Dermer О. C., Edmison M. T., Chem. Rev., 57, 77 (1957).
4. Norman R. О. C., Taylor R., Electrophilic Substitution in Benzenoid Com-
pounds, pp. 110—118, Elsevier, Amsterdam, 1965.
5. Денисов E. T„ Метелица Д. ft. —Усп. хим., 1968, 37, с. 1546.
6. Метелица Д. И. — Усп. хим., 1971, 40, с. 1175.
7. Smith J. R. L., Norman R. О. С., J. Chem. Soc., 1963, 2897.
8. Udenfriend S., Clark С. T., Axelrod J., Brodie В. B., J. Biol Chem, 208 731
(1954)
9. Derbyshire D H., Waters W. A., Nature (London), 165, 401 (1950).
10. McClure J. D„ Williams P. H., J. Org. Chem., 27, 24 (1962).
11. Kurz M. E„ Johnson G. J., J. Org. Chem., 36, 3184 (1971)*.
12. Chambers R. D., Goggin P., Musgrave W. K. R„ J. Chem. Soc., 1959, 1804.
13. Hart H., Buehler С. Л., J. Org. Chem., 29, 2397 (1964).
14. Hart H., Acc. Chem. Res., 4, 337 (1971)
15. Rawlinson D. J.. Sosnovsky G., Synthesis, 1972, 1; см. также ссылку ГЦ,
pp. 55-65*.
16. Kovacic P„ Morneweck S. T., J. Am. Chem. Soc., 87, 1566 (1965).
17. Kovacic P„ Kurz M. E., J. Am. Chem. Soc., 87, 4811 (1965).
18. Kurz M. E., Kovacic P., J. Am. Chem. Soc., 89, 4960 (1967).
19 Criegee R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К В., ed ), Part A,
p. 277, Academic Press, New York, 1965, см. особенно pp. 326—334.
20. Rawlinson D. J., Sosnovsky G., Synthesis, 1973, 567.
21. Butler R. N., in: Synthetic Reagents (Pizey J. S., ed ). Vol. 3, p. 277, Ellis
Horwood, Chichester, 1977**.
22. Campbell J. R., Kalman J. R., Pinhey J. T., Sternhell S.. Tetrahedron Lett
1972, 1763.
23. Sethna S. M., Chem. Rev., 49, 91 (1951).
24. См. ссылку [1], pp. 43—54.
5.1.1. Пероксид водорода и кислота Льюиса
Возможность электрофильного ароматического гидроксилирова-
ния впервые была рассмотрена Дербишайром и Уотерсом [1],
которые показали, что 1,3,5-триметилбензол при обработке пер-
оксидом водорода в смеси уксусной и серной кислот да₽т
2,4,6-триметилфенол (табл. 5.1, пример 1): оыло установ-
лено J2], что выходы в этой реакции могут превышать 80 /о.
Пероксид водорода в диэтилэфирате трифторида бора окис-
ляет некоторые ароматические углеводороды в фенолы и хиноны,
однако с низкими выходами (табл. 5.1, пример 2). Простые аро-
* О гидроксилировании и ацилоксилировании ароматических соединений
пероксидами в присутствии соединений металлов см. также: Ogata У., Suwa-
ki У. in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J„
de Jonge C. R. H. L, eds.). Plenum Press, New York, 1986, pp. 839—876. — Прим,
перев. . ,
** См. также: MihailoviS Lj., Cekovic Z., Lorenc L., in: Organic Syntheses
by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W J., de Jonge C. R. H. L, eds.),
Plenum Press, New York, 1986, pp. 741—816. — Прим, перев.
188
5. Арены
магические соединения гидроксилируются с довольно хорошими
выходами пероксидом водорода в присутствии хлорида алюми-
ния (табл. 5.1, примеры 3 и 4). Эффективным катализатором
гидроксилирования некоторых ароматических соединений явля-
ется жидкий фтороводород (табл. 5.1, пример 5). Используя это
сочетание реагентов, можно осуществить гидроксилирование бен-
зола, если проводить реакцию в присутствии диоксида углерода
под давлением (табл. 5.1, пример 6); в отсутствие диоксида
углерода образуется высокоплавкая, растворимая в щелочах
смола.
Общая методика ароматического гидроксилирования в системе пероксид
водорода — хлорид алюминия [4]. Пероксид водорода (0,05 моля в виде
30 или 90%-иого водного раствора) прибавляют по каплям к быстро переме-
шиваемому раствору хлорида алюминии (0,075—0,10 моля) в избытке арома-
тического соединения (0,45—1,0 моля) при 0—5 °C. После короткого индук-
ционного периода происходит экзотермическая реакция. Следует соблюдать
большую осторожность при проведении реакции и не допускать накопления
пероксида водорода в реакционном сосуде. Смесь перемешивают в течение
1—3 ч, а затем гидролизуют разбавленной соляной кислотой. Органический
слой после отделения и осушки можно проанализировать методом ГЖХ.
Фенольные продукты можно получить щелочной экстракцией органической
фазы и очисткой препаративной хроматографией иа колонке, заполненной
смесью апиезона L и хромосорба \V AW DMCS.
1. Derbyshire D. Н, Waters W. A., Nature (London), 165, 401 (1050),
2. Hart Н., Асе. Chem. Res., 4, 337 (1971).
3 McClure J. D., Williams P. H., J. Org. Chem., 27, 24 (1962).
4. Kurz M. E„ Johnson G. J., J. Org. Chem., 36, 3184 (1971).
5. Vesely J. A., Schmerling L.t J. Org. Chem., 35, 4028 (1970).
5.1.2. Трифторопероксиуксусная кислота
Гомологи бензола, исключая толуол, претерпевают электрофиль-
ное гидроксилирование при обработке трифторопероксиуксусной
кислотой в дихлорометане (табл. 5.2, примеры 1 и 2), однако
реакция может осложняться образованием хинонов, и хотя се-
лективность процесса может быть высокой, конверсии субстра-
тов обычно низки. Аналогично превращаются в соответствую-
щие фенолы другие активированные ароматические субстраты
(табл. 5.2, примеры 3 и 4).
Наиболее эффективной комбинацией реагентов является, по-
видимому, система трифторопероксиуксусная кислота—трифто-
рид бора, которая эффективно окисляет в соответствующие фе-
нолы некоторые полиалкилароматические соединения (табл. 5.2,
примеры 5 и 6); следует, однако, заметить, что менее замещен-
ные углеводороды, такие, как бензол и толуол, в этих условиях
в основном осмоляются вследствие дальнейшего окисления пер-
воначально образующихся продуктов. В реакциях с другими
субстратами этот реагент также демонстрирует меньшую селек-
5. Арены
189
тивиость, так что наряду с фенолами образуются циклогекса-
диеноны при атаке реагента по замещенному положению [4].
2,4,6-Триметилфеиол [3]. Раствор трифторопероксиуксусной кислоты при-
готавливают смешением при О °C трифтороуксусиого ангидрида (35 г,
0,167 моля), дихлорометана (50 мл), а затем 90%-ного пероксида водорода
(4 мл, 0,147 моля). Полученному раствору дают в течение нескольких минут
нагреться до комнатной температуры, затем вновь охлаждают до 0 °C и при-
Ме
бавляют по каплям в течение 2,5 ч к раствору 1,3,5-триметилбензола (мезити-
лена) (56,1 г, 0,468 моля) в дихлорометане (100 мл), пропуская в течение
этого времени через реакционную смесь трифторид бора. По окончании при-
бавления смеси дают нагреться до комнатной температуры и добавляют во-
ду (100 мл). Водный слой отделяют, экстрагируют дихлорометаном (3X25 мл)
и объединенные органические вытяжки промывают 10%-ным водным раство-
ром бисульфита натрия до тех пор, пока водный слой не даст отрицательную
пробу с иодидом калия. Затем органический раствор промывают 10%-иым
водным раствором гидрокарбоната натрия, сушат иад сульфатом магния и
упаривают, получая остаток, который перегоняют на колонке, заполненной
стеклянными спиральными насадками. Вначале отгоняется 1,3,5 триметилбеи-
зол (32 г) с т. кнп. 84—86 С/.35 мм рт. ст., а затем 2,4,6-триметилфенол
(17,7 г, 88,5% в расчете на пероксикислоту) с т. кип. 98°С/10 мм рт. ст.
и т. пл. 69—70 °C.
1. Chambers R. D„ Goggin Р., Musgrave IF. К. R., J. Chem. Soc., 1959, 1804.
2. McClure J. D„ Williams P. H., J. Org. Chem., 27, 627 (1962).
3. Hart H„ Buehler C. A., J. Org. Chem., 29, 2397 (1964).
4. Hart H., Acc. Chem. Res., 4, 337 (1971).
5.1.3. Диацилпероксиды и диизопропилпероксидикарбонат
Термическое или фотохимическое разложение диапилпероксидов
в присутствии ароматических субстратов может приводить к аро
матическому ацил оксидированию [1] (схема 5.2). Эту реакцию
проводят обычно с диароилпероксидами [схема 5.2 (Ё = арил)],
АгН -]- RCO3COR-*. ArOCOR + RCOjH
Схема 5.2.
а соединения, успешно окисляющиеся этим способом, содержат
в общем случае реакционноспособные ароматические ядра, ак-
тивированные алкильными или алкоксильными заместителями,
или являются реакционноспособными полиядерными углеводо-
родами. Во многих случаях улучшению выходов и селективности
реакции способствует введение в реакционную систему таких
сореагентов, как кислород, иод, хлорид меди(II) или хлорид
алюминия. Некоторые характерные примеры этого типа окисле-
190
5. Арены
ния приведены в табл. 5.3 (примеры 1—5). Сходным образом
реагируют диарилсульфонилпероксиды, давая арилсульфонил-
оксипроизводные субстрата; в этих условиях продукты замеще-
ния эффективно образуются даже из ароматических соединений,
содержащих электроноакцепторные группы (табл. 5.3, пример 6).
Одной из наиболее важных реакций этого типа является
окисление с использованием диизопропилпероксидикарбоната
(Ме2СНОСО2)2 [8—Ю]. В присутствии хлорида алюминия ал-
килбензолы [8, 9], полициклические ароматические соединения
[10] и ароматические простые эфиры [9,10] (табл. 5.3, пример 7)
превращаются в арилизопропилкарбонаты ДгОСООСНМе2, гид-
ролиз которых дает смеси фенолов с приемлемыми выходами.
Аналогичное превращение можно осуществить, используя вместо
хлорида алюминия хлорид меди(II) в ацетонитрильном раство-
ре [Н]
п-Ксиленилбензоат [5]. Хлорид меди(П) (2,01 г, 0,015 моля) и хлорид
меди(1)* (0,099 г, 1 ммоль) быстро взвешивают, а затем растворяют в аце-
тонитриле (550 мл) при перемешивании и нагревании. После этого добавляют
л-ксилол (106 г, 1 моль) и полученную смесь переносят в колбу емкостью
I л, снабженную мешалкой, холодильником, термометром, газоввбдной труб-
Ме Me
| | OCOPh
О Coda, MeCN, 60= С
+ PhCOgCOPh--------——< J
1
Me Me
кой и капельной воронкой. Реакционную смесь нагревают до 60 СС в атмосфе-
ре азота и прибавляют одной порцией раствор бензоилпероксида (12,1 г,
0,05 моля) в ацетонитриле (150 мл). Через 24 ч реакционную массу вылива-
ют в смесь льда (400 г) и соляной кислоты (100 мл), органический слой от-
деляют и промывают сначала насыщенным водным раствором карбоната нат-
рия (3X200 мл), а затем водой (200 мл). По данным ГЖХ-аиализа, содер-
жание n-ксиленилбеизоата в полученном таким образом органическом раство-
ре соответствует выходу 43%. Органический раствор упаривают, а остаток
переи?ци»т, получая сырой продукт (5,3 г) с т. кип. 93—115 °С/0,15 мм рт. ст.,
частично кристаллизующийся при стоянии. Перекристаллизация этого препа-
рата из легкого петролейного эфира дает п-ксиленилбеизоат (2,69 г, 24%)
с т. пл. 60-61 °C.
1. Rawlinson D J., Sosnovsky G., Synthesis, 1972, 1, см особенно pp. 17—20
и 25—28.
2. Davies D. Hey D. H., Williams G. H., J. Chem. Soc., 1961, 3116.
3. Nakata T„ Tokumaru K, Simamura O., Tetrahedron Lett., 1967, 3303
4. Kovacic P„ Reid C. G„ Brittain M. J., J. Org. Chem., 35, 2152 (1970).
5. Reid C. G., Kovacic P., J. Org. Chem., 34 3308 (1969)
6 Edward J T., Chang H. S., Samad S. A., Can. J. Chem. 40, 804 (1962)
7. Dannley R. L„ Corbett G. E., J. Org. Chem., 31, 153 (1966).
8. Kovacic P„ Morneweck S. T., J. Am. Chem. Soc., 87, 1566 (1965).
Хлорид меди(1) необходим для ускорении разложения пероксида.
5. Арены
191
9. Kovacic Р., Kurz' М. Е„ J. Am. Chem. Soc , 87, 4811 (1965)
10. Kovacic P., Kurz M. E., J. Org. Chem., 31, 2011 (1966).
11. Kurz Af. E., Kovacic P., J. Am. Chem. Soc., 89, 4960 (1967).
5.1.4. Тетраацетат свинца и тетракис(трифтороацетат) свинца
Бензол относительно устойчив к действию тетраацетата свинца
в растворителях, обычно используемых в сочетании с этим ре-
агентом, однако некоторые производные бензола, содержащие
электронодонорные заместители и более реакционноспособные
конденсированные ароматические углеводороды, претерпевают
в ходе термической реакции с этим окислителем ацетоксилиро-
вание в ядро [1] Синтетическая ценность таких процессов не-
велика, так как выходы редко являются высокими из-за возмож-
ности альтернативных реакций, приводящих, например, к мети-
лированию и ацетоксиметилированию ароматического ядра,
к а ацетоксилированию существовавших первоначально в суб-
страте алкильных групп и образованию биарилов.
Менее реакционноспособные субстраты под действием этого
реагента метилируются, а последующее окисление боковой цепи
приводит в конечном счете к ацетоксиметилированию арома-
тического ядра. Интересно, что алкилирование боковой цепи,
по видимому, может быть подавлено, если проводить реакцию
в присутствии сильной кислоты, например трифтороуксусной [2].
Такое изменение реакционной способности, возможно, связано
с увеличением эффективности свинца (IV) как окислителя, кото-
рое наблюдается в присутствии трифтороуксусной кислоты [3]*.
Некоторые примеры ядериого ацетоксилирования приведены
в табл. 5.4 (примеры 1—6). Реакции обычно проводят при тем-
пературах до 100 °C с уксусной кислотой, бензолом или избыт-
ком субстрата в качестве растворителя.
При изучении механизма окисления антрацена тетраацета-
том свинца [11] (табл. 5.4, пример 5) найдено, что на первой
стадии реакции ацетоксигруппы присоединяются в 9- и 10-поло-
жения и в результате образуется смесь цис- и транс-9,10-диацет-
окси-9,10-дигидроантраценов. Оба эти соединения легко теряют
уксусную кислоту при нагревании в уксусной кислоте с образо-
ванием 9-ацетоксиантрацена.
* Следует отметить, что в растворителях — карбоновых кислотах — воз-
можен быстрый обмен между координационной сферой свинца (IV) и раство-
рителем [4] при этом реагентом может быть не тетраацетат свинца, а другие
частицы, содержащие свинец(1У), такие, как тетракис (трифтороацетат) свин-
ца, если реакцию проводят в трифтороуксусной кислоте (по данным работы:
Сергучев Ю. А., Давыдова В. Г., Махонькое Д. И., Белецкая И. П.—ЖОрХ,
1986, 22, с. 1121, в лигандном обмене в таких условиях даже в присутствий
более сильных нуклеофилов, чем трифтороацетат-аиион, участвуют не более
1—2 ацетокси-лигаидов тетраацетата свинца. — Прим, перев.)
<92
5. Арены
Тетракис (трнфтороацетат) свинца в трифтороуксусной кис-
лоте представляет собой эффективный окислитель [12, 13], пре-
вращающий в мягких условиях бензол и монозамещенные бен-
золы в соответствующие фенолы (табл. 5.4, примеры 7—9)*.
Из монозамещенных бензолов образуются преимущественно
лара-дизамещенные. Полагают, что эта реакция протекает по
механизму электрофильного замещения с участием арилсвинец-
трис (трифтороацетатов) в качестве интермедиатов [13]**.
1-Ацетокси-4-бензамидонафталин [8]. К суспензии 1-бензамидонафталина
(6,17 г, 0,025 моля) в сухом диэтиловом эфире (100 мл) прибавляют при
перемешивании тетраацетат свинца (23,25 г, 0,025.моля). Полученную смесь
перемешивают при комнатной температуре в течение 4 ч, а затем обрабаты-
ОАс
NHCOPh NHCOPh
вают 1,2-этандиолом (2 мл). Выпавший белый осадок отфильтровывают и
растворяют в хлороформе. Этот раствор промывают несколькими порциями
воды. Упаривание органического раствора дает сырой продукт (5,2 г, 68%),
который перекристаллизовывают из бензола и получают 1-ацетокси-4-бенз-
амидонафталин с т. пл. 194—194,5 °C.
1. Основные ссылки см. в разд. 5.1, ссылки [19—21].
2. Rennie R. А., пат. ФРГ 2128542 (1971) [С. А., 76, 72210 (1972)].
3. Norman R. О. С., Thomas С. В., Wilson J. S., J. Chem. Soc. (В), 1971,
518.
4 Evans Е. A., Huston J. L., Norris T. H., J. Am. Chem. Soc., 74, 4985 (1952).
5. Norman R. О. C.. Thomas С. B., J. Chem. Soc. (B), 1970, 421.
6. Fieser L. F., Clapp R. C., Daudt W. H„ J. Am. Chem. Soc., 64, 2052 (1942).
7. Heiba E. I., Dessau R. M., Koehl W. I., J Am. Chem Soc, 91, 6830 (1969).
8. Ritcher H. J., Dressier R. L., J. Org. Chem., 27, 4066 (1962).
9. Meyer К. H., Justus Liebigs Ann. Chem., 379, 37 (1911).
10. Fieser L. F., Hershberg E. B., J Am. Chem. Soc., 60, 1893 (1938).
11. Fieser L. F., Putman S. T.. J. Am. Chem. Soc., 69, 1038 (1947)
• Отмстим, что, по данным работы [3], тетраацетат свинца в трифтсро-
уксусной кислоте также реагирует с бензолом, давая фенол с выходом прибли-
зительно до 80%.
** Подробное обсуждение механизмов реакций окисления ароматических
соединений солями снинца(1У) см.: Белецкая И. П., Махонькое Д. И, —Ут.
хим., 1981, 50, с. 1007; Mihailovif М. Lj., Cekovic Z., Lorens L. in: Organic
Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I.,
eds.), Plenum Press, New York, 1986, pp. 741—816. Отметим, что в ряде слу-
чаев эффективность окисления рассмотренного типа в трифтороуксусной кис-
лоте значительно возрастает в присутствии добавок хлорида лития, а также
при замене трифтороуксусной кислоты перфторогептаповой кислотой (Сергу-
чев Ю. А., Давыдова В. Г., Махонькое Д. И., Белецкая И. П. — ЖОХ, 1986
22, с. 1121). — Прим, перев.
5. Арены
193
12 Partch R. E., J. Am. Chem. Soc., 89, 3662 (1967).
13. Campbell J. R., Kalman J R Pinhey J T., Sternhell S., Tetrahedron LetL,
1972, 1763.
5.1.5. Персульфат калия (окисление персульфатом по Элбсу)
Фенолы можно окислить в п-дифенолы обработкой щелочным
раствором персульфата калия [1]. Реакция протекает через
промежуточное образование гидроксифенилсульфата калия, ко-
торый затем в кислом растворе гидролизуется до дифенола
(схема 5.3). Выходы обычно низки и в лучшем случае составля-
ют от 30 до 50%, однако продукты, как правило, можно выде-
лить в довольно чистом виде, так как промежуточно образую-
щийся гидроксифенилсульфат калия растворим в воде и, следо-
вательно, другие органические продукты можно легко удалить
экстракцией органическим растворителем. Значительную часть
исходного материала обычно выделяют обратно.
Схема 5.3.
Если пара-положение в исходном феноле уже замещено, ре
акция проходит по орто-положению, однако со значительно
меньшим выходом. Используя избыток персульфата, можно
ввести в молекулу субстрата две гидроксильные группы: одну
в орто-, а другую в пара-положение к исходной гидроксильной
группе. Выходы при таком окислении обычно лучше, если в фе-
ноле присутствуют электроноакцепторные группы.
Альдегидная группа сохраняется в условиях реакции, однако
при окислении полиатомных фенолов все гидроксильные группы,
кроме одной, следует защищать, чтобы избежать окислительной
деградации молекулы.
Первичные, вторичные и третичные ароматические амииы
также окисляются в условиях реакции Элбса* с образованием
главным образом продуктов орто-замещения, однако если орто
положения заняты, реакция происходит по пара-положению.
Примеры окисления фенольных субстратов персульфатом да-
ны в табл. 5.5.
Кинетические исследования [8—10] окисления этого типа
позволяют предположить, что стадией, определяющей скорость
• Окисление ароматических аминов персульфатом часто называют окисле-
нием по Бойлэнду — Симсу [2].
. 13-39
194
5. Л рент
процесса, является электрофильная атака персульфат-аниопа
на фенолят-анион (схема 5.4). Альтернативный механизм [9]
предусматривает атаку персульфат-иона на фенолят-анион по
атому кислорода, а не углерода.
s»o.*~
-so/
Схема 54
Общая методика гидроксилирования фенолов. окислением персульфатом
по Элбсу [3]. К раствору фенола (1 моль) в 10%-ном водном гидроксиде
натрия (5 молей) при перемешивании медленно (в течение 3—4 ч) прибав-
ляют насыщенный водный раствор персульфата калия (1 моль). Температу-
ру реакционной смеси поддерживают не выше 20 °C. Раствор оставляют на
ночь, после чего подкисляют (используя в качестве индикатора конго крас-
ный), в случае необходимости фильтруют и дважды экстрагируют диэтиловым
эфиром. Водный слой обрабатывают избытком соляной кислоты, нагревают
иа водяной бане в течение 0,5 ч, охлаждают и экстрагируют диэтиловым
эфиром. Объединенные экстракты сушат и упаривают, получая сырой про-
дукт, который затем перегоняют и получают двухатомный феиол.
1. Основные ссылки см. в разд. 5.1, ссылки [23—24].
2. Boyland Е., Sims Р., J. Chem. Soc., 1958, 4198; см. также предшествующие
статьи этой серии работ.
3. Baker W„ Brown N. С, J. Chem. Soc., 1948, 2303.
4. Simpson T. H., J. Org. Chem., 28, 2107 (1963).
5. Baker IT., J. Chem. Soc., 1941, 662.
6. Fukushima S., Ueno A., Akahori Y., Chem. Pharm. Bull.. 12, 307 (1964).
7. Boyland E., Sims P., J. Chem. Soc., 1954, 980.
8. Behrman E. J., Walker P. P., J. Am. Chem. Soc., 84, 3454 (1962).
9. Behrman E. J„ J. Am. Chem. Soc., 85. 3478 (1963).
10. Ogata Y., Akada T., Tetrahedron. 26, 5945 (1970).
5.2. Получение хинонов
В общем случае выходы при прямом окислении аренов в хиноны
невысоки [1—5] (схема 5.5)*, однако в тех случаях, когда угле-
водород легко доступен, а образующийся хинон стабилен, этот
способ может оказаться синтетически ценным. Бензол не имеет
смысла окислять в 1,4-бензохинон в лабораторных масштабах
(схема 5.5 (а)], хотя при анодном окислении [6] хинон обра-
зуется с выходом 76%, а в сильнокислых средах такое окисление
• Хотя 1,2-хиноны логически включены в схему 5.5 (а) и (б), следует от-
метить, что 1,2-хиноиы бензольного и нафталинового ряда по сравнению с со-
ответствующими аналогами 1,4-хиноиов в общем случае малостабильны, высо-
коэнергетичны и реакционноспособны и не образуются в заметной степени
при окислении исходных углеводородов.
5. Арены
195
можно провести с участием как оксида серебра(П) [7], так и
нитрата аммония-церия(1У) [7], однако выходы низки.
Схема 5.5.
Полициклические ароматические системы окисляются в
1,4-хиноны [схема 5.5 (б)] или 1,2-хиноны [схема 5.5 (в)] с вы-
ходами от умеренных до хороших различными реагентами, из
которых наиболее широко используются хромсодержащие окис-
лители. 1,2-Хиионы обычно образуются только из тех аромати-
ческих систем, где ароматический характер связи двух вици
нальных атомов углерода ослаблен вследствие частичной лока-
лизации этой связи, например в 9,10-положениях фенантрена.
Ввиду существования очень большого числа окислителей,
способных окислять арены в хиноны, они не рассматриваются
здесь по отдельности, однако типичные способы применения
некоторых из них приведены в следующем разделе.
1. Thompson R. Н., in: The Chemistry of the Quinoid Coumpounds (Patai S.,
ed ). Part 1, p. Ill, Wiley (Interscience), London, 1974.
2. Grundmann C., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Grund-
mann C., ed.), 4th ed., Vol. 5/2b, pp. 562—565, Thieme, Stuttgart, 1981.
3. Ulrich H., Richter R., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weil)
Grundmann C., ed.), 4th ed., Vol. 7/3a, Part 1, pp. 23—27, Thieme, Stuttgart,
1977.
4. Grundmann C., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Grund-
mann G., ed.), 4th ed., Vol. 7/3b, pp. 13—15, Thieme, Stuttgart, 1979.
5. Bayer O., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Bayer O.,
ed ), 4th ed., Vol. 7/3c, pp. 18—20, Thieme, Stuttgart, 1979.
6. Friedrich A., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Muller E.,
ed.), 4th ed., Vol. 4/lb, Part 2, p. 996, Thieme, Stuttgart, 1975.
7. Sy per L., Tetrahedron Lett., 1967, 4193.
13*
166
5. Арены
5.2.1. Реагенты для окисления аренов в хиноны
Характерные примеры получения хинонов из аренов с примене-
нием различных окислителей приведены в табл. 5.6. Использо-
ванные для этой цели окислители включают: триоксид хрома
в уксусной (табл. 5.6, пример 1) или серной (табл. 5.6, при-
мер 2) кислоте, хлорат натрия в смеси уксусной и серной кислот
в присутствии пентаоксида ванадия (табл. 5.6, пример 3), ацетат
марганца(III) (табл. 5.6, пример 4), бихромат натрия в серной
кислоте с тетрахлорометаном (окисление в двухфазной системе)
(табл. 5.6, пример 5), сульфат аммония-церия(1¥) в системе
разбавленная серная кислота—ацетонитрил (табл. 5.6, при-
мер 6), иодную кислоту (табл. 5.6, пример 7), йодноватую кис-
лоту (табл. 5.6, пример 8), пероксид водорода в уксусной кисло-
те (табл. 5.6, пример 9) и тетраоксид рутения (табл. 5.6, при-
мер 10) *. Ввиду общности процессов окисления полицикличе-
ских ароматических соединений ниже приведена только одна
методика такого окисления.
Окисление полициклических ароматических соединений сульфатом аммо-
ния-цсрии(1У)— общая методика [6]. Сульфат аммония-церня(1¥) (6 ммо-
лей) в 2 М серной кислоте (50 мл) прибавляют к раствору или суспензии
углеводорода (1 ммоль) в ацетонитриле и 2 М серной кислоте (10 мл) и
смесь перемешивают при 25—50 °C в течение 4—6 ч в зависимости от реак-
ционной способности субстрата. В ходе реакции осаждается соль церия(Ш).
По окончании реакции раствор декантируют в делительную воронку, разбав-
ляют водой и экстрагируют диэтиловым эфиром. Объединенные экстракты су-
шат и упаривают. Полученный остаток можно очистить перекристаллизацией
или хроматографически.
Отдельного упоминания заслуживает реакция бензола или
алкилбензолов с трифтороацетатом таллия(III) с последующим
окислением образующихся при этом арилталлий(III)трифторо-
ацетатов пероксидом водорода (схема 5.6), позволяющая гладко
превращать такие ароматические субстраты в соответствующие
* Для проведения таких реакций в лабораторных масштабах также ши-
роко используется значительно более дешевая и доступная азотная кислота
в самых различных растворителях (Vogel A., in: Ullmann’s Encyclopadie dec
Technishen Chemie, Band 7, S. 579—584, Verlag Chemie, Weinheim, 1979; Козо-
рез Л. А., Денисенко Г. И., ЖПХ, 1980, 53, с. 1918)**. — Прим, перев.
** Отметим, что все приведенные выше методы окисления предполагают
использование значительных количеств реагента (как минимум 6 молей одно-
электроиного окислителя иа 1 моль субстрата). Между тем описаны способы
проведения аналогичных реакций в таких растворителях, как уксусная кисло-
та, нитробензол или галогенбензолы, с использованием в качестве окислителя
кислорода или воздуха в присутствии каталитических количеств азотсодержа-
щих окислителей (азотной кислоты, оксидов азота, нитратов и нитритов щелоч-
ных металлов) (Das С. К., Das N. S., J. Chem. Technol. Bioteclmol 32, 643
(1982); Заявка PCT 80/01693 (1981) [С. A., 94, 103071 (1981)]). — Прим, перев.
5. Арены
197
1,4-бензохиноны [11]*. Окисление таллийорганического соеди-
нения 1 сопровождается или элиминированием, или миграцией
Схема 5.6.
пара-заместителя R1 в 1 с образованием 1,4-хинона (2), где
R4=H или R4=R‘ соответственно. Пример такого процесса при-
веден в табл. 5.6 (пример 11).
1,4-Бензохиноны (общая методика) (11). Арилталлий(П1)трнфтороацстат
получают [11, 12], обрабатывая ароматический субстрат эквнмольным коли-
чеством трифтороацстата таллия(Ш), растворенного в трифтороуксусной
кислоте. Если арилталлий(Ш)трифтороацетат кристаллизуется из реакцион-
ной смеси, его отделяют фильтрованием, промывают небольшим количеством
1,2-дихлорометана и сушат. В ином случае трифтороуксусную кислоту отго-
няют при пониженном давлении при температуре ниже 50 °C, полученный
таким образом твердый продукт промывают 1,2-дихлорометаиом и сушат.
К энергично перемешиваемому раствору арилталлий(1П)трифтороацетата
(2,5 ммоля) в трифтороуксусной кислоте (10 мл) и сухом дихлорометане
(10 мл) добавляют по каплям 90%-ный пероксид водорода (0,15 мл, 5 ммо-
лей). Полученную смесь перемешивают в течение 6—8 ч, затем выливают
в ледяную воду н водную смесь экстрагируют хлороформом. Органический экст-
ракт промывают водой, сушат над сульфатом натрия и упаривают, получая
остаток, который очищают колоночной хроматографией на силикагеле, исполь-
зуя в качестве элюеига хлороформ.
1. Синтезы органических препаратов Сб 5. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1954,
с. 41.
2. Синтезы органических препаратов. Сб. 6. Пер. с аигл. — М.: ИЛ, 1956,
с. 73.
3. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ.—М.: ИЛ, 1949,
с. 545.
4 Aratani Т., Dewar М. J. S., J. Аш. Chem. Soc., 88, 5479 (1966).
5. Li L., Elliot IT H., J Am. Chem Soc., 74, 4089 (1952).
6. Periasamy M., Bhatt M. V'., Synthesis, 1977, 330.
7. Fatiadi A. J., J. Chem. Soc., Chem. Commun, 1967, 1087.
8. Fuson R. C., Tomboulian P„ J. Am. Chem. Soc., 79, 956 (1957).
9. Arnold R. T., Larson R., J. Org Chem., 5, 250 (1940).
10. Djerassi C„ Engle R. R„ J. Am. Chem. Soc., 75, 3838 (1953).
11. Chip G. K., Grossert J. S., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1972, 1629.
12 McKillop A., Hunt J. D., Zelesko M. J. Fowler J. S., Taylor E. C„ McGil-
livray G., Kienzlc F., J. Am. Chem. Soc., 93, 4841 (1971).
* Хотя эта процедура, строго говоря, ие является прямым окислением,
так как включает промежуточное образование арилталлий(1П) трифтороаце-
тата, ценность этого метода оправдывает его обсуждение и данном контексте.
198
5. Арены
5.3. Окислительное расщепление аренов
Окислительное расщепление аренов представляет значительный
промышленный интерес, так как этим методом можно получить
два важных органических соединения — малеиновый и фталевый
ангидриды [1] [схема 5.7, (а) и (б) соответственно]. В частно-
сти, окисление углеводородов воздухом при высоких температу-
рах на катализаторах, содержащих оксид ва надия (V), исполь-
зуется для получения этих ангидридов в промышленности [1].
Расщепление ароматических соединений такого типа можно
провести с использованием ряда других окислителей, однако
в лабораторных условиях такие реакции нашли ограниченное
применение. Озонолиз соединений, содержащих ароматический
цикл, проводят с целью синтетических и структурных исследо-
ваний [2—5]; действием пероксиуксусной кислоты проведено
окислительное расщепление одного из циклов в некоторых по-
лициклических ароматических соединениях с образованием про-
изводных дикарбоновых кислот [1,6].
Для расщепления одного из колец при окислении полицикли-
ческих ароматических соединений часто используется перманга-
нат калия в щелочных растворах [7—9].
Один из наиболее полезных окислителей для окислительного
расщепления ароматических колец — тетраоксид рутения [10—
12]. Ароматические ядра реагируют с этим окислителем так же
быстро, как алкеновые субстраты, и он является, по-видимому,
паилучшим реагентом для этого типа окисления.
Опубликована монография, в которой приведено много при-
меров частичной окислительной деградации ароматических сое-
динений [13].
1. Grundmann С., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben Wcyl)
(Grundmann C„ ed.), 4th ed., Vol. 5/2b, pp. 528, Thieme, Stuttgart, 1981,
см. особенно c. 562—570*.
• См. также: Freeman F^ in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R H. I., eds ), Plenum Press, New York,
1986, pp. 1—39. — Прим, перев.
5. Арены
199
2. Long L„ Jr., Chem. Rev., 27, 437 (1940).
3. Bailey P. S„ Chem. Rev., 58, 925 (1958).
4. Belew J. S., in; Oxidation (Augustine R. L., ed.), Vol. 1, p. 259, Dekker,
New York, 1969.
5. Bailey P S., Ozonation in Organic Chemistry, Vol 2, Chapters 3—6, Acade-
mic Press, New York, 1982*.
6. Lewis S. N., in: Oxidation (Augustine R. L, ed.), Vol. 1, p. 213, Dekker,
New York, 1969, см. особенно c. 235—236.
7. Stewart R., in: Oxidation in Organic Chemistry (Wiberg К. B., ed.), Part A,
p. 1, Academic Press, New York, 1965, см. особенно c. 47.
8. Lee D. S., in: Oxidation (Augustine R. L., ed.) Vol. 1, p 1, Dekker, New
York, 1969, см. особенно c. 36—38.
9. Arndt D., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl) (Muller E„
ed.), 4th ed., Vol. 4/lb, Part 2, p. 465, Thieme, Stuttgart, 1975, см. особенно
c. 638—645**.
10. Lee D. G., van den Engh M., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanov-
sky W. S., ed.). Part B, p. 177, Academic Press, New York, 1973, см. особен-
но c. 194—196.
11. Courtney J. L., Swanborough K. E, Rev. Pure Appl. Chem., 22, 47 (1972).
12. Wistuba B., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl), (Muller,
ed.), 4th ed.. Vol. 4/lb, Part 2, p. 853, Thieme, Stuttgart, 1975***.
13. Tipson R. S., Natl. Bur. Stand (U. S.) Monogr., 87 (1965).
5.3.1. Озон
Уникальность озонолиза [1] заключается в том, что этот метод
позволяет расщеплять ароматический углеводород в соответст-
вии с его каноническими структурами, составляющими резонанс-
ный гибрид. Так, гибридная структура о-ксилола была под-
тверждена получением в ожидаемых соотношениях продуктов
его озонолиза — глиоксаля, метилглиоксаля и диацетила [2—5]
[схема 5.8, (а) и (б)].
Me
---> 2ОНССНО 4- МеСОСОМе
(а)
Me
OHCCHO-J- 2МеСОСНО
(б)
Бензольное кольцо в реакции с озоном значительно менее
реакционноспособно, чем алкеновая двойная связь, а среди про-
* О реакциях ароматических соединений с озоном см. также: Разумов-
ский С. Д., Зайков Г. Е. Озон и его реакции с органическими соединениями
(кинетика и механизм).—М.: Наука, 1974. — Прим перев.
*• См. также: Fatiadi A. J., Synthesis, 1987, 85. — Прим, перев.
*** См. также: Courthney J. L., in: Organic Syntheses by Oxidation with
Metal Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New
York, 1986, pp. 445—468. — Прим, перев.
200
5. Арены
стейших ароматических соединений реакционная способность
сильно возрастает при переходе от бензола к нафталину и далее
к фенантрену*. Такой порядок изменения реакционной способ-
ности соответствует порядку увеличения энергии локализации
связей. Для ароматических систем типа пирена или антрацена
при реакции с озоном возможна конкуренция между озонолизом
и образованием хииона или, иначе говоря, между «атакой свя-
зи» и «атакой атома» [7J. Озонирование антрацена — довольно
сложный процесс. При этом наиболее важно то, что направле-
ние реакции сильно зависит от природы растворителя: образо-
ванию антрахинонов способствуют протонные растворители,
а получению фталевой кислоты — апротонные.
При озонолизе электроиодонорные заместители активируют,
а электроноакцепторные группы дезактивируют то ароматиче-
ское ядро, с которым они соединены. Селективность озонолиза
была прекрасно использована в синтезе стрихнина [8]. В клю-
чевом интермедиате, содержащем три по-разному замещенных
бензольных ядра, при озонолизе селективно окислялось кольцо,
активированное двумя метоксигруппами, причем расщепление
этого кольца происходило между атомами углерода, связанными
с заместителями (табл. 5.7, пример 1).
Расщепление ароматического ядра в некоторых фенольных
производных дегидроабиетиновой кислоты легко происходит с
отщеплением только двух углеродных атомов фенольного коль-
ца, причем от типа замещения в исходном феноле зависит то,
какие именно связи подвергаются расщеплению (табл. 5.7, при-
меры 2 и 3).
Исчерпывающий озонолиз использован для превращения сте
реоизомеров труксиллиевой кислоты (1,3-дифенилциклобутан-
2,4-дикарбоновой кислоты) в соответствующие стереоизомеры
циклобутан-1,2,3,4-тетракарбоновой кислоты (табл. 5.7, при-
мер 4); интересно, что окисление пери-труксиллиевой кислоты
дает бензойную кислоту, а окисление ангидрида этой кислоты
приводит после окисления промежуточного продукта озонолиза
пероксидом водорода к ожидаемой полностью цис-тетракарбо-
новой кислоте (табл. 5.7, пример 5) Г Интересным вариантом
исчерпывающего озонолиза, обладающим, по-видимому, значи-
тельными синтетическими возможностями, является проведение
реакции в системе твердое вещество—газовая фаза с аромати-
ческим соединением, адсорбированным иа силикагеле (табл. 5.7,
пример 6) В таком препаративно несложном методе получены
приемлемые выходы продуктов, и, что наиболее ценно, при этом
отпадает необходимость в разложении промежуточно образую-
* Озонирование ароматических соединений исчерпывающе рассмотрено в
обзоре [6].
5. Лрены
201
щегося озонида или гидропероксида, так как это происходит на
силикагеле.
Реакцией с озоном можно расщепить только одно из колец
нафталина; так, в метаноле субстрат поглощает 2 экв. озона,
давая с высоким выходом гемиперацеталь, 4-метокси-2,3-бензо-
диоксан-1-ол (табл. 5.7, пример 7). 2,3-Диметилнафталин и
2-гидроксинафталин реагируют с озоном преимущественно тем
же путем, что и сам нафталин, однако в противоположность
этому 2-метоксинафталин окисляется главным образом в 1,4-ди-
метокси-2,3-бензодиоксан (3). Промежуточные продукты озоно-
лиза можно превратить в метилфталальдегидат (4), фтальдеги-
довую кислоту (5) и фталевую кислоту (6) с высокими выхода-
ми [14J.
s 6
Расщепление фенантрена в метаноле представляет собой
легкий путь к о.о'-дизамещенным производным дифенила, и вы-
бором подходящего способа обработки можно получить дифен-
альдегидовую кислоту (2'-формил-2-дифенилкарбоповую кисло-
ту) (табл. 5.7, примерв), дифенальдегид (2,2'-диформилдифенил)
(табл. 5.7, пример 9), метилдифенальдегидат [15] (2-формил-
2'-метоксикарбонилдифеиил) или дифеновую кислоту [15]
(2,2'-дифенил ди карбоновую кислоту).
В последнее время исчерпывающий озонолиз использован
для получения 18-членного тетралактона из дибензо-18-краун-6
(табл. 5.7, пример 10).
Дифенальдегидовая кислота [15]. В стандартный сосуд для озонолиза
помещают суспензию тонкоизмельченного фенантрена (10 г, 0,056 моля) в су-
хом метаноле (100 мл); такую суспензию легко приготовить, растворив фе-
нантрен в кипящем растворителе, а затем быстро охладив этот раствор.
Реакционную смесь охлаждают до —30 °C в баие с ацетоном и сухим льдом
и в нее пропускают смесь кислорода и озона, содержащую 4—6% озона
по весу со скоростью приблизительно 20 л/ч до полного превращения фе-
нантрена, иа что указывает исчезновение суспендированного субстрата. К сме-
си прибавляют две-три капли концентрированной соляной кислоты и выдер-
живают раствор в течение 1 ч при комнатной температуре, а затем при О—
202
5. Арены
4 °C в течение приблизительно 12 ч. Выпавшие кристаллы отфильтровывают
с отсасыванием и получают сырой продукт (11,5—12,5 г, 75—82%) с т. пл.
178—181 °C, который растирают с 2-бутаноиом при комнатной температуре.
После охлаждения полученной суспензии ее фильтруют и получают (с поте-
рей 5—10%) 3,8-диметокси-4,5,6,7-дибензо-1,2-диоксациклооктаи с т. пл. 180—
181 °C.
Смесь этого диоксапиклооктаиа (10 г, 0,0368 моля) и 95%-ного этилово-
го спирта (200 мл), содержащую 10%-ный водный раствор гидроксида натрия,
кипятят в течение 15 мин; при этом твердый продукт растворяется. После
охлаждения полученного таким образом раствора его подкисляют добавле-
нием концентрированной соляной кислоты и прибавляют воду до появления
мути. После этого потиранием стеклянной палочкой вызывают начало кри-
сталлизации, а затем медленно добавляют к смеси воду до завершения осаж-
дения. Полученный осадок отфильтровывают и получают материал (6,7—
7,3 г, 81—88%) с т. пл. 130—132 °C. Этот продукт перекристаллизовывают
из смеси метанол — вода (объемное соотношение 1:1) (100 мл) и получают
дифенальдегидовую кислоту (5,36—6,94 г, 65—84%) с т. пл. 134—135 °C.
1. Основные ссылки см. в разд. 5.3, ссылки [2—5].
2. Levinc A. A., Cole A. G.,J. Am. Chem. Soc., 54, 338 (1932).
3. Wibaut J. P., Haaijman P. U7., Nature (London), 144, 290 (1939).
4. Haaijman P. W., Wibaut J. P., Rec. Trav. Chim. Pays-Bas, 60, 842 (1941).
5. Wibaut J. P„ Bull. Soc. Chim Fr„ 1950, 996.
6. См. разд. 5.3, ссылка [5].
7. См. разд. 5.3, ссылка [5], гл. 4 и 5.
8. Woogward R. В., Cava М. Р.. Ollis W. D„ Hunger A., Daeniker Н. U„ Schen-
ker К., Tetrahedron, 19, 247 (1963).
9. Bell R. A., Gravestock M. B., Can. J. Chem., 48, 1105 (1970)
10. Akita H„ Mori K., Tahara A., Chem. Pharm. Bull., 25, 974 (1977); другие
примеры, иллюстрирующие влияние характера замещения на направление
расщепления ароматического цикла в фенолах, см.: Akita Н., Oishi Т.,
Tetrahedron Lett, 1978, 3733.
11. Criegee R., Hover H., Chem. Ber., 93, 2521 (I960).
12. Criegee R., Funke W., Chem. Ber., 94, 2358 (1961).
13. Klein H., Steinmetz A., Tetrahedron Lett., 1975, 4249.
14. Bailey P. S., Bath S. S„ Dobinson F., Garcia-Sharp F. J., Johnson C. D.,
J. Org. Chem., 29, 697 (1964).
15. Синтезы органических препаратов. Сб. 12. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1964,
с. 59.
16. Синтезы органических препаратов. Сб. 12. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1964,
с. 61.
17. Kogel W., Schroder G., Tetrahedron Lett., 1978, 623.
5.3.2. Пероксиуксусиая кислота
Бензол устойчив к действию пероксиуксусной кислоты, однако
конденсированные ароматические соединения, такие, как наф-
талин [1] и фенантрен [2, 3], реагируют с избытком этого окис-
5. Арены
203
лителя* с образованием соответственно (2)-2-карбоксикоричной
и дифеновой кислот [схема 5.9 (а) и (б) соответственно]. Окис-
Схема. 5.9.
ление нафталина при кипячении с пероксидом водорода в уксус-
ной кислоте в присутствии молибдата аммония дает, вероятно,
в результате внутримолекулярного присоединения типа Михаэля
в первоначально образующейся (Z) -2-карбоксикоричной кислоте
лактон 3-(2-карбоксифенил)-3-гидроксипропановой кислоты (7)
с выходом 69% [4]. Отметим, что в отсутствие молибдата аммо-
ния выход лактона составляет лишь 43%.
О
СНаС0аН
1 Bbeseken J., Slooff G., Rec. Trav. Chim. Pays-Bas, 49, 100 (1930).
2. O'Connor W. F., Moriconi E. J., J. Am. Chem. Soc., 73, 4044 (1951).
3. O’Connor W. F., Moriconi E. J., Ind. Eng. Chem., 45, 277 (1953) [C. A., 48,
1313 (1954)].
4. Paacke-fels 1. D„ Wang C. H„ Robins R. K., Christensen В. E., J Org. Chem.,
15, 627 (1950).
5.3.3. Перманганат калия
Бензол относительно устойчив к действию перманганата калия,
однако в конденсированных ароматических системах при обра-
ботке щелочными растворами этого окислителя расщепляется
один или более циклов [1]. Так, нафталин дает фталоновую
кислоту (табл. 5.8, пример 1), из которой декарбоксилированием
под действием бисульфата натрия можно получить фтальдеги-
довую кислоту [2]. Направление окисления может определяться
природой заместителей в одном или нескольких ядрах; так,
в сравнении с незамещенными кольцами преимущественно рас-
* Фенантрен окисляли смесью ледяной уксусной кислоты и 50%-ного
пероксида водорода. Предполагается, что окислителем при этом, по меньшей
мере частично, является пероксиуксусиая кислота. Интересно, что при исполь-
зования 50%-иого пероксида водорода выход дифеновой кислоты выше, а с
90%-ным пероксидом выход ниже, и продукт труднее очистить.
204
5. Арены
щепляются циклы, содержащие нитрогруппы. Например, 1-нит-
ронафталин окисляется с образованием фталоповой кислоты
с хорошим выходом* (табл. 5.8, пример 2), а 1-бромо-5-нитро-
нафталин дает смеси изомерных 3-бромо- и 6 бромофталоновых
кислот (табл. 5.8, пример 3). Расщеплению ароматического
кольца также благоприятствует наличие в кольце электронодо-
норных заместителей; так, 1-метокси-, 2-метокси-, 1,4-диметокси-
и 2,3-диметоксинафталины дают при обработке щелочным рас-
твором перманганата калия преимущественно фталевую кислоту
(табл. 5.8, примеры 4—7) Фенантрен при продолжительной об-
работке щелочным перманганатом расщепляется, как и следо-
вало ожидать, по 9,10-положению (табл 5.8, пример 8).
Фталоиовая кислота (анилиновое производное) [3]. В колбе, снабженной
обратным холодильником, капельной воронкой и эффективной мешалкой, на-
гревают до кипения раствор 1-иитроиафталииа (43 г) в 0,5 М водном раство-
ре гидроксида натрия (500 мл) и к этому раствору прибавляют небольшими
порциями в течение 1,5 ч горячий раствор** перманганата калия (2,12 г) в во-
де (1500 мл). По завершении прибавления кипячение продолжают еще в те-
чение 0,5 ч, а затем добавляют этиловый спирт в количестве, достаточном
для разложения остатка перманганата. Реакционную смесь охлаждают и
фильтруют. Фильтрат подкисляют концентрированной соляной кислотой
(140 мл) и упаривают до объема приблизительно 500 мл. Затем прибавляют
анилин (100 г), полученный раствор нагревают при 100°C в течение 2 ч,
а затем дают ему остыть. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат при
комнатной температуре. Сырой продукт (67 г, 74%) перекристаллизовывают
из этилового спирта после обработки активированным углем и полученный
таким образом кристаллический продукт еще раз перекристаллизовывают из
этилового спирта, получая анилиновое производное фталоновой кислоты с т. пл.
162—164°C (разд.).
1. Основные ссылки см. в разд. 5.3, ссылки [7—9].
2. Синтезы органических препаратов. Сб. 2. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1949,
с. 27.
3. Gardner /. Н„ J. Am. Chem. Soc., 49, 1831 (1927)
4. Beilstein F., Kurbatow A., Justus Liebigs Ann. Chem., 202, 213 (1880), cm.
особенно c. 217—218.
5. Marvell E. N., Logan A. V., Christensen В. E„ Roberti P., Cook M., J. Org.
Chem., 24, 224 (1959).
* Продукт этой реакции окисления отличается от продукта окисления три
оксидом хрома в уксусной кислоте, где в основном образуется 3-нитрофтале-
вая кяслота [4].
** Чтобы предотвратить кристаллизацию перманганата калия в капельной
вороике, раствор, температуру которого поддерживают близкой к температу-
ре кипения, переносят в воронку малыми порциями, так, чтобы за время
прибавления его в колбу он ие успевал остыть до начала осаждения соли.
5. Арены
205
6. Максимов О. Б., Красовская И. П., Шаповалов В. Е. — Изв. АН СССР,
сер. хим., 1969, 719.
7. Charrier G., Beretta A., Gazz. Chim. Hal., 54, 765 (1924) [С. A., 19, 1264
(1925)].
5.3.4. Тетраоксид рутения [1]
О способности этого окислителя атаковать ароматический цикл
можно судить по тому, что обработка бензола тетраоксидом ру-
тения вызывает сильный взрыв [2J. Контролируемое окисление
фенантрена с образованием 9,10-фепаптренхинона [2]* возмож-
но при использовании тетраоксида рутения в тетрахлорометане
при —5 °C, однако мгновенная реакция с этим окислителем бен-
зола и пиридина позволяет сделать вывод [4J, что этот тетра-
оксид может стать новым реагентом для расщепления аромати-
ческого ядра алкилбензолов, причем в ходе окисления остается
нетронутой боковая цепь. Важное доказательство полезности
тетраоксида рутения как реагента для селективного окисления
ароматических колец получено в ходе структурных исследований
3-фенилциклобутанкарбоновой кислоты, окисление которой этим
тетраоксидом дает известную цнс-1,3-циклобутапкарбоповую
кислоту (табл. 5.9, пример 1)**. Аналогично окисляются п-ОМе-,
.м-Ме-, n-F-, м-F- и м-СРз-производные чис-З-фенилциклобутан-
карбоновой кислоты [7]. Окисление в лабораторных масштабах
4 трет бутилфенола и фенилциклогексана в двухфазной системе
вода—тетрахлорометап с использованием каталитических коли-
честв трихлорида рутения или гидратированного диоксида ру-
тения как предшественников тетраоксида в сочетании с мета-
периодатом натрия в качестве второго окислителя дает соответ-
ственно пивалиновую кислоту и циклогексанкарбоповую кисло-
ту, однако с довольно низкими выходами*** (табл. 5.9, приме-
ры 2 и 3).
Такой метод окисления нашел интересное применение для
деструкции стероидов, содержащих ароматический цикл [8J;
так, эстрон' каталитически окисляется в смеси ацетон—вода
с расщеплением цикла А и образованием с хорошим выходом
кетодикарбоновой кислоты (табл. 5.9, пример 4). Интересно, что
ири окислении диацетата эстрадиола (8) расщепление кольца
* Окисление пирена тетраоксядом рутения протекает иеспецифячио я при-
водит к образованию пирен-4,5-хинона (11%) и пиреи-1,6-хинона (2%) наряду
с некоторыми другими продуктами окисления, в том числе производными фе-
нантрена, возникающими при расщеплении цикла [3].
** Примечательно, что попытка окислительной деструкции с использова
нием озона в данном случае оказалась безуспешной [6].
“* Отмечено [5], что сильная адсорбция альдегидов и кислот на диоксиде
рутения может снижать выход таких продуктов при окислении тетраоксидом
рутения, что наряду с соображениями экономии делает предпочтительным ис-
пользование в данном случае каталитических методов.
206
5. Арены
происходит в относительно небольшой степени, а окисление про-
исходит при бензильном положении и дает 3,17р-диацетокси-
9«-гидрокси-6-оксоэстра-1,3,5(10)-триен (9). В то же время
диацетат 1-метилэстрадиола (10) в аналогичной реакции пре-
терпевает преимущественно расщепление ароматического коль-
ца, и образуется в основном ацетоксидикарбоновая кислота (11).
Невидимому, 1-метильпый заместитель уменьшает стабильность
ароматического кольца при окислении.
ю и
Водный раствор дешевого и легкодоступного гипохлорита
натрия использован в сочетании с трихлоридом рутения в воде
и смесях вода—дихлорометан в качестве второго окислителя
при каталитическом окислении органических соединений [9].
Как и в каталитическом методе с использованием перйодата
натрия, основным окислителем является тетраоксид рутения,
и преимущественное расщепление ароматического ядра можно
осуществить в присутствии алкильных групп. Так, р-фенилпро-
пионовая кислота превращается главным образом в янтарную
кислоту (табл. 5.9, пример 5), а окисление 1-фепилциклогекса-
нола и 1-фенилциклопентанола дает с хорошими выходами со-
ответственно циклогексанон и циклопентапон (табл. 5.9, приме
ры 6 и 7). Учитывая легкость деградации этого типа, реакцию
кетонов с фепилмагнийбромидом и последующим окислительным
расщеплением фенильного фрагмента можно рассматривать как
метод защиты кетонной группы [9] (схема 5.10).
f- PhMgBr
г. hso’
RuO^
Схема 5.10.
5. Арены
207
В конденсированных системах окисление тетраоксидом руте-
ния в общем случае протекает преимущественно в цикле, содер-
жащем электронодонорный заместитель, и затрудняется при на-
личии в кольце электроноакцепторного заместителя [10]*. Как
1-, так и 2-гидроксипафталин окисляются во фталевую кислоту
с выходом около 55% в системах диоксид рутения—перйодат
или трихлорид рутения—гипохлорит [10J. 1-Метоксинафталип
окисляется медленнее, чем гидроксисоединение, и в контроли-
руемых условиях можно провести селективное окисление 5-мет-
окси-1-гидроксинафталина в 3-метоксифталевую кислоту с вы-
ходом около 50% [Ю].
Дополнительные данные о направляющем эффекте замести-
телей в таких реакциях, полученные при изучении широкого
круга замещенных нафталинов [11]**, подтвердили, что элект-
ронодонорные заместители активируют цикл и увеличивают вы-
ход фталевой кислоты (табл. 5.9, пример 8). Напротив, при
наличии электроноакцепторпой группы замещенное кольцо обыч-
но устойчиво к окислению (табл. 5.9, пример 9). Существует
немного доказательств окисления тетраоксидом рутения боко-
вых цепей в отличие от реакций некоторых других окислителей,
например бихромата натрия [12].
Улучшенная система растворителей для каталитического
окисления тетраоксидом рутения, состоящая из тетрахлороме-
тана, ацетонитрила и воды в объемном соотношении 2:2:3 [13],
также успешно использована для окислительной деградаций
ароматических колец (табл. 5.9, примеры 10 и 11). Следует от-
метить, что при окислении фенилциклогексана в отсутствие аце-
тонитрила образуются лишь следовые количества циклогексан-
карбоновой кислоты [13]. В качестве соокислителей в улучшен-
ной методике успешно использованы метапериодаты натрия и
калия, однако гипохлорит натрия оказался значительно менее
эффективен.
3-(1-Оксо-8р-метил-5Р-карбокси-тра«с-пергидроиндаиил-4а)-пропионовая
кислота [8]. Смесь гидрата диоксида рутения (0,4 г), ацетона (50 мл) и ме-
тапериодата натрия (3 г, 0,014 моля) в воде (15 мл) перемешивают до полу-
чения желтой смеси, содержащей тетраоксид рутения. К этой смеси при
перемешивании прибавляют раствор эстроиа (1 г, 3,7 ммоля) в ацетоне
* Обсуждение механизма реакции тетраоксида рутения с нафталинами см.
также в обзоре: Courtney J. L., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., Jonge C. R. H I. eds.), Plenum Press, New York, 1986,
pp. 445—467. — Прим. перев.
” Эти реакции проводили с использованием каталитической методики
с участием RuO2 и гипохлорита натрия в системе тетрахлорметан — вода. Экс-
перименты с использованием стехиометрических количеств тетраоксида руте-
ния дают низкие выходы, вероятно, из-за адсорбции продуктов из диоксиде
рутения, образующемся в ходе реакции.
208
5. Арены
0 О
(100 мл). Желтую окраску реакционной смеси поддерживают, прибавляя пор-
циями раствор метапериодата натрия (11,5 г, 53,7 ммоля) в смеси ацетон —
вода (объемное соотношение 1:1) (115 мл)*. Через 4,5 ч к реакционной
смеси прибавляют несколько миллилитров 2-пропанола, чтобы остановить
реакцию, и разбавляют смесь равным объемом ацетона. Выпавший осадок
удаляют фильтрованием водно-ацетоновой суспензии через слой целита, после
чего отгоняют большую часть ацетона из фильтрата при пониженном давле-
нии. Затем прибавляют твердый хлорид натрия и извлекают стероиды смесью
этилацетат — диэтиловый эфир (объемное соотношение 1:1). Кислотную
фракцию выделяют обычным путем экстракцией водным раствором гидрокар-
боната натрия.
Кислотную фракцию (0,67 г, 68%) кристаллизуют растиранием с этилаце-
татом и идентифицируют как целевой продукт сравнением с аутентичным об-
разцом [14].
1. Основные ссылки см. в разд. 5.3, ссылки [10—12].
2. Djerassi С., Engle'R. R., J. Am. Chem. Soc., 75, 3838 (1953).
3. Oberender F. G., Dixon J. A., J. Org. Chem., 24, 1226 (1959).
4. Berkowitz L. M., Rylander P. N., J. Am. Chem. Soc., 80, 6682 (1958).
5. Caputo J. A.. Fuchs R., Tetrahedron Lett., 1967, 4729.
6. Beard C„ Burger A., J. Org. Chem., 27, 1647 (1962)
7 Caputo J. A., Fuchs R, J. Org. Chem., 33, 1959 (1968).
8. Platak D M, Herbst G., Wicha Caspi E., J. Org. Chem., 34, 116 (1969).
9. Wolfe S., Hasan S. K., Campbell J. R., J. Chem. Soc., Chem. Commun, 1970,
1420.
10. Ayres D. C., Hossain A. M. M., J. Chem. Soc., Chem. Common., 1972 428
11. Spitzer V. A., Lee D. G„ J. Org. Chem., 39 2468 (1974)
12 Friedman L., Fishel D L., Shechter H, J. Org Chem, 30, 1453 (1965).
13. Carlsen P H J., Katsuki T., Martin V. S., Sharpless К. B., J Org Chem 46
3936 (1981)
11. Caspi E., Grover P. K., Piatak D. M., Shimizu Y., J. Chem Soc 1965
3052.
5.4. Окислительное сочетание фенолов
Окислительное сочетание фенолов — реакция, имеющая широкие
возможности и являющаяся предметом пристального изучения
отчасти потому, что в настоящее время установлена роль этих
реакций в биогенезисе таких биологически важных соединений,
как лигнин и алкалоиды По этому вопросу существует много
обзоров [1 — 10]; подробно обсуждаются альтернативные меха-
низмы реакций, по которым могут протекать эти процессы [11].
* Соль сначала растворяют в воде, а затем прибавляют ацетон. Этот рас-
твор должен быть свежеприготовленным, так как продолжительное хранение
приводит к его порче.
5. Арены
209
Окисление фенолов различными одноэлектронными окисли-
телями может приводить к внутри- или межмолекулярным ре-
акциям сочетания в результате образования связи между двумя
углеродными центрами, занимающими орто- или пара положе-
ния по отношению к исходной гидроксильной группе или между
а- или ^-углеродными атомами орто- или пара-заместителей.
Кроме того, в ходе реакции могут получаться хинонметиды, по-
лимеры и продукты дальнейшего окисления первоначально об-
разующихся биядерных соединений Ясно, что при таком мно-
жестве продуктов, которые образуются при окислении фенолов,
выходы индивидуальных продуктов обычно невелики. Тем не
менее уникальные возможности для получения сложных моле-
кулярных скелетов обусловливают неослабевающий интерес
к синтетическим аспектам окислительного сочетания фенолов.
Настоящее обсуждение ограничено рассмотрением реакций,
приводящих к относительно простым продуктам сочетания фе-
нолов. Один из возможных механизмов процессов, в результате
□Н (Г
6
14—39
210
5. Арены
которых могут образовываться биядерные продукты, представ-
лен на схеме 5.11, где субстратом для наглядности является сам
фенол (12). Начальная стадия заключается, вероятно, в удале-
нии одного электрона из фенолят-аниона (13) фенола (12) с об-
разованием арилокси-радикала, стабилизированного резонансом
канонических структур 14, 15, 16 и 17. Радикал-радикальное
спаривание* можно рассматривать как результат взаимодейст-
вия реакционных центров с наибольшей электронной плотностью,
показанных в канонических структурах 14—17. Таутомеризация
образующихся таким образом соединений приводит к продуктам,
изображенным на схеме 5.11.
Наиболее удобными реагентами для окислительного сочета-
ния фенолов являются, по-видимому, феррицианид калия и хло-
рид железа (III), однако оба эти реагента обладают недостат-
ками. При использовании феррицианида калия нельзя приме-
нять в качестве субстратов реакционноспособные фенолы, так
как они расщепляются в щелочных условиях; кроме того, этот
реагент имеет тенденцию окислять первоначально образующиеся
бифенолы в хиноны. Недостаток хлорида железа(III) в водном
или спиртовом растворе состоит в том, что возможно образова-
ние нежелательных комплексов либо с исходным фенолом, либо
с продуктами реакции; нежелательные превращения возможны
также из-за того, что хлорид железа(III) является кислотой
Льюиса.
Из множества других окислителей, использованных в реак-
циях окислительного сочетания, упомянем карбонат серебра,
нанесенный на целит, диоксид свинца, трис(ацетилацетонат) мар-
ганца и соединения меди (II)**.
В синтетической работе при выборе условий реакции пользу-
ются обычно методом аналогий, так как почти невозможно пред
•сказать, какой реагент окажется наиболее подходящим для дан-
ной реакции сочетания. Полезный для этой цели список таких
реакций составлен Мюссо [12].
1. Barton D. Н. R., Cohen Т., in: Festschrift A. Stoll, р. 117, Birkhaeuser,
Basel, 1957.
2. Musso H., Angew. Chem., 75, 965 (1963).
3. Scott A. I., Q. Rev., Chem. Soc., 19, 1 (1965).
* Здесь рассматривается прямое сочетание двух феиокси-радикалов, одна-
ко можно написать и другие возможные механизмы [11].
** Дополнительные сведения о реагентах, эффективно используемых для
проведения окислительного сочетания фенолов, таких, как пероксид никеля,
соединения висмута(У) н палладия(П), тетраацетат свянца, комплексы меди
и кобальта с аминами, можно найти в обзорах, посвяшенных каждому из
этих окислителей и собранных в книге: Organic Syntheses by Oxidation with
Metal Compounds (Mijs W J, de Jonge C. R. H. I., eds ), Plenum Press, New
"York, 1986. — Прим, перев.
5. Арены
211
4. Oxi .etive Coupling of Phenols (Taylor W. I., Battersby A. R., eds.), Dek-
ker, New York, 1967.
5. Mihailovic M. Lj., Cekovic 2., in: The Chemistry of the Hydroxyl Group
(Patai S., ed.). Part 1, p. 505, Wiley (Interscience), London, 1971.
6. Kametani T., Fukumoto K., Synthesis, 1972, 657.
7. Rotermund G. W., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Muller E., ed.), 4th ed., Vol. 4/lb, Part 2, p. 729, Thieme Stuttgart, 1975,
см. особенно c. 760—778.
8. Wedemeyer K-F., in: Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)
(Muller, ed.), 4th ed., Vol. 6/lc, pp. 1121—1129, Thieme, Stuttgart, 1976.
9. Уайтинг Д. A. — В кн.: Общая органическая химия/Под ред. Д. Бартона
и В. Д. Оллиса. Т. 2. Пер. с англ./Под ред. Дж. Ф. Стоддарда. — М : Хи-
мия, 1982, см. особенно с. 225—233.
10. Dhingra О. Р., in: Oxidation in Organic Chemistry (Trahanovsky W. S.,
ed ). Part D, p. 207, Academic Press, New York, 1982.
11. McDonald P. D., Hamilton G. A., in; Oxidation in Organic Chemistry (Tra-
hanovsky W. S., ed ). Part B, p. 97, Academic Press, New York, 1973.
12. Musso H., in: Oxidative Coupling of Phenols (Taylor W. I., Battersby A. R.,
eds ), pp. 1—94, Dekker, New York, 1967
5.4.1. Реагенты для окислительного сочетания фенолов
Ввиду того что для проведения окислительного сочетания фено-
лов изучено чрезвычайно большое число как окислителей, так
и различных субстратов, а тип продукта зависит и от использо-
ванного окислителя, и от условий реакции [1], ниже приведены
лишь характерные примеры, иллюстрирующие применение важ-
нейших окислителей.
Одним из наиболее широко применяемых реагентов для про-
ведения окислительного сочетания фенолов является феррициа-
нид калия [1, 2J. Этот реагент обычно используют в щелочной
среде; при этом заслуживает внимания зависимость типа полу-
чаемого продукта от величины pH. Так, окисление 4-трет-бутил-
2-метоксифенола феррицианидом в водном растворе ацетата
натрия (pH 7—8) дает продукт простого орто,орто-сочетания
(табл. 5 10, пример 1), тогда как при более высоких значениях
pH в присутствии гидроксида калия первоначально образую-
щийся фенол реагирует с третьей молекулой субстрата с обра-
зованием продукта двух последовательных реакций С—О орто-
сочетания (табл. 5.10, пример 2). Дальнейшее окисление бифе-
нола, образующегося при окислительном сочетании, часто про
исходит под действием феррицианида калия; примером может
служить образование 3,3'-диметокси-4,4',5,5'-тетраметил-2,2'-ди-
фенохинона из 4-метокси-2,3-диметилфенола (табл. 5.10, при-
мер 3). Восстановлением таких соединений обычно можно по-
лучить соответствующие бифенолы.
Примером элегантного использования этого окислителя явля-
ется синтез (±)-усниновой кислоты [5], начальная стадия ко-
торого заключается в окислительном С—С-сочетании метил-
14*
212
5. Арены
флорацетофенона с образованием биядерного продукта, который
не способен енолизоваться с образованием фенола из-за метиль-
ной группы, находящейся у одного из углеродных атомов, участ-
вующих в образовании новой связи. Вместо этого происходит
присоединение по типу реакции Михаэля фенольной группы од-
ной части молекулы к еноновому фрагменту другой части, что
и приводит к образованию предшественника (±)-усниновой кис-
лоты (табл. 5.10, пример 4).
Феррицианид калия часто использовали для фенольного со-
четания в ходе исследований полного синтеза (биогенетического
типа) изохинолина и родственных алкалоидов [6], однако с та-
кими сложными субстратами реакция сочетания обычно прохо-
дит с низким выходом, как, например, для (±)-ориенталина
(табл. 5.10, пример 5)*.
Хлорид железа(III) также широко применяется для сочета-
ния различных фенолов и иногда оказывается эффективным для
проведения реакций, не идущих под действием феррицианида
калия. Например, З-метокси-2-нафтол при окислении водным
хлоридом железа(III) дает продукт орто,орто-сочетания, хотя
и с низким выходом (табл. 5.10, пример 6), тогда как в реакции
с щелочным раствором феррицианида получены только неиден-
тифицируемые продукты осмоления.
Железный комплекс, приготовленный из хлорида железа (III) и
N.N-диметилформамида (ДМФ), состава [Ре(ДМФ)3С12] (FeCl<),
как оказалось, представляет собой эффективный окислитель
для ряда реакций сочетания, например для внутримолекуляр-
ного сочетания 1-(3-гидрокси-4,5-диметоксифенил)-3-(4-гидрок-
си-3-метоксифенил) пропана в диенон (табл. 5.10, пример 8).
Карбонат серебра, нанесенный на целит (реагент Фетизона)
[11], нашел широкое применение в органической химии в каче-
стве окислителя и, в частности, может быть очень активным
в реакциях окислительного сочетания фенолов [12]. При соче-
тании 2,6-дизамещенных фенолов из-за дальнейшего окисления
первоначально образующихся продуктов получаются дифенохи-
ноны (табл. 5.10, пример 8).
Активный диоксид свинца, получаемый разложением тетра-
ацетата свинца водой [13], оказался особенно эффективным
окислителем для проведения замыкания цикла замещенного
л-гидроксибензофенона в дегидрогризеофульвин (табл. 5.10, при-
мер 9).
* При подробном исследовании этой реакции окисления [8] был получен
более высокий выход (20%) основного продукта, (Н)-ориенталиноиа, и вы-
делен 1% спиро-изомера [(±)-изоориенталинона] в смеси (1 : 1) с (±)-ориен-
талиноиом.
5. Арены
213
Трис (ацетилацетонат) марганца (III) [15]* обладает, пр-види
кому, значительными потенциальными возможностями для про-
ведения фенольного сочетания, однако, к удивлению, мало ис-
пользуется для этой цели. С этим окислителем можно работать
в таких органических растворителях, как дисульфид углерода
или ацетонитрил, в относительно мягких условиях, позволяю-
щих легко проводить реакции с образованием бифенолов, а не
дифенохинонов (табл. 5.10, пример 10).
Как тетрахлорид ванадия [16], так и окситрихлорид ванадия
[16, 17] являются чрезвычайно полезными окислителями для
сочетания фенолов; их эффективность в данном случае связана,
вероятно, с образованием феноксиванадиевых интермедиатов**.
Реакция фенола с тетрахлоридом ванадия в тетрахлориде угле-
рода дает продукты пара,пара-, орто,пара- и орто,орто-сочетания
в соотношении примерно 8:4.1 и суммарным выходом 55—65%
(табл. 5.10, пример 11). Окситрихлорид ванадия намного пре-
восходит по эффективности щелочной раствор феррицианида,
хлорид железа(Ш) или трис(ацетилацетонат)марганца(Ш) в
реакции внутримолекулярного окислительного сочетания 1-(3-
гидроксифепил)-3-(4-гидроксифенил) пропана (табл. 5.10, при-
мер 12) и нашел применение в ключевых стадиях окислительного
сочетания при синтезе алкалоидов (табл. 5.10, пример 13).
Окислительное орто,пара-сочетание производного N-ацилнор-
ретикулина проведено с весьма хорошим выходом при исполь-
зовании трифтороацетата таллия(Ш) *** в дихлорометане
(табл. 5.10, пример 14). Этот тип фенольного сочетания имеет
большое значение для биосинтеза морфиновых алкалоидов и ра-
нее был осуществлен только в лабораторных условиях с выходом
0,03% при окислении (±)-ретикулина феррицианидом [20].
Так как оптически чистый (1,1'-бинафталин)-2,2'-диол нахо-
дит разнообразное применение в органической химии, сообще-
ние [21] о высокостереоселективном синтезе S-(—)-изомера
этого соединения (18) представляет особый интерес; это веще-
ство синтезировано с высоким выходом и оптической чистотой
* Об окислении фенолов под действием ацетата марганца(III) см. в об-
зоре: de Klein IF. J., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds
(Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New York, 1986,
pp. 261—314. — Прим, перев.
** Обсуждение механистических н синтетических аспектов реакций этого
типа см. в обзоре: Freeman F., in: Organic Syntheses by Oxidation with Metal
Compounds (Mijs W. J., de Jonge C. R. H. I., eds.), Plenum Press, New York,
1986, pp. 1—39. — Прим, перев.
*** Подробнее о реакциях фенолов с солями таллия (III) см. в обзоре:
McKillop A., Taylor Е. С., in- Organic Syntheses by Oxidation with Metal Com-
pounds (Mijs W. J, de Jonge C. R H I., eds.), Plenum Press, New York, 1986,
pp. 695—740.— Прим, перев.
214
5. Арены
(до 95%) ИЗ 2-нафтола реакцией с £-(+)-амфетаминовым комп-
лексом ме/1и(П)* в атмосфере азота (табл. 5.10, пример 15).
1в
(±)Ориег1талиион [7). Гидрохлорид (±)-ориенталииа, полученный из
(±)-0,0'-дибензилориенталииа (1 г), растворяют в растворе ацетата аммо-
ния (16 г) в воде (200 мл) и полученную смесь распределяют поровну между
четырьмя колбами. В каждую колбу прибавляют хлороформ (50 мл), после
чего колбы энергично встряхивают в течение 10 мии, а затем к каждому из
ОМе
четырех образцов прибавляют раствор феррицианида калия (0,3 г) в 8%-иом
водном растворе ацетата аммония (20 мл). Колбы энергично встряхивают
в течение еще 3 ч, после чего их содержимое объединяют. Водный слой
подщелачивают прибавлением водного раствора аммиака и экстрагируют хло-
роформом (4?<200 мл). Упаривание объединенных органических слоев дает
вязкую массу, которую хроматографируют на нейтральном оксиде алюминия
(35 г, активность III) с использованием в качестве элюента смеси бензол —
хлороформ (объемное соотношение 1:1). Состав элюата контролируют мето-
дом ТСХ. После объединения подходящих фракций и упаривания растворите-
ля получают смолообразную массу (21—28 мг), перекристаллизация которой
из смеси бензол — хлороформ дает (±)-ориенталинои (15—21 г 25—35%)
с т. пл. 203 °C (разл.).
2,2'-ДигидРокси-3,3'-диметокси-1,1'-бинафтил [9]. Раствор хлорида желе-
за (5,6 г) в воде прибавляют при перемешивании к суспензии З-метоксн-2-иа-
фтола (3,48 г) в кипящей воде в течение 20 мин. Полученную водную смесь
затем экстрагируют продолжительное время хлороформом и - продукт, полу-
ченный после упаривания экстракта, кристаллизуют из хлороформа. Полу-
чают целевое производное бииафтила (0,243 г, 7%) ст. пл. 255,5—256,5 °C.
Амфетамин — а-метилфенетиламин.
5. Арены
215
Окисление 2,6-диалкилфеиолов в 3,3',5,5'-тетраалкил-4,4'-дифеиохиионы
< использованием карбоната серебра, нанесенного на целит (общан методика)
{12]. (а) Приготовление реагента. Твердый носитель целит очищают, промы-
R - Me. СНМе>1/л/CMev
вал последовательно метанолом, содержащим 10% концентрированной соля-
ной кислоты, а затем дистиллированной водой до тех пор, пока водная вы-
тяжка не станет нейтральной. После этого носитель сушат при 120 °C.
К перемешиваемому раствору нитрата серебра (34 г, 0,2 моля) в дистил-
лированной воде (200 мл) прибавляют очищенный целит (30 г). Затем к по-
лученной суспензии медленно прибавляют раствор декагидрата карбоната
натрия (30 г, 0,105 моля) или гидрокарбоната калия (21 г, 0,21 моля) в ди-
стиллированной воде (300 мл) и после завершения прибавления смесь пере-
мешивают еще в течение 10 мин. Образующийся желто-зеленый осадок от-
фильтровывают и сушат на роторном испарителе при пониженном давлении
в течение нескольких часов. Полученный препарат содержит около 0,001 моля
карбоната серебра на 0,57 г реагента.
(б) Окисление 2,6-диалкилфенолов. Из навески карбоната серебра, на-
несенного на целит, соответствующей приблизительно 5 молям карбоната
серебра на 1 моль субстрата, удаляют остаточное количество воды азеотроп-
,ной отгонкой с бензолом. Прибавляют 2,6-диалкилфепол, а затем бензол из
расчета приблизительно 200 мл на 0,5—2,0 г субстрата, после чего смесь на-
гревают до кипения. Течение реакции контролируют методом ТСХ и, после
того, как она заканчивается, твердую фазу отфильтровывают. Обычно время
реакции составляет для R=Me, СПМе2 и СМез соответственно 0,5, 1,5 и 2,0 ч.
Упариванием фильтрата получают дифенохинон (98—100%), который обычно
весьма чист и не требует перекристаллизации; т. пл. 217—218 °C (R=Me),
200—201 “С (R=CHMe2), 248°C (R=CMe3).
1. Основные ссылки см в разд. 5.4, ссылки [1—11].
2. Thyagarajan В. S., Chem. Rev., 58, 439 (1958), см. особенно с. 440—448.
3. Hew gill F. R„ Middleton В. S., J. Chem. Soc., 1965, 2914.
4. Schulte-Frohlinde D., Erhardt F., Justus Liebigs Ann. Chem., 671, 92 (1964).
5. Barton D. H. R., Deflorin A. M., Edwards О. E., J. Chem. Soc., 1956, 530.
6. См. разд. 5.4, ссылка [6].
7. Battersby A. R., Brown T. H., Clements J. H, J. Chem. Soc., 1965, 4550
8. Battersby A R„ Brocksom T. J., Ramage R., J. Chem. Soc., Chem. Commun
1969, 464.
9. Hewgill F. R„ Middleton B. S., J. Chem. Soc. (C), 1967, 2316.
10. Tobinaga S„ Kotani E„ J. Am. Chem. Soc., 94, 309 (1972).
11 Fetizon M., Golfier M., C. R. Hebd Seances Acad. Sci., Ser. C, 267, 900
(1968)*.
* См. также обзор: Fetizon M., Golfier M., Mourgues P., Louis J.-M., in:
Organic Syntheses by Oxidation with Metal Compounds (Mijs W. J., de Jon-
ge C R. H. I., eds.), Plenum Press, New York, 1986, pp. 503—567. — Прим,
перев.
216
5. Арены
12. Balogh V., Fetizon M„ Golfier M., J. Org. Chem., 36, 1339 (1971).
13. Kuhn R„ Hammer I., Chem. Ber., 83, 413 (1950).
14. Taub D., Kuo С. H., Slates H. L., Wender H. L., Tetrahedron, 19, 1 (1963).
15. Dewar M. J. S„ Nakaya T., J Am. Chem. Soc., 90, 7134 (1968).
16. Carrick W. L., Karapinka G. L., Kwiatkowski G. T., J. Org. Chem., 34, 2388
(1969).
17. Schwartz M. A., Holton R. A., Scott S. B7., J. Am. Chem. Soc., 91, 2800
(1969).
18. Schwartz M. A., Holton R. A., J. Am. Chem. Soc., 92, 1090 (1970).
19. Schwartz M. A., Mami 1. S., 3. Am. Chem. Soc., 97, 1239 (1975).
20. Barton D. H. R., Bhakuni D. S., lames R., Kirby G. IF., J. Chem. Soc. (C),
1967, 128.
21. Brussee J., lansen A. C. A., Tetrahedron Lett., 1983, 3261.
ПРИЛОЖЕНИЕ. ТАБЛИЦЫ К ГЛАВАМ 2—5
Нумерация таблиц соответствует нумерации глав. Литературные ссылки
в таблицах соответствуют спискам литературы, приведенным после соответст-
вующих подразделов. Примечания к таблицам даны в сносках.
Таблица 2.1. Дегидрирование соединений с активированными С—Н-связями
через галогенирование —дегидрогалогенирование
to
00
С у ветра т Условия Продупты Вь/тодУа
г
БСИ/ (РНС00|г/СС14
хинолин
?. ым/ствнилячение/
144
2. КаС0э/нг0
1. ЗОС1г
2 г.4,6 триметил-
пиридин или.
L1C1 9 дмт
Приложение Таблицы к главам 2—1
7 ОН, (СНг),СНгСНгСОгН 1 Вгг I3WW)/PC1S 2 трет аиок 3 H5S04
В СНЭ 1 СНэ(СНг)вСНгСНСОгН Г Вгг PW/tfl'J/PSrj 2.Wr-BuOK 3 кон 4 нгзо4
g снэ 1 снэ (снг),снгснсогн г. г. 3. 4 Вг2 (2^/7Я)/РС1э СНЭОН Хинолин кон,.затем нг504
(F) -снэ(снг),сн—снсогн 37-34 7
он. II СНэ(СНг),СНгСС0аН 35-40 8
СН3 СНэ(СН2]аСН=ССОРН + В.5-9Ч. ба-аз 9
С Hj
СН,(СНг)вСНгССОгН
1-1,5ч.
10 Н0гС(СНг)4С0гН
I 3001,
г. вгг (г,з«дая|
3. СгН50Н
4. КОН/СНэОН,
затеи но
ногссн=снсн=снсогн
37-43 10
to
s
Таблица 2.2. Дегидрирование под действием хинонов как акцепторов водорода
/V- Субстрат
Услобия а
д/с,н,/го ч/м.
Выход, %
50(Всех г
углеводородов)
Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы К главам 2-5
222
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
223,
к/^-диоксин /
НС1/1Ч
Таблица 2.3. Дегидрирование под действием селейсоДерйсаШих реагентов
//° Субстрат Условияа
Продукты
Выгод, % (смтаз^.'гХ,
а. Диоксид селена.
без растворителя/
кипячение/бч
А = 17,5
Б« 33
15-39
пячениер ч
Вез растВорителя
/170*0/10
МеСОГН’СНСОМе
EtOCOCH = CHC02Et +
1ч.
EtOCOCH*CHC02H
3 4.
75 3
15 4
~40 5
$
Й
i
<ь
50 6
50 6
*3
й
о
!
Й
съ
в
?
с
А
2
Л
i
§
к
N3
«л
226
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Лроймм'ение табл. г. 3
СН2ОДС /77/7^/77 - ЗиОН/НОАС/
Uzq нипячение/кг/г^
Х^ОН
Приложение. Таблицы к главам 2—5
ст
СП
со
15*
Продолжение табл. 2.3
N° Субстрат Условия а Продукты
го (н-СеН13) ^0 1. ЛДА/PhSeBr 2. СН3С03Н/ ТГФ/EtOAe (н-С6Н13) 56 1S
31 ''CN 7. LiNRj/PhjSej 2. НаОг/ТНР (£1 (2) 54’46 96 17
22 SePh НгОг/ТГ® 100 18
054. 14ч.
гз SePti наог/тгч> >7В 19
ОН ^~^хон а 09,Вч. 0,3ч.
24 0 0 cY- 1. NaH, PfiSeCl 2. НаОа/СНаС1а 0 0 -у.. 79-05 го
' ЛДА -лития диизопропиламид; LINRj—литйя изопропилциклогексиламид.
Таблица 2.4. Дегидрирование с помощью ацетата ртути (II)
Субстрат
Условия
Продунты
7.Нд(ОАс)а/НОАс/
Нг0/ 100°С/2ч
г. основание
2
7. Нд (ОАС)г/НОАС/
нео/1оо°с/гч
2, основание
7.Нд|ОАс)г/НОАс/
нго/юо’с/гч
2. основание
1. Нд (ОАс)а/НОАс/
На0/100оС/2ч
Z основание
7.Нд (ОАс)а/НОАс/
На0/lOO’C/l,5ч
2. основали е
хНд(0Ас)г/Н0Ае/
На0/100°С/14
г. основание
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2 5
___________________________________________________Продолжение табл. 2.4-
N° Субстрат Условия Продукты Выход,% (с^Граз^^)
Ие
1- Нд (ОАс)а/НОАс/
На0/100"С/2Ч
2. основание
* Ня(ОАс)а/НОАс/
. НгО/1оо"с/гч
г.основание
ОН
1.
22-70
Таблица 2.5. Ароматизация при каталитическом дегидрировании
Су Ветра т
Условия
Pd-С/ декалин/
кипячение/ 2 Ач
Продукты Выход, “/о (см'ра^дг^)
Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы к главам 2-5
to
СО
Таблица 2.6. Ароматизация с использованием серы и селена
Таблица 2.7. Ароматизация с использованием хин'онов как акцепторов водорода
Д'» Субстрат Условия0 Пробу нт ы вьктоЗУо^р1^0^^11
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5 233
£
Продолжение тадл. г. 7
’ А-2,3,5,6-тетрахлоро-1,4-беязохннон; Б-2,3-дихлоро-Б,6-дицнано-1,4-бензохннон.
Таблица 2.8. Ароматизация под действием тетраацетата свинца
Судстоат Условия
1 нодс/го’с/м
CXJ
СНгС1г/гОеС/24ч
Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы к главам 2-5
Таблица 2.9. Ароматизация в результате гидридного переноса под действием карбениевых ионов
№ Субстрат Условия Продукты выход, % Литература (см. разд- г.г.в)
1 И'Х'И ООО рп3с с1о47ноас/л«ля чение/Ьн» О о о 90 3
н^н
г XX) ООт рпз с с 1 о//цокс/яипячение/бт» 93 3
3 ОСОн Ph3C C10t'/H0Ac/*W»Vi!’W«’/lMUH l jCjLcio< 98 3
I ме |
Me Me
4 Ph3C С104'/Н0Ас/№/7ЯЧ?«г/|Р/2мин ООО 88 3
ОСО ♦ сзо/ •
5 о РП3С C10//CH3CN/20°C С1О<’ 80 90 А
6 PhjC BF47CH2C12 9В-100 5
Мо ОС7 qq СО Мо °с/от с0
Таблица 2.10. Получение третичных спиртов из углеводородов окислением
0э/Б102/-78вС — 20”С/0,5ч
79'Л 5
O3/SiOa/-79’C —» 20°С/0,5ч
ТБ1'* г
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2 5
1 03/S102/ippeOH II/
2*. при -25°С,
затем —— 20’СЗ^Зч
(обработки проводят дважды)
2 основание
’Выход по данным ГЖК в расчете на прореагировавший субстрат, ^Эпимерный спирт образуется с выходом 0,6%,
спирт образуется с выходом 3,5%
’Эпимерный
Таблица 2.11. Получение спиртов или сложных эфиров окислением алкенов диоксидом селена
№ CyScmoam Условия Продукты Rh:T0d, % Литература км. разд. 2.3.1.2)
1 Н2О2/Д^-0иОН/4О-5О°С/ 3,5 Ч 49-55 1 4
2 ИеС=СНМе | НОАс/АсгО AcOCHjC—СНМе 1 7
Me ie
3 . MP м Ьсгб/кипячение/Ъч ОН zk ^Ме _,Ме S в
и *Qr
он
4 Me Л НОАс/АсгО Me не Л Л.ОАС в 7
и 0 • и
1 ОАС
5 PhCHsCH=CHPh HOAc/AWJflVAWZ/A’/ZOMUH PhCHCH=CHPh 9
ОАО
6 00 Асг0/0-5’С/18ч ОАс об 65 10
а
г
§
Кэ
А.
я Образуются также СН^СНС(Ме)-СН,, МеСН-С(Ме)СН,ОН и МеСН-С(Ме)СНО.
6 После омыления.
в Образуются также 1 -метилциклогексен и толуол.__________________________
I
ее 9i
Таблица 2.12. Получение спиртов окислением карбанионов молекулярным кислородом
//* Су Sc трат У ало В и Ft Продукты Выгод, % Литература (см.разд. 2.3.14)
1 Ph3CH ВиОН/л»и»-ВиОН/ДМСО/О2/ Ph3C0H 20 6
2 PhjCHg 25"С/20мии т/ми-ВиОН/л^етя-ВиОН/ДМСО/Ог/ РН2СН0Н 60 Б
3 25’С/10мин Me Хтдет-ВиОНа/лрзОТ-ВиОН/ДМФ/ТГф/ Me 65 7
4 Me RaCHC0NMea Ln P(0Et)3/0a/-25"C/2,54 Z. NaOH/MeOH/HaO/ 1ч ,затек Н30’ ЫН (изо -Рг)а/ТГ"Р/Оа/0°С/5мин но^-^/ Me RaC(OH)CONMea :0 OH Y— Me 72-B5 ’ В
5 RaCHCOaEt ЫН (изв-Рг)2/ТГФ/02 RaC(OH) COaEt 7j-90 Г в
6 R2CHC02H ын (изо-Рг)гЛГФ/ог/8азСух/го"У RaC (OH) COaH 50-9Э 9
Выход по данным ГЖХ или Выходы по данным ГЖХ. 14-IBm ПМР-спектроскопни.
Таблица 2.13. Получение спиртов эпоксидированием- и гидроксилированием енолятов
N* Cyffcmpam
УслоВия
Продукты
1 R1 R3 f. №№ь‘/гексан г. HjO’«™ho'/h2o R‘R’C(OH) COR3 60-77 1
R3 05iMe3
2 0SiMe3 л 7. МХПБК/г^Дл/- 15°C/WTi?c/20°C/ 14 г. Et3NHF/CHa01a 0 6” 70 2
3 R* O51Me3 i. ^nz'e./гелсан/иг г. н3о’ R*R3C(0H) C02H 50-B3 3
R3 OSiMe3
4 R‘ R3 OsO4/ ОМИ .НгО^ R1R’C (OH) COR3 54-98 4
0SlMe3
5 R1 R3 МХПБК/СНаС12/20°С/ 14 R'CH(OSiMe3) COR’ 73-90 5
Н ОБ1Ме3
Приложение. Таблицык главам 2—Б Приложение. Таблицы к главам 2-
а МХПБК—.«-хлоропероксибензойная кислота.
6 ОММ-Н5О=мспогидрат N-оксида N-метилморфолина.
Таблица 214 Получение гидропероксидов окислением триплетным кислородом
С у Sc трат Условия Продукты Выа!оВ,%(ск^.г^а
1 0г/110°С/24ч ООН J
2
е
I
0г/85“С/24 ч/hiz
о2/азсиз0&утирсщитрил/стеаратМп<^ g о» с
90' 5
90 в
а Выход в расчете на введенный в реакцию кислород.
Таблица 2.15. Получение гидропероксидов окислением синглетным кислородом
Б7Ч. 33ч.
0г/СвНв/л«/?2/г7г/А'/
мезотетрасренилпордзирин /
hV/B"C/15-70MUH
R,C=C (R) СНОСНэ
ООН
Ог/СС1*/
мезитетрадзенилпордзирии /
hi/Zw0ob-20”C/2MUH
95 it
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5
• Выход в расчете на спирт, образующийся после восстановления гидроперокснда.
to
СЛ
Таблица 2.16. Получение диалкилпероксидов
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % Литера m у pa (смразё. 2.(Гз)
1 трет -BuOOH/Cu(I)/67"С/1ВЧ 60 2
2 3 <г PhC(Ме)аООН/Со (I I) /Na/45°C/54 zTi/JCW-BuOOH/Codl) /Na/34 —CMeaOO Impem-Bu) OOC(Me)aPh 00 (/даг/тт-Ви) 42 51-52 3 4
4 О PhC(Me)aOOH/Co(II) /Na/45°C/54 , 00 (трет-Ви) 75-В5Ч 2-15v, ^00G77WZ7 - В u) 1-34, 00C(Me)aPh 10 3
f
I
ft
S'
g
Таблица 2.17. Получение циклических пероксидов сенсибилизированным красителями фотооксигенированием
/У=°
Условия
Оа/меаСНОН/метиленовый голубой/
hlz/20-40°C/104
_ ,в/ Литература
Во/хао,/» (рм.разд.г.ЗУ)
26 6
Ог/Ул&'г'С&М метиленовый голубой/ъи
§
£
§
Ъг/ы-М/Иенгальский розовый/
hV/15-20”C/5MUH
94 10
а Субстрат сам действует как сенсибилизатор.
Таблица 2.18. Получение простых эфиров окислением тетраацетатом свинца
►о
S
в
С 6 Н 6 / ни пя чение/‘\ 2 ч
25 7
i
о
в
§
S3
вз а
??
2
i
*
Кэ
чение!^ ч
92 g
• Выход соответствующих оксанов составляет 1% от общего выхода продуктов.
* Образуются также циклооктилацетат, циклооктанон н циклооктанол.
в Ацетат исходного спирта образуется с выходом 19,8%.
250
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Таблица 2.19. Получение простых эфиров окислением в системе иод —тетраацетат свинца
С6н1г/СаС 0э/hy/лт; ял ,5 ч
Приложение. Таблицы к главам 2—5
251
to
Таблица 2.20. Получение простых эфиров окислением в системе галоген — соль серебра
>vs СуОстрат Условия ПрсгЯунгтш Siumaff, °/с Jtumeparnypa (СМ раз Я, 2.3 5.3)
1 Вгг/Ьъ£.Ъъ1пентан/0,5 ч !Й темноте11 / / \ т карбонильные о ' сссёс. нения 3
9ч. 1ч.
Вгг/Ад20 * НдО \пентан/Ъ$ ч
Вгг/Адг0+ 'Л^Цпентан/'Л мин
В / А д г 0 /пента HfZb'Z/S темноте ! \
Et"\2
Вгг/АдгС0з/7«’А’/7712///20°С/1,5ч
47ч.
® При использовании AgOAc также преимущественно образуется оксолан.
Выход в расчете на прореагировавший спирт.
Образуются также 14% карбонильного соединения н 11% исходного спирта.
55
si®
— 100
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5 253
Таблица 2.21. Получение сложных эфиров окислением аллильных или
бензильных положений сложными эфирами трет-бутилгидропероксида
N° 'Субстрат Условия Принты выгсоЯ.Х (cwasaz^f)
1 Me3S10CH2CH=CH? PhCD-OAzww-Bul /Си?Вг?/ MegSiOCH(OCOPh) CH—CH? 15 2 ‘В0-90°С/23ч
PhCO?D(rnpcci -Ви) /Си?Вг?/ /r=\ BO B2°C/-54 < > —OCOPh 71-00 3
AcOO(mpe^-Bu) /г-зтилгенсанаат /— меди/ PhCl/75°C/164 U AcO 71ч. RhCO^'m/wn -Bui /С6н6/Си?С12/ "X / \^ОАс )'U 29ч OCOPh 26 5
кипячение /вч mpenz - Ви — PhCOjOlm/wm. -Bu) ZRCO?H/Cu?Bra/ /=\ кипячение /3-12ч ( / —OCOR 30-58 6
6 МеСН?СН=СНгили МеСН=СНМе /Си20Гг/СвНБ/
В0-90°С/З0ч
МеСНСН=СН? t МеСН=СНСНг
I I
OCOR RCOO
9ч 1ч.
АсОИлтрлт -Эи) /С6НБ/НОДС/
Си (0Ас)гА^/7И¥Г»</г’/1н'9сля
PhCOgO^pem -0и)/СигВгг/
105-110°С/Зч
Ме?СОАс
15 В
OCOPh
(изо-РГО)рР (0) OOlznptvu-BuVCulI)/
Си(II)/75-0О°С/5Ч
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5
256
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
257
Таблица 2.22. Получение сложных эфиров аллиловых и бензиловых спиртов
окислением тетраацетатом свинца
Н0Ас/В0’С/2Ч
17—39
258
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Н0Ас/ВЗ’С/2,5ч
Приложение. Таблицы к главам 2—5
259
17*
Таблица 2.24. Получение сложных эфиров ацилоксилированием под
действием ацетата таллия(III)
Субстрат Услсбия Прабунты CbiCcC, °/„ Литература (см разУгзе.з)
1 МеСОгН Кислата нан раствори-/1 телъ/ ^/кипячение МеСОгСНгСО?Н 96 1
г МеСНгСОгН тс же МеСНгСОгСНСОгН Ме вв 1
3 Me (СНг)гСОгН '> » ме (снг)гсог:нсогн 1 СНгМе 81 1
4 мегснсс2н Ме 1 МегСНСОгССОгН 1 Ме 60 1
5 Ме (СНг)3С0гН Ме (СНг)эСОгСНСОгН СНгСНгМе 71 1
6 Me (СНг)4С0гН Ме (СНг)4С0гСНС0гН СНг (СНг)э 65 Ме 1
7 согн >> » г--х согн ОСО—(Qj гв 1
Таблица 2.25. Получение сложных эфиров ацилоксилированием с помощью диацил пер оксидов
№ Субстрат У слабая Ср абун ты бы тс С, % (^мразб'г^Сб )
1 phC0CH2C0zEt 7. Na/EtgO 2 (РМСОг)г/СБНБ/О”С PhCOCHCOgEt OCOPh 2
2 3,4,5-(Me О)эСеНгСОСНгСОгЕ t 1. К/СБНВ г (рмсог)г/свнБ 3.4,5- (Ме0)3СеНгС0СНС0гЕг OCOPh 2
3 3,4.5-(Ме0)3СБНгС0СНгС0гЕ1 1. к/сБнБ г, (Асо)г 3,4.5-1 Me □ ;эС6НгСОСНСОгЕ t ОАс 2
4 СНг (СОгЕ t )г 1. №Н/СбНб г. (рмсог)г/сБнБ/о’с PhCOjCH (СОгЕ t )г 75 3
5 рмсн (сагЕ1)г 1 №Н/СбНб 2. (РЬСОг)г/СвН6/О“С PhCOjCPh (COjEt)j 1
6 Et ОН (СОгЕ1)г 1 ЫаН/С6Н6 _ г. (РМСОг)г/СБНБ/0"С PhCOBCEt (СОгЕ1)г 75-70 4
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—I
Таблица 2.26. Окисление углеводородов в кетоны фотооксимированнем
Ni Субстрат Условия Продунты
1 2 С1г*'М0(«л/77а/7изд/7?ед/нс1/сс1</К1'/1 /hci/cci 85 2 08 2 к- •Q E О
3 f Cl2*N0(MOTa/7z/Ja/n^/HCl/CCl4/hv/ 1ч /<20’С СцН1г СНг C^H12^C=NOH-HC1 SB 2 § R S’ S'
4 С1гч№(*атДлг/даэтСА1/НС1/СС14/К1'/1ч /<20°С s N0H-HC1 or 80 3 j= 2 ?: s
5 Б г—7-"-^ Clj*N0(*aOTe^ja/n^HCl/CCl4/hi'/3 4 KJ с1г+М0(Лвотд/7иа(з/77ги)'нс1/СС14/К1'/1ч ^^^.noh-hci 1ч о 63 3 g k T 37 3 ^NOH-HCl 1ч.
Таблица 2.27. Получение оксимов альдегидов фотолизом нитритов (реакция Бартона)
Субстрат Условия Продунты Вытои, %
21 2,3
, CHjOAC /77Z7^W7/Ns/hy/32°C/35MUH b=° 0N0'>xx\Lx\ г CH3 C6H6/hV —^0N0 3 АсОСНгР^ ГПМУОЛ /^/ЗО»С/2Ч Г'° QN°'v^\L^\ oJ JL Т V- о LfijUAO Lo т 1 1 О ГтТ S А /X J » СН3 60 4 §х HON. _1_он Я 1 2 | * 1 1 - 1 еа Г I I & 1 са А /X J ft *i° п—-\ А«1Б S j AcOCHaf \ Htk Б-Ю HON. HON. у НО ) Y . J t /X XsJ Xj ^ч—З А 6
Продолжение тадл. 227
f
О
1
в
Таблица 2.28. Получение полуацеталей (или их аналогов) окислением в системе иод — тетраацетат свинца
/. CgHu/СаСОэ/Ги/
нилячение/эанин
г. сгоэ/н*
Продолжение табл.3.26
• х=т, ОН или ОАс.
6 Образуется также 110,19-эфир с выходом 20%.
Таблица 2.29. Окисление арил алканов хромилхлоридом
№ Субстрат Условия Лрсбунты Bbiaeoff, % (с Титератипа м раэ<72.4.'> f)
1 Не 6 cs2 ено 90 4
2 ме сс1</го0с/1гч сно 16 5
3 "-'''ме Ме сс1</го’с СНО 6 6
4 XX Ме^^^^Ме Ме CCl4/20'C/2Bcam хх Ме сно 41 6
ul ,no2 X ^^NO?
Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы к главам 2
Сл
to
CD
268
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
269
!7О
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Таблица 2.30. Окисление арилалканов хромилацетатом
Приложение. Таблицы к главам 2—5
271
Сг0э/Асг0/Нэ50*/5-1ОвС/2Ч СН(ОАс)г Б5-55
272
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
27»
Выход по данным ГЖХ.
18—39
Таблица 2.33. Окисление замещенных толуолов нитратом аммония-церия(1У)
№ Cyffcmpam Условия Продукты
1 Me 6 Се (МН<)г(М0э)6/НОАс/Нг0/100°С/15-30Мин
2 99 Me А Ce (NH<),(N03)6/HOAc/H,0/100’C/15-30muh CHO ' A
9 Me 9 Me
3 Me А Ce(NHJ,(N03)6/HOAc/H20/100’C/15-30MUH CHO A
9 Cl 9 Cl
4 Me A Се(МН4)г(МО3)в/Н0Ас/НгО/10ОоС/15-ЗОмин CHO A
9 NO, 9 NO,
вьгход, %
Литература
(смразЯЗкв)
5
Оме
Се (NHJ, (N03)e/H0 Ас/Н20/100°С / 15-ЗОмин
Полимер
6
Ce(NHj2(N03)B/
ем нсю^во’с/гц
8
CeiNH4),(NO,)e/
Н0Ас/Н30/10"С/7ч
Ce(NH<), (Н03)в/
Н0Ас/Нг0/20°С/1Эч
® Образуются также небольшие количества соответствующего бензилового спирта и
□еизилацетата.
6 Приведен выход соответствующего 2,4-Динитрофепилгидразона.
Приложение. Таблицы к главам 2—5 275
Таблица 2.34. Окисление альдегидов и кетонов в а-дикарбонильные соединения диоксидом селена
№ Субстрат Условия Прос/унты
1 2 (СН3СН0)3 PhCOCHj 1. нгЗеЪ1М.1-Яиммн/№Ьс/нгъ/кипячение/ 0ч 2.NaH503 ОСНСНО«2МаНЗОз«НгО PhCOCHO 72-74 69-72 6 7
3 АгС0СНгАг' 70% 8оЗн. НОАс/09,2°С/12Ч ArCOCOAr 95-100 в
4 Ас0г/140-150’С/3-4Ч 96 9
5 с,н17 НйШнипячение/Цч 0 92 10
Б ° \ 1 т 0 А Нг9е0э/ 1.4-йст'л»/НгО/20’С/144 0 ^0 60 11
7 MeC0CH2C02Et нсипол /05-9О"С/15Ч MeCOCOCOsEt 35 IB
8 1.4- Зиысащ нг о /иин я чение/Л ч 0 59 13
Таблица 2.35. Окисление диоксидом селена метильной группы в гетсроароматичсских циклах
276 Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2-
Продолжение табл. 2.35
ьо
00
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % Литература
(см, разо. z/}. (j
£
§
I
а
Е
СЪ
а Образуется также пнридин-2-карбоиовая кислота.
Образуется также 1,2-бнс(хинолинил-4)этилен.
Таблица 2.36. Окисление а-нитрозированием карбонильных соединений
.V" Субстрат Усло&ип Продукты ffbizocT%
1 PhC0CH2Me CH30N0/H01/Et20 PhCOCMe II NOH 55-59 2
2 PhCOCHjCl A'-C4H90N0/H01/Et20/1-12 ч PhCOCCl II NOH 02-06 3
3 CH2(C02Et)2 HOAc/H20/NaN02/5°C HON—0 (COjEt), 4
4 CH2 (C02Et )2 N203/0’C 0=0 (C0aEt)2 74-76 5
5 MeC0CH2Me EtONO MeCOCMe II NOH 70-00 6
Приложение. Таблицы к главам 2—1
КЗ
со
Таблица 2.37. Окисление арил- и гетероарилалканов перманганатом калия
№- Субстрат Условия Продукты Выход, % Литератора, (смразд.гл1)
1 о-С1С6н4Ме ^/кипячение/^ 0-С ICgh^C ОгН 6В-Б8 3
2 n-ClHflCgH<Me Нг0/95°С/15 мин n-ClHflCg^COjH 61-74 4
3 Cl Нг0/100“С/3,5Ч Q. ^N^’COjH 50-51 5
4 Me <5 нго/л,«/7Я^гт«/15’/15мин С0гН 45-62 6
5 n Me'^^N^'Me Hj0/60-70°C/18 Ч jfl + jO HOJC'"^hr''Me А Б A- 6- '''C02H 59 7 6
Таблица 2.38 Окисление арилалкаиов хромовой кислотой
Субстрат Условия Продукты(смуаздв^^)
1 Не КгСггО7/Нг504/Нг0 СОгН 2
6 6
вг-вб э
57-59 4
23 5
оо
Продолжение табл. 2.38
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % ^cM^paad^S 5 2 1)
5 ОС НОАс/НаО/СгОз/14 0 00 х-Ме 25-40 6
0
Б -^.ме Н0Ас/Нг0/Сг03/20’С/ЗЙ4Я 0 60-Э0 Б
от ^Ме
оф
^Ме
0
7 Na2Cr207/H2S04/90qC/34 0 100 7
JU 00 О ХСО2Н
0
282 Приложение. Таблицы к главам 2-
Таблица 2.39. Окисление метилзамещенных бензолов водными растворами бихромата натрия
У? Субстрат Условия Продукты Вы^(^реа.рзтг%
1 Ме L 1 Чме3 На20г207/Н10/250’С/1ВЧ X о / \ ° 71 2
2 Ме а 6. 'F МагСг,0,/Нга/250‘С/1ВЧ С02Н йГ 35 г
3 Ме 6 ,С1 Ма2Сг207/Нг0/г50’С/1ВЧ С02Н QT 98 2
4 Ме 1 ф no2 3 Ha2Cr207/HjO/KHjP04-H3P0</ 250’0/104 С02Н ф no2 96 2
£
С
0
X
Продолжение табл. 2.39
Субстрат
Условия
Продукты Выход, % (^.‘'разд.^.г.З)
о-Фторотолуол и л-фторотолуол осмоляются в аналогичной реакции.
о-Нитротолуол осмоляется в аналогичной реакции.
бв г
<в г
Таблица 2.40. Окисление метилзамещенных полициклических ароматических
соединений водным раствором бихромата натрия
/V& Cyffcmpam Условия Продуй ть!
1 3 го ЬагСпгО,/НгО/250°С/1ВЧ Cl J аз г
Приложение. Таблицы к главам. 2—5 Приложение Таб шцы к главам 2—5 285
Продолжение табл. 2.40
Литература
(см. разд. 2.5.2.2)
№ Субстрат Условия
Продукты
Выход, %
286 Приложение. Таблицы к главам 2-
Таблица 2 41 Окисление арилалканов азотной кислотой
/V? Субстрат Уело бия Продунты
гокная BcSh. hno3/ i6o°c
• г
30%-W-»SoBh HN03/200”0
во-90 4
А СНМе2
Вобн. тщнилячение/Ъч соан
51 S
Продолжение табл. 2.41
Л® Субстрат Условия
Продукты
Выход, %
Литература
(см. разд. 2.5.3)
66—61
XX-F.Cl,Br X X
основной пасечный
росУунт просу кт
ме x-F.Cl.Br л со2н не.
оскобнаи прссунт пасечный поссу.нт
в Образуется также пикриновая кислота с выходом 11%.
Таблица 2.42. Получение карбоновых кислот окислением карбанионов молекулярным кислородом
Субстрат У слаб и я
jifW/mpcm-fyM/mpem- Bu ОК/о2
59 г
9
9
Ji,WP/mpemi\iWlmpem -BuOK/Oj
70
ВО
Мр ДМ[Р//г7Л(ТО-ВиОН/даг’ОТ ВиОК/О2 С02Н
ГМФТХ //77/W7-BuOKZ20’C/0s
25-30
гг _ гг с ..or Приложение. Таблицы к главам 2—I
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Таблица 3.1. Получение алкинов из алкенов через галогенирование — дегидрогалогенирование
У* Субстрат Условия Продукты Выгтод.% -Литература. (м.разаЗ-f.T)
1 PhCH=CH2 1. 9r2/Et20 г NaNH2/NH3/0,5ч J. Н20 PhC=CH 05-87' ' 2
2 Me [СНг)7СН=СН{СН2)7СР2.Ч 1. Згг 2 NaNH2/NH3/64 3 НЭО* ме (снг)7с=с |сн2),согн 52-52 3
3 Н2С=СН (СН2),С02Н 1 BCj/EtgQ г NaNH2/NH3/74 <7 н3о* НС=С (CH2)aC02H 34-39 4
4 (Е) -НОгССН—СНСОгН i аг2/н2о г. К0Н/Ме0Н/л-///7^ч'«¥«д’/1,г5ч 3 Н30* H02CC=CC02h 53-74 5,6
5 PhCH—CHCOsEt 7 Вг2/СС14 2. К0Н/,Е-.СН/Л'4//7/’*г’№‘,/51< •j Н30‘ PhC=CCO2H 64-59 7, fl
6 PhCH=CHPh 7 Br2/Et20 2. ЮН/ытинигтячеиие/гьч PhC=CPh 65-69 9
7 нгс=снсно 1 Вг2 г. нс (оеt)3/Etон 3 /г^л'/77ДЛ'/НгО/НаОН/ lrt-Bu)<NHSOt HC=3CCH(0Et)j 61-67 10
а Продукт содержит около 4% стирола.
Таблица 3.2. Получение 1,2-диолов из алкенов син-гидроксилированием тетраоксидом осмия
CyScmpam Условии Лровин/пы Вытог, “i
1 1 Et20/C5HsN/ 0°С/0,5ч 2 маннит) KOH ноул 90,5 4
но' X---'
2 /~uO 1 C6hE/C5H5N/20Hfl 2 маннит 1 KOH 6ч' 4
Ou
Oh
3 Mi] > EtaO/CEh5N Z. K3S03 ' \ OH h "б 5
о
4 cSMe 0 | ON OMe 1. C5H5N/20°C/21 4 2 NaHS03 но r SMe S '4~ < CN OMe ?1 6
290 Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы к главам 2-
292
Приложение. Таблицы к главам. 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
293
Продолжение табл. 3.3
л» Субстрат Условия Продукты Выход, % Литература (см. разд. 3.2.1.2)
Б С02Н С1 ВаС10э/НгО/~20°С/ЗВ Ч ОН ОН 6В 8
7 СО2Н ддС1Оэ/н2а/о‘с/4 нейвли согн У У но он 03 7
е □н ' О АдС1Оэ/Нг0/~2О°С/2-30ня он он но-.^Д^он ноч Д, но'^-^’ но*'^ J>0H 8
8 Изображен только одни энантиомер субстрата и каждого из продуктов.
i
i
i
Таблица 3.4. Получение 1,2-диолов из алкенов сии-гидроксилированием
в системе пероксид водорода — тетраоксид осмия
№ Субстрат У слаба л Продукты J7umenarnygi (см разд.3.21.3)
1 трет-ви ОН/О’С/12 ч 5В 3
и
2 соан znpAW-BuGH/O’C/AB Ч Н0^ ^СОгН 4В г
f===^ Н0аС ОН
ногс
3 ^0^> трет- В и 0 Н / 0’ С / 7 2 ч 0 ,—<( + месно 9G 4
но' н
4 На0/~20°С/1Ч но'Д^^'он 100 5
он
5 0 Ме,С0/30’С/24Ч на^^г^сОгН Т '° 1 31 в
Н0хХх^Л'С0гН
0
Ы
ъ
fc
Sa
О
X
пз
Ж
Й
_________________________________________________________ Продолжение табл. 3.4
А» Субстрат Условия Продукты Выход, % Литература (см. разд. 3.2.1.3}
6 Me(CH?)sCOCHj JCHa)7COaH EtaO/0°C/124 Ме(СНа)аСОСНа (СНа)7С0аН 43 7
но7 он
7 0 EtaO/CsH6/~20”C/374 0 4В В
с ]>
0 С02Ме 0 соа Me
8 0 Л 1. MeaCOZEtaO/m/v»BuOH/30-3S°C/4ч 2 НС104/25°С/6ч 0 Б5 3
°х°
Приложение. Таблицы к главам 2-
Таблица 3.5. Получение 1,2-диолов из алкенов с««-гидроксилированием
в системе трег-бутилгидропероксид— тетраокснд осмия
№ Cyffcmpam Условия Проекты
1 трет- В U 0 Н / Е14N0 Н/0 ° С /12 Ч он 73 i
^он чз а
гЬ О
2 \ ) трет-BuOH/Et4NOH/ 10°С/12 Ч он т 61 1
й fb
3 С MeaC0/Et4N0AC он он 61 г -н I
он о
4 Г J не аС о/Е t 4noa с / 0’ С/ 1ч, затеи 2 0“ С/ 12ч 51 2 D к ьо 1
^'"он Ся
5 I OTp?777-Bu0H/Et4N0H/0°C/124 он 69 1
Продолжение табл. 3.5
№ Субстрат Условия Продукты дыход % Литература пыхоо, /о (см разд 32j,4)
Б mpem ~BuOH/Et.;N0H/0oC/12 4 НО ОН 7? 1
7 \ "^CQaEt MesC0/Et<N0AC/0°C/14, даотв»20“С/12 ч W НО C02Et SB 2
Таблица 3.6. Получение 1,2-днолов из алкенов син-гидроксилированием
в системе N-окснд N-метилморфолипа— тетраоксид осмия
Субстрат
У слаби я
(с^раз^г/^
нго/ме2со/~го’с/1бч
В9-90 i. г
R- СНгСОаМе
НгО/мегСО/д7ре/п-ВиОН/~гО“С/12ч
нго/м«гсо/ао‘с/гзч
н$№гЪЪ/трет-Вион/~ го’с/i г ч
аз
246
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5
300
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Продолжение табл. 36
Окислитель — N-оксид триметиламина.
Приложение. Таблицы к главам 2—5
301
Продолжение табл. 3.7
№ Субстрат Условия
Продукты Выход, % аТраздУР3.2.2)
ВБ S
H30/CH2Cl3/Na0H/PhCHjNEt3Cl/
0°С/2 ч
50 14
Л СНгС1а/РЬСНгЙЕ1эС1/0-3*С/1,5 ч
2. 3% кий ЗеЛн. Na ОН/1В ч
S3 1S
Выход сырого продукта.
Выход сырого продукта в расчете ия
прореагировавший алкен.
Таблица 3 8 Получение 1,2-диолов из алкенов сдя-гидроксилированием
в системе иод— карбоксилат серебра во влажной уксусной кислоте (метод
Вудворда)
N= Субстрат Условия Пробу нт bi
1 О 1. Н0Ас/Ад0Ас/1г/'-20’С г »нго/зо-9з’с/зч 3 КОН/МеОН он ББ 9
2 Ph Ph 1. Н0Ас/Е>с?/Ад0АС/1г/1,5Ч г юо’с/зч 3 MaCH/o/P/EtOH Ph ОН НЗ Ph 61 5
3 Me (СНг!т (СНг)тСОгИе 1 HOAc/AgC" /1г/~?с’С 2. +1Р?и'/1..'ТТ'/Г.УД'Л'1ч 3 Ka04,'l!;0/MeClH,.MfflWH30* Ме(СНг)т ICH2)7CO2MG НО он 89 !0
4 1. HDAc/ABOAc/h/~20’C г +Н,0/9С 95’С/ЗЧ 3 КОН/МеОН .ОН "он 74
7
5 CgH 17 1 Н0Ас/«з0АСЛг/30’С/0,5 п/Нг г. +НаО/~20“С/12ч/Иг 3. l.iAlHj/EtjO 81
нох
6 От 1 НОАс/АдОАс/1г/~2С“С 2 +Нг0/100°С/Зч 3. КОН/МеОН Г Г*он 1 О'^томе ' ОМе 56 12
Таблица 3.9. Получение 1,2-диолов из алкенов аяти-гидроксилированием под действием пероксикисло!
2/2 Субстрат Услабия Лробунтьг
1 О 1. НС0аН/Нг0г/40-45’С/1,5Ч, ^ч^ОН затем 12 ч при ~20°C \ | г. NaOH/Hjo ОН 65-73 14
2 Че (СНг), (СН2)7С0гН 1. Нг0г/НС0гН/40®С/4Ч Me (СНг)? (СНа)7С0аН ' г. наон/нао,лшл7нэо* \ / / Ъ но он 50-55 15
3 Ме(СНг), X Н0Ас/На0г/Нг5О</40<’С/ЕЧ Me (CH-,)7 он г Ыа0Н/Нг0,зоиглН30* / \снг)7согн и° (снг)7со₽н 7В 16
4 MeCH=CHEt 1. (CF3CО)гО/НгОг/Е13NH0COCF3/O,75Ч МеСН (ОН) ОН (ОН) Et Z. MeOH/HCl 74 7
5 НгС=С(Ме) СОгМе 1. (СГэСО)гО/Нг02/Е1эМНОСОСРэ/СНгС1г/ НОСНгС(Ме) (ОН)СОгМе кипячениебТШ г MeOH/HCl 71 7
6 РЬСН=СНг Н0гС(СН7)2С03Н/Нг0/40‘,С/3-4Ч PhCH(OH) СНгОН 90 9
7 РНгС=:СНг 1Р(1С03Н/СНС13/0-5'С/16вн«Ч' PhjC(ОН) снгон 2. КОН/МеОН 19’ 17
а Выход 2-гидрокснбензоата.
Таблица 3.10. Получение 1,2-диолов из алкенов аяплгидроксилированием
пероксидом водорода, катализированным оксидами вольфрама и селена
Субстрат У слабая Лррбунты быхсУЛ (^зр^а
1 н,с= CHCHjOH И03/Нгй/70,С/2Ч HOCHjCHIOH) СНг0Н ВЭ 5
2 Н0СН2 Ch20H НгИО</НгО/65-60°С носн2 /он 39 7
/ Ме -4>снгон
ме Me (КГ ме
3 Me СНМег Ч0з/Нг0/МегС0/60°С/24Ч Ме он 44 В
н СОгН НО* СОгН
4 Et н И0э/Н20/МегС0/60"С/4ВЧ Et ОН 34 g
Me СОаН НО СОгН
5 SeD2/Me2C0 0 —^,0Н 45 10
6 ЗеЗг/ст,РЛ7-Ви0Н/0°С/45Ч ^2у-'он 40 i0 \н
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2-
306
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—Б
207
20*
Таблица 3.12. Получение оксиранов из алкенов реакцией с пероксикислотами
ы
8
№ Субстрат Условия Продукте/ Раздел,
1 Ph МеС03Н/СНгС1г/НОАс/ 20-35°С/15ч Ph 70-ВЗ 3.3.1,1. 12
Ph о Ph
2 Me (СНг)гСН=СН2 СРэС0зН/СНгС1г/НагС03/ кипячение /1ч Ие(СНг)2С^ —СН2 0 Si 3.3.1.г, 7
3 НгС=С (Me) С02Ме СГ3С0зН/СНгС12/Ма2НР0</ кипячение /50инн мгс — С (Me) COgMe 0 84 3.3.1.2. 7
4 Me (СНг)5СН=СНг НОгССН—СНС03Н/ СНгС1г/0°С/1,8 ч Не (СНг:5СН — сня 0 80 3.3.1.3. 1
5 H2C“CHC02Et Н0гССН=СНС03Н/ С НгС 1г//г и пячение НгС — CHC02Et 0 33 Э.З.1.Э. .<
6 Me (CH5), (СНг)7СОгН рьсоэн/мегсо/ ~20°С/40ч Мв(СНг)7 (СНг!7С02Н \~z 62-67 3.3.1.4, 7
0
7 fl II М-С1С6Н4С0эН/СНС1э/ ни ля чение/ 3 ч 68-70 3.3.1.5, 5
Продолжение табл 3.72
Субстрат Условия
Раздел,
литература
Пробуете/
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—1
Таблица 3.13. Получение оксиранов из алкенов реакцией с пероксидом
водорода в присутствии производных вольфрамовой кислоты
№ Cyffcmpam Условия ПреЯунты % у Лу mepa/n ура (смраз&ЗЗГг)
1 ногс согн NaOH/HjO/pH 4-5,5/65’0/1,254 ногс согн 77 1
г ногс МаОН/НгО/рН 4-5,5/60’0/3-1/и,те» 75-ВО’С/1 ч 0 ногс 50 j
СО2Н V\o2n
3 Ме NaOH/H,O/pH 4-4,5/53-65’0/1 4 Me 50 j
соан 0 COjH
4 ногс NaOH/HjO/pH 4/63-54’0/1,54 ногс 100 г
Ме СОгН Me 0 СОгН
5 но2с согн NaOH/HjO/pH 4/63-64’0/1,54 ЧОгС^ /СОаН 90' ?
Ме Ме 0
6 Н2С=СНСН20Н NaOH/H2O/pH 4,2-4,5/2,4ч 4гС—СНСНгОН 0 87*” э
а Выход & Выход дннатрневой соли. в расчете на пероксид водорода.
Таблица 3.14. Получение оксиранов из алкенов окислением
трет-бутилгидропероксидом в присутствии ванадиевых и молибденовых
катализаторов
/У= Cyffcmpam Уалр0ия Пррс7укл1ы
95 5
vo {псп с }г/гвнв/киля чеяие/ь, ч
V о {асас )г/z^/нипя чение/у z ч
мо ^ХЛ^^/напячеяие/ зч
93’ 5
84* 5
90* 5
Приложение Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2-
V0 (<?гас)2/С6Н6/~20"С
н
1. VOltffwh/NaOAc/CgrV'OO’C
г ac5o/c5hsn
_________________________________________Продолжение табл. 3.14
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % Литература
{ CM* pCL3(J»
VOtaror Jj/CHjCIj/O'C
У0(лгй<7)г/СНгС1г/0'С
Mo(CO)B/ClCH!CH!C]/Na!HPO4/AWW7WWM?/10,54
МО (CO),/CBHa/W/7>7VAWZZft'04
5ч.
95ч.
10
71ч.
10
0Б
3
Выход соответствующего ацетата.
Образуется смесь диастереоизомеров, изомерная чистота 95%.
Выход по данным ГЖХ.
Изомерная чистота 98%.
Стереоселсктнвность —5 : 1
Стереоселектнвность ~9 1
с преобладанием этого диастереоизомера,
с преобладанием этого стереоизомера.
Таблица 3.15. Асимметрическое эпоксидирование аллиловых спиртов
трет-бутилгидропероксидом, тетраизопропоксидом титана и диалкилтартратами
№ Субстрат Услсбия ЛроСунгггы выхабС^ Литература (смраза 4)
1 (+) -дэт7снгс1г/-го’с/1ач ii> 1Схон э.1/95* 77 5
г (+) -ДЭТ/СНгС1г/-20°С/10ч > Э.ц>95% 81 5
э (+)-дмтв/снгс1г/-го’с/1еч >С-он Э.и.>95% 79 Б
4 (-) -ДИПТг/СНгС1г/-20‘С/г0ч 1^0 <^он Э.и.*95% 45 S
5 Г^^СОгМе (+) -ДИПТ/СНгС18/-2О"С/40ч <^СОгМе 58 S
0*^ *''к^ОАС ЭЦД95Х
6 . (n~Ci(jHig) <,0Н (-) -ДЭТ/СНвС1г/-40"С/4Эня . (л-с10н19) °С^он ЭМ.91Х ВО Б
Приложение. Таблицы к главам 2-
Продолжение табл. 3.15
№ Субстрат Условия
Продукты
Выход, %
Литература
(см. разд. 3.3.4)
(+) -ДЭТ/СНгС1г/-20°С/15ч
(-) -дэт/снгс:г/-го’с/15ч
(+) -ДЭТ/СНгС1г/-23’С/118ней
0 ДЭТ=диэтилтартрат.
® 9. и,- энантиомерный избыток.
® ДМТ— днметилтартрат.
Г ДИПТ-диизопропилтартрат.
л Выход соответствующего ацетата.
Таблица 3.16. Получение оксиранов из электрофильных алкенов
Л/= Субстрат Условия УраУунты (pMpa-rfj’ffi
1 H,C=C(Me)CHO 30%Нг0г/НаОН/рН В-В,5/35-40“С/1,25 ч 0 54 в
НгС— С (Me) СНО
2 РНСН=СНСНО трет-BuOOH/NaOH/pHB.5/MeOH/
35-40°С/5-6ч
^0^
PhCH—СНСНО
3 0 30?оНг0г/На0Н/Нг0/Ме0Н/15-20“С/
II \ч,затее 20-25*0/34
А
4 МегС=СНСОМе трет-BuOOH/PhNMe3OH/MeOH/CGHB/
5h/-20°C
мегС— СНСОМе
30%Нг0а/На0Н/Нг0/Ме0Н/10вС/2,5ч
30%H202/Na0H/H20/Me0H/10eC/2<54
СОМе
Me о Не
СОМе
Приложение. Таблицы к главам 2- 5 Приложение. Таблицы к главам 2-
I
Продолжение табл. 3.16
Л5 Субстрат Условия Продукты, Выход, % Литература (см. разд. 3.3.5)
7 Ph 5ОгСБН4Ме-п 30% Нг0г/NaOН/Нг0/МеОН/ 45-50°С/40Нин Ph □ S02C6H4Me-p 94 13
В PhCH=C (Me) no2 15% нгОг/НаОН/НгО/МеОН/ 0-25°С/15мин А PhCH—С (Me) no2 G7 14
9 HjC=CHCN 30% Нг0г/На0Н/Нг0/рН 7-7,5/Э5°С/5ч 0 /\ Н2С—CHCONHa 55-7 0-*
10 0 Выход MeCH=C (C02Et)2 50X НгОг/ЫаОН/НгО/МеОН/рН 7,5/ 35-40°С/гч определен титриметрически: выход после выделения составляет 25%. 0 меси—с(согЕ1)г В2 1Б
Таблица 3.17. Получение альдегидов, кетонов и спиртов из алкенов
озонолизом с последующим восстановлением
Д'* Суострат Условия ПраЯунгггьг
1 п 2. ЕгоАс/^-гой7-зо°с Pd/caco3/H2 f^^CHO к^сио 61 9
2 Z г rt“CeH14 Zn/HOAc 59 10
3 Q
N'-^CH—CH,
4 Me (СНг)5СН=СНг
5 СОг(н-Ви)
^С02 (н-Bu)
1. МеОН/-40”С
2. NazSO3/HzO
1. MeOH/4W-30№-БО’С
г Me5S
7 МеОН/лга-Б5Й7 -70°C
г. (MeO)3P
1. MeOH/4W-35«r-75’С
г. Nal/MeOH/HOAc
Me (СНг)5СН0
ОСНСО, (н-Bu) S
Б5
75
70
75
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5
ме
318
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
319
_________ Продолжение табл. 3.17
Субстрат_Условия Продукты Выход, % )
Продолжение табл. 3.18
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % ([^разд.^З 412)
Б СОаН Et80/H,0/'-124 C0,H 70
л о
а Выход соответствующего 2,4-динитрофеяилгидразона.
® Вместо N3IO4 используют Na3H2IOe.
в Альдегид не выделяют, а восстанавливают в спирт.
21—39
Таблица 3.19. Получение альдегидов, кетонов и карбоновых кислот из
алкенов окислением в системе перманганат калия — метапериодат натрия
Л* Субстрат Условия Пробу нт ы бг>/тоб9% {снГ^гзб^.^^)
1 Ме (СНг)7СН=СН(СНг)7С0гН нго/кгсоэ Ме (СНг)7СПгН + НОгС(СНгЬСОгН 1
2 НгС=Сг1(СНг:аСОг11 НгО/^СОз ногс(снг),согн + СНгО 73' 1
1 Ме (СНв)7СН=СН(СНа),30!.Ме Г.тспе-ВьО,'. НгО/<аСОэ Ме (СНг:,СОгН + ногс(снг)7согн gg^ 4
4 1,4 '^*,СОгМе Г^СОгН 50 ''х I 4^0 Од '^"""СО?Ме 7
5 С8Н17 л,«иг-Ви0Н/Нг0/КгС0з tj-XxX Ч_х НОгС 79-81 8
6 ОАс трет-0иОН/НгО НОгС 04xO БЗ-Б7 9
О'
320 Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2-
I
tn
Продолжение табл. 3.19
Л» Субстрат Условия Продукты Выход Ч. Литература аыхоо, /о (см раэд 3415)
7 МеаС0/На0 g 53 10
L CHjOH 1 снаон соан
б нао/касоэ 59 11
9 1 HgO/K2CО3 г, д А ВО 13
их ^0Р0(СН)а С °нсоан OPOlOHJj
10 6 /прет-Ви0Н/На0/КаС0з Хо \__согн 92 13
to
а Выход формальдегида.
Выход азслаиновой кислоты,
в Ацетон не выделен,
г Субстрат окисляют й виде бис(циклогексиламмоииевой) соли,
д Формальдегид ие выделен.
Таблица 3.20. Получение альдегидов и кетонов из алкенов окислением тетраоксидом рутения
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5 323
Продолжение табл. 3.20
Л” Субстрат
Условия
Продукты.
Выход, %
Литература
(см. разд 3 4.1.6)
СС14/124
а Ацетон определен в виде 2,4 дииитрофенилгидразона.
® Выход гризен-3-оиа.
3 Выход в расчете на прореагировавший субстрат.
Таблица 3.21. Получение кетонов и карбоновых кислот из алкенов
окислением в системе тетраоксид рутения — метапериодат натрия
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2-
«л
Продолжение табл. 3.21
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % Литература
(см. раза. о.4.1.7)
CCh/HjO
СС1</МеСМ/Нг0/~20’С/Бч 1
Me |СНг)4С0Ме
1. Нг0/МегС0/-г0’С/4-5ч
2 ‘ОН^аотелН*
95г 4
ВО В
а Бензофенон не выделяют.
® Бензофенон выделяют в виде 2,4-дикитрофекилгидразока.
в В качестве окислителя используют гидрат трихлорида рутения.
г Выход по данным ГЖХ.
1. Нг0/МегС0/~20°С/4-5 ч
2 затеи н*
75 В
Таблица 3.22. Получение кетолактонов нз бициклических енолятов
окислением лс-хлороперокснбензойной кислотой
Л/.° Субстрат Условия Лровулты Выс'об, % .Литература (Cpipa.36.JP.f8)
1 СНгС1г/16ч /~20°Г. 0 ф 0 67 г
2 OS) СНгС1а/14ч /~20°С 0 о 0 71 3
3 CHaCla/<w<7>?vflW4yWMUH,Jfl«’*’>20eC/ Юмин 0 & 72 3
4 CZZSZ С с 14 1нипячение,зтсм-г о’С/ЗОмии 1 ° 1 51 4
§
R
О
I
с
ТО
СаЗ
328
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
329
Таблица 3.23. Получение карбонильных соединений из алкенов хлоридом палладия
П родолжение табл. 3.23
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % раздам.2.1)
Таблица 3 24 Получение карбонильных соединений из замещенных стиролов
окислением тетраацетатом свинца в трифтороуксусной кислоте
б' Субстрат Условия Продукты хо о\ У7итера/ти/ра (см раз#. 3.Z.2.3)
1 PhCH=CHj РЬ (САс)</ CFaCOaH/~ 20’С/ 1ч PhCHjCHO за" 1
г л-с]свн4сн=снг РЬ (ОАс)</СГ3СОгН/~20"С/ 1ч п СЮвЩСНгСНО 90 1
3 л -NOaCeH4CH-—СН, РЬ (0Ac)</CF3C03H/~20°C/14 л-ногсБн<снгсна 98 1
4 л-МеСБН<СН=СНг РЬ(0Ас)*/СР3С0гН/~20’С/1ч П -МеСБН«СНаСНО S6 1
5 РНС(Не) =СН4 РЬ (OAc)</CF3COaH/~20°C/ 1ч PhCHjCOMe 55 1
Б n-N05CBH4C(Me) =СНг РЬ (ОАс)*/CF3COaH/~20°С/ 1ч л-ногсвн4снгсоме 91
7 (Е) -РНСН=СНМе РЬ (0Ac)</CF3C0jH/~20°C/14 РНСН(Ме) СНО 55 1
а Условия те же, что и в примере 1. ® Выход по данным ГЖХ-
330 Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5
Таблица 3.25. Получение карбонильных соединений или их производных
из алкенов окислением нитратом таллия(Ш)
/V? Субстрат Условия ТТро&унты
1 О МеОНЛ • 2Ъ',С.1неснолькс> минут Сх^сно 85° 3
2 МеОН/БО°С/12ч Б5^ 3
[. J '0 (Лене
3 о МеОН/- гебе/неснолько минут 86 ° 3
А Ме (СНг)7СН=СНг неон/- •Желнескольно минут ме (СНг)7СН—СНг t Ме (СНг)7С0Ме 1 1 ОМе ОМе А -52 Б-28 3
А Б
5 о - МеОН/'* 2<521неснол1,ня минут Су«> 21' 3
6 РКСН=СНг РНСНгСНО 85 3
7 РНС(ме) =СНг МеОН/- • 20° с (несколько минут PhCH2C0Me 01 э
ЛрсСЗотнсеиие табл. 3 25
/У° Субстрат Условия Пробу нт ы ffbimcff, % У7итература. (см раза 3.4.2. в)
0 л-ЗгС5Н4 )=СНг п-МеОС6Н4 MWI—Z^Z/HecHOntHO минут п-МеОСБН4СНгСОСЕН4Вг-п ЭВ 3
9 л-МеОСБН4 ^=0Нг л-МеОСБН< ¥л№Н-~2Хр£(неснольномимут п-МеОС5Н4СНгСОС6Н4ОМе-п 95 3
10 РЬСН=СНСНО Ме0Н/НС(0Ме)3/~20°С/1ч PhCH [СН (ОМе)г] г 79 5
И PhCH=CHC02Me нс [№}3/иилячение PhCHCC7Me СН [0Ме)г 9Б 5
12 о-МеОС6Н4СН=СНСОгМе Tl(N03)3 на К 10?/~Р0’С/0,5ч Э п-МеОС6Н4СНСОгме СН (0Me)5 90 6
332 Приложение. Таблицы к главам 2 5 Приложение. Таблицы к главам 2-
8 Выделен в виде 2,4-динктрофеиилгидразоиа.
® Выделен в виде днметнлацеталя.
8 Реакцию проводят в 2%-ном растворе азотной кислоты.
г Катализатор К 10 фирмы Girdler Chemicals, Inc , Луисвилл, шт. Кентукки.
л Суспензию реагента, адсорбированного на носителе, перемешивают с раствором субстрата в инертном растворителе, таком,
как гептан, дихлорометаи, тетрахлорометаи. толуол или 1,4-диоксак.
Таблица 3.26. Получение карбонильных соединений из алкенов окислением хромилхлоридом
№. Су5страт Условия УооУуить:
1 tKejCCHjOjC^H, 1. CH,C1,/0-5°C/15muh 2 Zn/SHiHjarne* На0-^л7/15ман (Ме3ССНв)гСНСН0 01 2
2 PhC(Me) ——CHj f СНаС1а/0-5*С/40мин г Zn/5HUH,M«M Н,0-ла7/15MUH РЬСН(Ые) СНО 00 3
3 РЬгС=СНг ! СН,С1,/0-5"С/1 h Z. 7п/5иии,Л1даЯ¥ НгП-/7?<?/16И1-И Ph2CHCH0 63 3
4 Ме3ССНгС(Me) —CH, 1 СН,С1,/0-5»С/15И1Ш 2 наС-^/15иин Ме3ССНаСН(Ме) СНО 70-70 4
5 J!MeaCO/to>7-7SJb -Б5’С/1.5 ч,.»хпж«гЗ-25с’С/1 Ч 2 Zn/НОАсл/ш О’С,МОТ«*23-25’С/ЗЧ /^~*'с=о 75 10
Таблица 3.27. Получение кетонов из алкенов реакцией с
перокситрифтороуксусной кислотой в присутствии диэтилэфирата
трифторида бора
У СуЬсгяоат Условия Уравунты Si/ход, %
1 jC— СНаС1а/0-В*С/35ичн Ме3СССМе 72* 1
2 МеаС—СНме СН,С1г/0-В’С/35иин НегСНСОМе 53 1
3 Не СНгС (Не) = СНМе СНгСХг/О-^'С/ЗБицн МеСНгСН(Me) СОМе БЗ 1
4 Ие СН,С1,/О-0РС/35ииН № 75 i
ме Со^СОИе
5 00 СНрС1г/0-Б“С/35мин 86 1
6 Me 6 CH, С1, /кипячение^ 0 мин Ие 41 1
7 МеС (Cl) =сме2 С Нг С1 г /нипяченисЛ 0 и u н ИегС(С1) СОМе 77 1
0 MeCIBr, =С[Вг) Me сн, с 1 ^иипячениер 0 мин МеС(Вг)гСОНе Б1 1
9 (СОэ]г=С1Ме) COCDj С На С1 г /кипя vcmjc/\ 0 м ич СО3С0С (CD3)aC0Lle 81 1
Все выходы, приведенные в этой таблице, определены методом ГЖХ.
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—.
22—39
Таблица 3.28. Получение 1,2-дикарбопильных соединений и 2-гидроксикетонов
из алкенов окислением перманганатом калия
№ Субстрат Полодия Продунты Вы ход, % Литература /см. разд. 3.43.2)
1 X ' 1СН2)10 II \_нс Ас20/5-10“С/2Ч о о II II CJ— 1 ° I 48 4
2 Ас20/5- 10’С/Зч 0 6 0 66г 4
3 Асг0/5-10*С/ЗЧ 0 4Р 4
4 (Z) -PhCH=CHPh Ас20/5- 10°С/4 Ч PhC0C0Ph? 60 4
5 Me (СН2)7 (СН2)7С02Н Ас20>Ьл7-5?о-10”С/2,5ч Me (CH2)7C0C0(CH2'7C02H 46 S
6 СН2С12/Н20/Н0Ас/Ме0(СНгСН20)„0Ме 0 0 53 7
Продолжение табл. 3. 28
'/» Субстрат Условия Продунты 0ытод,%
7 /"~'чсн " CHjCI^/HjO/HOAc/Z^AW 4643 ''с=о" 69 7
(СН2)10 II |СНг),о |
Он О=°
Ие2СО/Н20/НОАс/~го“С/15мин
65 В
9 (Z)-Ме (СН2)7СН=СН|СНг)7С0гК
Н20/10-15’С/15 мин/рН 9-9,5,МлгемН30* Me (СНг)7С0СН(0Н) (СН2)7С02Н +
Ме(СНг)7СН(0Н) С0(СН2)7С0гН
65-75
8 По данным ГЖХ-аиализа: 91% Е-нзомера, 7% Z-изомера и 2% диена.
6 Образуются также 2-ацетоксициклододеканон (17%) и 1.12-лодехаилиовая кислота (16%).
в Образуется также 6-ацетоксидекаи-5-он (15%).
г Выход по данным ГЖХ.
д Образуется также 6-ацетоксидекан-5-он (9%).
е Образуются также бензоин и беизоннацетат (12 и 20% соответственно).
ж Образуется также валериановая кислота (45%).
3 60% Е-иаомера. 40% Z-изомера.
и Адогеи 464 — хлорид метилтриалкил(С«— Сю)аммоиия.
к Конверсия субстрата составляет 91%; образуются также 1.12-додекаидиовая кислота (13%) и 2-гидрокснцнклододекан (3%).
336 Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—1
3S8
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Таблица 3.29. Получение карбоновых кислот из алкенов озонолизом с последующим окислением
нго цмутгатор •/ ю"с/наОН/нгО;
Приложение. Таблицы к главам 2—5
339
Эмульгатор — полиоксиэтилированный лауриловый спирт.
В качестве интермедиата выделен диметокси-4,5,6,7-дибензо-1,2-диоксациклооктан.
22*
Таблица 3.30. Получение карбоновых кислот окислением алкенов перманганатом калия
№ Субстрат Условия /Тредунты ^треар3шр3)а
1 Me (СН2)3СН(0Н) СНгСН—СН(СН2),СОРН Нг0/К0Н/35-70°С/0,5ч НОгС (СН2),С0рН 32-ЭБ э
2 Н2С—СС1 1 II ГгС CF HjO/NaOH/15-го’С/ЗЧ НаССС2Н f?cco2h /4-ВО 4
3 свр5сн=снме МегС0/0°С/4ч C5F5CO2H 51 5
4 Нг0/«^*,Л7Л4'/Э0-50’С/4Ч ' со2н 9 ССаН 95 S 6
5 Ме1снг|17сн—снг (сн3(снг)6.,снг;3имес1/сн2с1г/ НгО/НгЗОч/НОДс Me (СН2),2СОгН 75-77 в
6 /^снв (снг)10 :i < CH МеО|СНгСНгО|„Ме/СНгС1г/НОАс/НгС НОгС 1СНг|10СОгН г ег У
Лроболэгсение табл. 3.33
Н= Субстрат Условия Продукты {см^азЗЗ.в^)1
7 PhCH=CHPh СвНв/оонс^/гч PhCOaH 97 it
8 ^^С02Ме " ^5^ Л7/?Д’?п-8иОН/Н20/На10»-КМп04/4гСОз/ pH а/-20°С/1-4Ч '^’COjMe L>COaH 85 13
а Окислитель — перманганат натрия, через реакционную смесь пропускают диоксид углерода.
6 Выход сырого продукта.
в 60% £-изомера и 40% Z-изомера.
Г Образуется также 1,2-циклододекаидион с выходом 16%.
д Дициклогексаио-18-краун-6.
е Окисление стереоизомера при атоме СИЗ дает кроме ожидаемой кислоты аномальный продукт окисления.
340 Приложение. Таблицы к главам 2—5 П риложение. Таблицы к главам 2 Б
Таблица 3.31. Получение карбоновых кислот из алкенов окислением ft
тетраоксидом рутения в сочетании с другим окислителем
Л/= Субстрат
Услсбия
Лрабунты
HjO/NaOH 'NaОС 1
HjO/NaOCl ‘
Нг0/М = гС0/'ЫаI О*
H?0/Me,CO/NaI04
b20/Me2C0/NaI04
HjO/MejCD/NalOi
Ме |СНг)3СОгН
НОгС (СНг)<СОгН
^4% fc^p№.^
46 4
SB-95 5
3
SI 7
Прабалатаиие табл. 3.31
~ I ' ~ h „.„ле/ Литература
Продукты оыaaa, л (см.разб.З.ая)
5
с
I
344
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
345
... ____________________П родолжение табл. 3.31
Субстрат Условия Продукты Выход, % Литература
{см. разе/
Выделен в виде бис(феннлгидразона).
Выделен в виде бнс(л-ннтрофенилгидраэона).
Выделен в виде бнс(семнкарбазона).
Таблица 4.2. Получение 1,2-дикарбонильных соединений на алкинов окислением перманганатом калия
Nt Субстрат Условия //роУунты ffbiaw&.K
1 ме(снг)7С=С(йнг)7согн Н,0/рН 7,0-7,5/25’С Me (СН2)7СОСО (СНг)7С0гН 92-96 г
2 МегС (ОАс) С=СС (ОАс) Мег Н20/0°С/2Ч Ме2С(ОАс)СОСОС(ОАс)Ме2 67 3
3 EtC (ОАс) С=СС(ОАс) Et НгО/рН 7/~20’С/4 ч EtC (ОАс) СОСОС (ОАс) Et 70 4
1 1 Не Не Me Me
4 EtsC (ОАс) СЭС (ОАс) Ets Нг0/Мд30</рН~7/50-Б0’С/20Ч EtjC(OAc) СОСОС(ОАс) Etj 50 4
5 ОАС АсО Ме2С0/кипячение COCO— ОАС ACO 45 5
6 \ / с=с““\ / Х 'ОАС АсО coco— OAc AcO Й0 5
7 РК-^о^^СЭСРК Ме2С0/Нг0/1Ч Ph-'\/'~'COCOPh 53-7 1 6
8 Ме(СНг)6СЭС(СНг)6Ме HjO/MejCO/NaHCOa/MgSO^ES’C/AH Me(CHj)jCOCO(CHj)sMe 81 7
9 Не (СН2)6СЭС (СНг)вМе С Нг С1 г/ НО А с Л’й'ге’*’ 454 '/кипячением ч Ме(СНг)вСОСО(СН2)вМе 6 80 в
10 РЬСЭС (СНг)гМе СНгС1а/Н0Ас/лЯтг«* к.^/кипячение/чл PhCOCO(CHj)jMe 81 g
!1 Не (СН,),С=С (СН,)вМе СНгС1г/Н0Ас/Нг0/47Й®«' ^'/кипячгние/^ Me (CH2)sC0C0(CH2)eMe 1 68 В, 9
в Адогсн 4Ь4 — хлорид триалкил(Cs—Сю)метиламмония.
6 Образуются также октановая (5%) и гептановая (следы) кислоты.
в Образуются также октановая (8%) и гептановая (10%) кислоты.
Таблица 4.3, Получение 1,2-дикарбоннльных соединений из алкинов окислением тетраоксидом рутения
в сочетании с другим окислителем
Субстрат Услсбия ЛрлСунты ffbiacC, % Литература (см. разд игр)
1 PhC=CPh HjO/CClx/NaOCl PhCOCOPh* 93 1
2 (н-Ви) С==С(я~Ви) H5O/CCl</NaOCl (n-Bu) СОСО(н-Ви) S 70 1
3 (Н-Рг) С=С (М-Рг) HjO/CCVNaOCl (ы-Рг) СОСО(и-Рг) 1 5B;5 1
4 PhC=CPh СС14/РГ|Ю/ 15MU4 г PhCOCOPh 96 4
5 PhC=C (СНг)4Ме CCl</PhI0/15muhг Ph COCO (CH2)4Me 72 4
Б PhC=CMe СС14/РГ10/15muhг PhCOCOMe 65 4
7 MeC = CEt СС14/РГ10/ 15иин г MeCOCOEt 70^ 4
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2-
а Образуется также бензойная кислота (7,5%).
6 Образуется также валериановая кислэта (19,4%).
в Образуется также масляная кислота (40%).
г В качестве источника рутения использован комплекс RuCWPPhjh.
. Выход по данным ПМР-спектроскопии; выход выделенного вещества 42% из-за потерь на испарение при обработке.
Таблица 4.4. Получение 1,2-дикарбонильиых соединений на алкинов Окислением тетраоксидом осмия*
Д'? Субстрат Условия /ТроСукгпы ^аб,%
1 PhCSCPh f.nupuCuH/EtjO e PhCOCOPh г. Na5SO3/HsO/EtOH/pH 1 $1нипячение№ Б5 3 §
2 PhC=CMe 1 пираСинблуу E PhCOCOMe 2 Na2S03/n,0/Et0H/pH 7(Цнипячение/Ъл 54 3 с £ i
3 PhC=CH 1.nupuduH/tx&s PhCOjH Z. NasS03/H20/Et0H/pH 7рритяченисрр. 57 3 s ft (Ъ
4 PhC=CPh КСЮэ/НгО/МегСО/^сот-ВиОН PhCOCOPh 79 3 g* к
5 PhC=CMe КСЮэ/НгО/МегСО/Л7/7Я77-Ви0Н PhCOCOMe 59 5 Л
6 PhC=CH KC103/H20/Me2C0//7ZOTW7- Ви. ОН PhC02H 72 5 Й С)
7 0 MeCH(OH) C= PhC=CPh CCH(OH)Me КС103/Нг0 трет -Ви00Н/нг0/МегС0/Л777Л77 ВиОЙ МеСН (ОН) COCDCH (ОН) Ме PhCOCOPh ! 04,5 70 6 5 1°
9 PhC=CMe трет -auOOH/H8O/Me2CO//77/7ew-Bu.0H PhCOCOMe 62 5
10 PhC=CH трет -auOOH/HsO/Me8COy7nzwz-Bii0H PhCOgH 71 5
СррбалжениР табл 4.4 га "В
№ Субстрат (/слабая Прабунты §
И PhCSCPh OHM ?'H20/Me2CD/zwz>«77- ЗиОН PhCOCOPh 5 е
12 PhCSCH ОМИ ^HsO/MejCO/WA-OT-BuOK РЬСОгН 62 5 §
13 нс=сн KClOs/HaO/EtaO НСОСОгН 40 1 й 4=
14 EtC=COMe КС103/Нг0/ЕЬг0 EtCOCOCMe 69 Б г *
15 Me2CHC=C3Me КС103/Нг0/Е1г0 МегСНСОСООме дп Б S §
8 Каталитический вариант окисления , если не указано иное. §
6 Стехиометрическое окисление.
в омм- N-оксид N-метилморфолина. Сл
Таблица 4.5. Получение бензилов из диарилацетиленов окислением нитратом таллия(Ш)
СиУстрагр Условия ЛррЛулты ffbizvffl,
1 PhC=CPh ДМЭ'/Нг0/НС10^/ PhCOCOPh 05 i
2 r’-MeCeH<C=CPh f г,5 ч n-MeCg^COCOPh 85 i
3 n-MeOCBH4CSCPh f 2,5 4 n-Me0CBH4C0C0Ph 75 i
4 О-NOj CgH4C=CPh ( 4ч O-N08CBH4C0C0Ph 65 t
5 n-NOsCB^CSCPh e 6ч n-N0aCBH4C0C0Ph 45 1
0 п-МеСБН<С=СС6Н4Ме-П 1 2,5 4 п-меСеЩСОСОСбЩМе-л 97 1
7 л-МеСБН4С=ССбН40Ме-л C 2ч n-MeCeHiCOCOCsHjOMe-n 90 1
8 П MeCBH4CSCC6H«N02-O [ 4ч n-MeCgH^OCOCgH^NOj-o 55 1
9 п-МеСбН4С=СС6Н4Н0г-л 1 5ч n-MeCeH<COCOCgH<NO,-n 60 t
10 Л-МеОСБН4С=ССБН4ОМе-П 1 2,5 4 n-MeOCsH^COCOCsHfOMe-n 0B i
8 ДМЭ-1,2-диметоксиэтан.
Условия реакции те же, что и в примере 1, за исключением времени кипячения, которое и указано.
Таблица 4.6. Получение 1,2-дикарбонильных соединений из алкинов окислением диоксидом селена
~S СуЛтрат Условия Лр^ухтм $рЖ№?
1 HC=CH Без растворителе OHCCHO В i
2 PhC==CPh Без растворигеля/2Э0°С PhCOCOPh 35 2
3 PhC = CPh Н0Ас/Н?0/Н,В04/110°С PhCOCOPh B4 3
4 PhC = CH Н0Ас/Нг0/Нг504/ 1 Ю’С PhCOCOgH 66 3
5 PhCSCH НОАс/НгО/11O’C PhCOCHO * вРСОгН А Б A - 26 b= 34 3
5 (H-Bu) C=CH rt0H/H2S04/7B”C Ih-Hu) COCHlOEt)s т Ih-Bu) COCOgEt ♦ A G A ’ 16,3 б = a, / 8= 6,3 3
Ме 1СНг)гСНС==СН
I
0 ОН
п , ос Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5 F
8?
to
Таблица 47. Получение карбоновых кислот нз алкинов озонолизом
№ Субстрат Условия Лробунты
1 BzOCH2C=CCH2OBz 1. CClj/EtOAc/-25’0/14 2. ~20°С/2 сут. 0гОСНгСОгН 73 1
2 PhC= СН 1. СС14/0°С г нго/—юо"с PhC02 4 51 г
3 j АсО — АсО— i —ОАС —ОАС Н20Ас 1- СС14/0"С/6Ч' г Нг0/60-70сС/15Мин Аса— асо— '0гН — ОАс — ОАС Н2ОАС <41 э
4 ЭН 1 PhCCE Л =сн 1. С6Н1г/0°С/ЗЧ 2. fOffH. ND.HCO3, эатенп-."' 3. экстракция Et^D он а 1 РНССО5Н А 547 4
5 НОгС (СНг)7С = С (СНг)7СОгН 1. Н0Дс/~20”С г зо%нгог \/ НОгС(СНг|,СОгН В1 5
а Выделен в виде метилового эфира.
23—39
Таблица 4.8. Получение карбоновых кислот из алкинов окислением перманганатом калия
№ Су&страт Условия Сробунты
1 ([>) С [ОН) с=сн Нг0/3-5’С/4Ч ([>) С (ОН) СО,Н 46' 1
2 Г> -с юн) с=сн I Ph Нг0/0-5°С/5ч £>- С(0Н)С02Н Ph 30 2
3 Ме(СНг:5С=СН ц^/пентан/НОАс/ аликват 33Gf/0°C/5 ч Me (СНг)5СОгН 70 3
4 PhC=CH СНгС1г/Н0Ас/0МПЭГв/4ч PhC02H 91 4
5 Me (CH?j.,C=CH СНгС1г/Н0*с/0ЦГКг/4ч Me (СНг)3СОгН 74 4
6 Me 1СНз)7С=С(СНа)7С0гН НгО/рН 12 Н0гС(СНг)7С0гН ВО 5
1 PhCH2C=CPh на. пялову* РНСНгСО2Н + PhCOjH А Б А - 15 Б» 4В S
8 Me (СНг)гС=С (СНг)гМе Нг0/~20"С/17Ч Ме(СНг)гСОгН + МеСНгСОгН А Б 1 А-7Э Б- 6 4
9 CgFsC^CCgHj МегСО/~2О°С C^FjCOgH 72 7
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2-
Продолжение табл. 4.8
№ Субстрат
Условия
Продукты Выход, % Литература
г ’ 'и (см. разд. 4.2.2)
Ме8С0/Н80/12ч
Н20/СН2С12/Н0Лс/
адоген 464 7104
X Н80/12ч
2. NaIO<
Me(CH2)5C02h v Me(CH2)4C0aH А 6 *-78 Б-56 А
Не СО—С08Н 56 в
Не
а Выход в расчете на прореагировавший субстрат.
б Алнкват 33G—хлорид трикаприлметиламмония.
в ДМПЭГ“Диметил (полиэтиленгликоль).
г ДЦГК=ДИЦиклогексано-18-краун-эфир.
д В продуктах содержится примесь субстрата (G%).
е Адоген 464 — хлорид трналкил(Сз— Сю)метиламмоння.
Таблица 4.9. Получение карбоновых кислот из алкинов окислением тетраоксидом рутения
№ Субстрат Условия Продукты Выход,% Литература (см разд 42.3)
1 PhC=CH CCI</HaC/NaOCl PhCOjH 66 1
2 МеэСС=СН CCl4/H20/NaOCl МеэССОгН 60 1
3 PhC=CH СНгС1г/РЫ0/5жда* РИСОгН 69 2
4 Ме[СНг)аС=СН СНгС1а/РКЮ/5*яда * Me (СНг)гСОгН 71 2
5 Me (СНг)5С=СН CHaClj/PhI0/5*«w * Ме(СНг)5сигН 81 2
а В качестве источника рутения использован комплекс RuChCPPhs)».
354 Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы к главам 2-1
Таблица 4.10. Получение карбоновых кислот нлн сложных эфиров из алкинов окислением нитратом таллия(Ш)
Ni Субстрат Условия Продукты fcwrfS®)
1 Ме (СНг)5С^СН 1,2 ДМ3 7нг0/НС10</' -20°С/1н Ме1СНг)5С0гН BO 1
2 Me ICHj)«Ci=CH 1,2-ДМЭ 7иг0/НС10</-' -20°С/1ч Ме1СНг)<СОгН 55 i
3 PhC=LMe ЦейКПшпячение Me 80 i
4 PhC=C (и-Bu) №№7ниг?ячение риснсогме (w-Bu) 77 1
5 PhC=CCH2CH2Cl мъЪЩкипячение PhCHC02Me СНгСНгС1 75 1
5 7 а 1,2-ДМЭ б Выделен 0 х? <^х^с=сме а и -диметоксиэтая. в виде метилояого эфира. 1. MeOH^EtOH г. гидролиз 1. МеОН/~20’С г. гидролиз PhCHC02Me Me 2 fl ! /хАхч/ с н с o2 н Me 77 3 CHCOjH
Таблица 4.11. Окислительное сочетание 1-алкииов под действием солей
меди(1) в присутствии кислорода или воздуха
N~ Субстрат Условия Продукты Ны^д,%^дТ3дГа
1 MeCHlOH) C=CH CUsCls/NHiCl/HjO/pHa/ —20’0/4 4 МеСН(ОН) (С=С)гСН(ОН) Me 94 2
2 MeO2C(CH2)6C=CH Cua012/NH4Cl/ 55-56’0/54 Ме0гС(СН,)8(С^С|,(СНг)6С0гМе B4 Б
3 Me3CNHCHzC=CH Cu2C12/NH4C1/H20/ 55’0/64 МеэСМНСНг(С=С|гСНгМНСМеэ 81 7
4 ho2cch=chc=ch Cu2C1j/NH<C1/H!0/ МегС0/5’С Н0гССН=СН (CSC)2CH=CHC02H 95 В
5 Me Хд/^С=СН СигС1г/ (NH^sCOj/HjO/ NHiOH/pH8-9/244 Me Me (C=o)j^\s/ 85 9
6 / \ 0H ( У-с=сн СигС1г/МегМСНгСНгКМег/ МегС0/2В-42’С/35мин OH HO . < \ y_,CSC)5'\ / 93 3
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—I
Л®
Субстрат
Условия
Продукты
7
СН(ОН) с==сн
CuaCla/MeaNCHaCHaNMea/
меасо/~го’с/гч,
Затем 40°С/4ч
Et3Si(C=C)«SiEt3
в
Et3Si(C=C)aH
CuaCla/MeaNCHaCHaNMea/
МегС0/1,5ч
9
MeCOSCHaC=CH + НС=ССОаМе CUBClz/NH4CI/HCl/MeOH/
нао/о-го°с/7ч
ИеСОЭСНг (С=С)аСОаМе
10
снгс=сн
снгс=сн
СигС1г/НН4С1/На0/НС1/
С6Н6/55’С
снгс=с—с=с—снг
снас=с—с=с—сна
П родолжение табл. 4.11
Выход, % Литература
(см. разд. 4.3.1)
=С)г—СН (ОН)
ВО
10
во
70
10 S
11
12
14
Приложение. Таблицы к главам 2—I
® Образуются также другие соединения, например линейный димер.
Соединение не выделено вследствие его нестабильности; выход оценен
на
основе последующих реакций.
Таблица 4.12. Окислительное сочетание алкинов реакцией с ацетатом меди(П)
№ Cyfcmpam Условия flpoffynmw Вытаё’,% urmvarrljpo
1 2 PhC = CH Вг с=сн С^ЫНеМ/нилячение/ъ й^уА/ЦеТМ/нинячение/ 5MUH PO(C=C)aPh ВГ Br ^^(C=Cb-^J> 80 50 3 f 1
3 МеаС(0Н) С=СН CjHsN/MeOH/EtgO/ кипячение /20мин МегС(OH) (CSC)jC(OH) Мег 8В
4 МеОгССНаСМегС=СН C,H5N/45“C/1B4 МеОаССНгСМег(С^С)гСМе5СНаСОгМе ЭВ 5 gj g*
5 Ме(С=С)эН * нс=ссн=снснаон C5H5N/MeOH/H2D/ ~20°С/15мин Ме(С=С|3СН=СНСНгОН 60 6 £ ??
Б НС=С(СН2)аОСО(СНг)вС=СН C5H5N/EtB0/CBHB/ сильное ра заявление (СНг)г— (С==С)г— (СНг)в 0 С —0 вв ГО 7 (X а *
7 8 НС=С (СНг)гОСО (СНг)6С0а (СНа)гС=СН НС=ССН2СНгС=СН CsHsN/EtaO/ Сильное разоаоление C5HbN/55°C/2,5M (СНа)г" (C=C)g““ (CHglj 'Ч0С0(СНг)5С00/ ^4С=С (СНа)2С=СЪг>* А. л “ 3 С J Б, л = 4 — В. л - 5 Г, л = б 63 А -6* Ь = 6 0-6 Г -2 2 1 8,9
а Выход линейного димера 9%.
® Разделение этих олигомеров ие является четким [9], поэтому приведенные выходы приблизительны.
Таблица 5.1. Получение фенолов из аренов окислением пероксидом водорода
Условия
Асг0/Нг50х
Продукты
ПыалодЛ^^^
>во 1,г
Продоло‘/'е/-/ие made. д. 7
№ Субстрат Условия Продукты дыгод,% Литература (см. разд, в Уд)
□ Me HF/O°C/~1H Л Ме ,он Ме * к А- 18 Б- 10 5
О + с J
* X
А Б
6 HF/COs/O’C ОН он он А = 37 5
О А А В- 16 8-37
и • с + Y ОН
А Б в
а Выход в расчете на прореагировавший л-ксилол. 10%.
6 Образуются также метилпирокатехин и мстилгидрохинон с выходом
Приложение. Таблицы к главам 2—t
Таблица 5.2. Получение фенолов из аренов окислением трифторопероксиуксусной кислотой
5
Й
5
г
й
СНгС1г/15-20’С/гч,
затеи 25°С/05ч
А - 27 2
Б- 7
СНгС1г/2О-25°С/1,5Ч
flpocfopptcepue maim $. 2
N& CyScmpam УслрЗип ЛррсТунть/ eblzat%
5 Me СНгС1г/0Рэ/О-7’С/2,5ч Me in ,„on 88,5в 3
1. II 1. П Ме^^^ ^Me
6 Me СНгС1г/0Рз/О-7’С/2,5ч Me /ОН 63S 3
1. II Me'x^y/^Me Me Мех^у' Me xMe
I
с
8 Выход в расчете на прореагировавший субстрат.
6 Образуется также 2,3,5-триметилбензохпнон (13%).
8 Выход в расчете на пероксикислоту.
8?
Таблица 5.3. Получение сложных эфиров фенолов из аренов окислением
диацилпероксидами и диизопропилпероксидикарбонатом
У° Субстрат
Условия
Прсгбунты
г
. з
А
5
В
In-ClCeHxCOjlj/SS’C/TBH
о-С1СвН4С0г
Bl
г
(рьсаг)а/ог/7 9ес
(РНС0г)г/1г/90°С/20 Ч
(РНС0г)8/СиС1г/МеСМ/60“С/24Ч
Субстрат Условия
ОМе
(П-МОгС6Н4СОг|г/AlClj/O’C/!2ч
OCOPh
ОМе
OCOPh
Ме
OCOPh
33
87
43'
3
5
ме
/7роУол.ясениг табл. 53
Лрабунты
(«-М0гСвН<В0г01г/~20”С/24ч
° Выход по данным ГЖХ, выход выделенного продукта
® Выход по данным ГЖХ.
р-НОгСбН^СОг
m-’NO.CbH.SOjO
1. (МегСНОСОг!г/А1С1э/0’С/3 Ч
2- КОН/ЕЮН,Мга?лНэО’
оме
ОН
в
А = 15*
Б-Б1
59*
7
9,10
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—1
£
Таблица 5.4. Получение сложных эфиров фенолов из аренов окислением
тетраацетатом свинца или теракис (трифтороацетатом) свинца
Условия
ЛроУунты
РЬ(ОАс)4/НОАс/ВО°С/0,5Ч
РЬ (0Ас)4/Н0Ас /нагревание-
РЬ (0Ас)4/Н0Ас/90“С
5Э-5В* 5
26
33’
7
РЬ (0 Ас)</Eta0/~20’C/4ч
БВ 8
Условия
Н0Ас/РЬ0//50°С/0,5 Ч
ПрсУолжение таУл. ff. 4
Продукты ebixeff,7o (см'разв'в^1)
ОАс 40-50 9
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5
П родолжение табл. 5.4
№ Субстрат Условия
Продукты
Выход, %
Литература
(см. разд. 5.1.4)
9
СМе3
РГ> (ОСОСГэ)*/СГэСОаН/ОоС/2О мин
А-Б1-Б7
Б- 5-9
13
8 Выход по данным ГЖХ.
б Выделен в виде 1-нафтола.
в Образуются также ацетоксиметилпронзводиые.
г Тетраацетат свинца образуется, вероятно, in situ.
Д Реакционная смесь содержит как фенолы, так и соответствующие им три фтороацетаты, однако при расчете соотношения изо-
меров выходы этих двух продуктов для каждого изомера суммируются как выходы соответствующего фенола.
Таблица 5.5. Получение дифенолов из фенолов окислением персульфатом
калия (окисление персульфатом по Элбсу)
Д'? Субстрат Условия Продукта/вы ход, %
1 пн Z NaCh/HB0/<20°C/3-4 Ч ОН За' 3
о ф
с
с
он
он
370
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Выход в расч(.:с на прореагировавший субстрат.
Пример окисления ароматического амина приведен для иллюстрации окисления по Ьойланду — Симсу [2].
Приложение. Таблицы к главам 2—5
371
Таблица 5 6. Получение хинонов из аренов окислением различными окислителями
Мп (0Ас),/Н0*с / 100°С
21
372
Приложение. Таблицы к главам 2—5
Приложение. Таблицы к главам 2—5
373
Таблица 5./. Окислительное расщепление ароматического цикла озоном
Л'» Субстрат (Темнил
/Трлбунты
ноАс/нго/ггмин
1 меон/сн!с1г/-7в,с/гч
г. NetS0j/H!0/~20,C/24
1 МеОн/СНгС1г/-70’С/6ч
г Маг50э/Ег0Н/Нг0/~20”С/гч
29 В
67 9
25 iO
Продолжение табл. 5 7
'' yl Субстрат Услодин Продукты выход,% мыразЯдк/д)
... - ___ г,- л . .
ногс zPh X Ph СОгН 1 Н0Ас/НгО/^2О°С/20Ч 2. hgOj НОгС. АСО,Н И ногс согн 909 II
5 Ph ”М Ph \\ 0 1 НОАс/^200 С/184 г. нгог ногс согн 'М нагс согн 50 12
ь С? 1-на. 510г/-75вС 2 элкшробяние EtОАс соги 60-80^ 13
00 Ме0Н/-50’С Н^.ОМе 0V ? Н"Р^'ОН 91
е П 1 МеОН/-30“С г. нэо‘ J. ИаОН/НгО/Е10Н,ЛИИ*НэО' ОХн Л .СНО 61-72 15
Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы к главам 2-
№ Субстрат
Условия
Продолжение табл. 5.7
Продукты Выход, % ^ра^.31)
1. меон/-зо"с
2 NalAWU KI/HOAC
1 меон/снгс1г/-20°с
2. MesS/-75°C
® Выход сырого продукта.
6 Конверсия составляет 85—90%; выход определен по данным ПМР-спектроскопни или оценен по данным ГЖХ при
анализе этерифицированиого сырого продукта.
Таблица 5.8. Окислительное расщепление ароматического цикла щелочными растворами перманганата калия
У° Субстрат
Условия
ПряСунгль!
нъ№1Нг01нипячение/2'*
n d 0 н / н2 о /миля ченре/г ч
NaOH/HjO/^zz^Mw^
4
кон/нга/~20"с/гоч,даотг*^юо’с
о
S
S
о
S
то
д
я
П родолжение табл. 5.8
№ Субстрат Условия Продукты Выход, % Литература (см. разд. 5.3.3)
5 .ОМе К0Н/Нг0/~20’С/2Оч,Зяе?»* «да ЮО’С COjH HDj С С1 ♦ 'СОгН НОгС"' А у^у'0Ме Б А«= 47 6 Б- 4
6 ОМё KOH/HsO/~2O"C/204,3a«rtTW ЮО“С ,СО?Н fl J 7Э 5
rxb |1 чогн
ОМе
7 К0Н/НгО/~20“С/50ч,^стда^ЮОйС >\-СОгН В1 5
L II J "ОМё '^''СОгН
в /=\ NaOH/HgO ногс согн 40 7
Л
9 Выход смесй кйсЛот.
Таблица 5.9. Окислительное расщепление ароматического цикла с использованием тетраокспда рутения
N- Субстрат УслоСил С/раЛун/лс,:
1 СОгН Ph СС1< /СОгНд ногсх 5
Ме3СС0гН
нао/наас1/~го0с/зч5
СНгС1г/Нг0/ИаОС1/-2О’С/12ч‘!'
СС14/Нг0/НаЮ</~2ОвС/
нес нельме с’ней^
сс:</нго/нэю</бо°с/1ойл?й‘г
MesCO/HsD/NaI04/4,54lf'
12 5
25 5
6В S
9
72 9
Приложение. Таблицы к главам 2—5 Приложение. Таблицы к главам 2—5
Продолжение табл. 5.9
№ Субстрат Условия
Продукты
Выход, %
Литература
(см. разд. 5.3.4)
а
б
в
СНгС1г/НгО/НаОС1/-20°С/ 12ч^
68
8 OJ й СС14/НгО/МаОС1/24ч^ ^\хс°гН х'-/’Ч'СОгН А X Г НОгС'^~"Х Б А-50 Б- 5 а
9 no2 xrS СС14/Нг0/Ча0С1/ ^Ч.С05Н н + no2 г HO2C^J< н А- 1 5-63 а
II * '^-^'согн А k. U НОЯС'Х^^ Б
10 <_УЧ} CCl4/MeCN/HJ0/NaI0</~20oC/2445’ )—согн 94 13
СС1</МеСН/Нг0/№10</~20°С/4Вч'7
АсСк ,^Н
78 13
Продукт идентифицирован методом ГЖХ в виде диметилового эфира.
Каталитический метод.
Субстрат окисляют в виде калиевой соли.
Идентификация продукта и определение выхода проведены методом ГЖХ после этерификации.
Таблица 5.10. Окислительное сочетание фенолов под действием различных реагентов
Приложение. Таблицы к главам 2-5 Приложение. Таблицы к главам 2-
382
Приложение. Таблицы к главам 2—5
[Ье|ДМЧ>)эС1гЦГеС14| /H?a/F t70/
кипячение/1 и
Приложение. Таблицы к главам 2—5
383
__________________________________________________________________________Продолжение табл. 5.10
Условия Продукты Выход, % ^^зд^.!)
СОСГэ
а Реакционную смесь промывают свободным от кислорода азотом.
б Приготовлен в активной форме разложением тетраацетата свинца водой (13].
в Выход в расчете на прореагировавший субстрат.
г Энантиомерный избыток 95%.
Предметный указатель
Автоокисление при бензильном атоме угле-
рода 40, 74, 80
I-Адамантанол 35
Адипиновая кислота 159
Адогеи 464, 161, 168, 346, 354
Азота(Н) оксид 59, 202
Азота(Ш) оксид 73, 279
Азотистая кислота в реакциях иитрозиро-
ваиия 58, 72, 279
Азотистой кислоты эфиры в реакциях иит-
розирования 72, 279
Азотная кислота 74, 79, 287—288
Азулен 27
Аликват 336 174, 353
Алканы (алкильные группы и углеводород-
ные фрагменты) 15—81. 218—289
окисление в алкеиы 15—25, 218—230
-------ацетатом ртути(П) 23, 229—230
-------— галогенированием — дегидрога-
логенированием 15—17, 218—219
-------«отдаленным» дегидрированием
25
-------сслеисодержащими реагентами
19—22, 224—228
- — хинонами 17—18, 220—223
окисление в гидропероксиды 40—43.
242—245
----- — синглетным кислородом 42
-------триплетным кислородом 41
окисление н ди алкилпероксиды 44, 246
окисление в карбонильные соединения
58—73, 262—279
-------- — в системе иод — тетраацетат
свинца 62, 265—266
---------диоксидом селена 70, 277—
278
----------- нитратом аммония-церия(1У)
70, 274—275
---------иитрозилхлоридом 59, 262
---------«отдаленным* окислением
64
—--------по реакции Бартона 61, 263—
264
---------хромсодержащими реагента-
ми 64—69, 267—273
— эфирами азотистой кислоты
72, 279
окисление в карбоновые кислоты 74—
81. 280—289
азотной кислотой 79. 287—
288
в системе диоксид свинца —
щелочь 81
—--------молекулярным кислородом
80 289
----перманганатом калия 75, 280
---------хромсодержащими реагента-
ми 76 78, 281—286
окисление в спирты 33—39, 237—241
-------ангидридом феиилселенистоЙ
кислоты 38
-------диоксидом селена 36, 238—239
-------озоном на силикагеле 35, 237
------- оксигеиированием карбанионов
38, 240
-------эпоксидированием и гидрокси-
лированием енолятов 39, 241
окисление в простые эфиры 46—-52,
248—253
---------в системе бром — соль се-
ребра 51, 252—253
---------в системе иод — тетраацетат
свинца 49, 250—251
---------тетраацетатом свинца 47,
248—249
окисление в сложные эфиры 4G—51,
254—261
---------ацетатом таллия(Ш) 57, 260
---------трет- бутиловыми эфирами
пероксикислот 53, 254—255
----диацилпероксидами 57. 261
--------тетраацетатом свинца 54,
256—259
окисление в циклические пероксиды 45,
247
и.св-Алканднкарбоновые кислоты 159
Алкены
окисление в алкины галогенировани-
ем — дегалогенированием 82—83, 290
окисление в 2-амииоспирты 94
окисление в 1.2-диолы снтм-гидрокси-
лированнем S4, 102—108, 304—307
------- — в системе иод — бензоат се-
ребра (реактив Прево) 107, 307
---------пероксидом водорода 105,
305—306
— .------пероксикислотами 102, 304
-------спн-гидроксилированием 84—
102. 291—303
•--------в системе иод — ацетат гал-
лия(1) 100
-------иод — иодат калия 100
-------• — — — под — карбоксилат се-
ребра во влажной уксусной кислоте
97. 303
-------------- иод — нитрат серебра
102
---------2-галогеиоцианоацетатный
метод 100
•--------перманганатом калия 95
--------тетраоксидом осмия 36—94,
291 292
--------------и трет-бути'лгидропер-
оксидом 91, 297—298
------------— и N-оксидом N-метил-
морфолииа 92, 299—300
------------и пероксидом водорода
89. 295—296
-------------- и хлоратом металла
88, 293—294
окисление в карбонильные соединения
Предметный указатель
387
129—158, 317—337
---------ацетатом ртути(II) 148
--------в системе перманганат ка-
лия — метапериодат натрия 138. 321
--------------тетр аоксид осмия — ме-
тапериодат натрия 135» 319—320
--------------тетраокснд рутения —
метапериодат натрия 141, 325—326
-------— диоксидом селена 155
---------нитратом таллия(Ш) 150
— — озоном 131, 317—318
---------сульфатом ртути(П) 148
---------тетраацстатом/трнфтороаце-
татом свинца 149
---------тетр а оксидом рутения 140
--------м- хлоропероксибензойной
кислотой 143
---------хроми лтрихлороацетатом 136
---------хроми лхлоридом 152
окисление в карбонильные соединения
с перегруппировкой 144—154
окисление в карбоновые кислоты 158—
164, 321, 325—326, 338—344
-------— озоном 159, 338—339
--------перманганатом калия 161,
321, 340
--------тетраоксидом рутения 163,
342—341, 325
--------хромсодержащими реагента-
ми 160
окисление в оксираны (1,2-эпоксиды)
------алкилгндропероксидами в при-
сутствии катализаторов 120, 311—312
-------асимметрическое 124. 313—314
------ пероксидом водорода в присут-
ствии катализаторов 120, 310
------пероксикислотами 109—119,
308-309
------щелочными растворами перок-
сида водорода или трет-бутилгмдро-
пероксида 128
получение из алканов 15—25. 218—230
------галогенированием — дегидрога-
логенированием 15, 218—219
------дегидрированием 17—26, 220—
230
---— — ацетатом pTVTii(II) 23, 229—
230
--------«отдаленным» внутримолеку-
лярным 25
---— — сслснсодержащими реаген-
тами 19—22, 224—228
---------хинонами 17—18, 220—223
Ллкилнитриты 72, 279
Алкилселениды 19, 224
Алкил-N-х.поро-1Ч-аргентокарба маты 84, 94
Алкильные группы см. Алканы
Алкины 165—184. 345—359
окисление в 1,2-дика рбонпльиые соеди-
нения 165—173, 345—35.'
---------диоксидом селей а 173, 351
---------нитратом таллпя(Ш) 172.
350
---------озоном 175, 345
---------перманганатом калия 176,
346
---------тетраоксидом осмия 171,
348 349
---------тетраоксидом рутения 170,
347
окисление в карбоновые кислоты 174—
179, 352—356
—--------нитратом таллия (III) 180,
356
---------озоном 175» 352
---------перманганатом калия 176,
353—354
—355 тетраоксидом рутения 178,
окислительное сочетание 180—182, 357—
358
----ацетатом меди(II) в пиридине 182,
359
— — солями меди(1) в присутствии
окислителей 181» 357—358
получение из алкеиов 82—84, 290
Аллиловые спирты
асимметрическое эпоксидирование 124,
313—314
получение 21
Аллильное положение, окисление 36—37,
53-57. 68, 238, 256—257, 272
Альдегиды, получение окислением
алкильных групп
— — бихроматом натрия 67
--------в системе иод — тетраацетат свин-
ца 62. 265—266
— — диоксидом селена 70, 277—273
----нитратом аммония-церия(1 V) 70,
274—275
---- по реакции Бартона (получение
оксимов) 61, 263—264
— — хроми лацетатом 66, 270—27 i
— — хромилхлоридом 65, 267—269
— — эфирами азотистой кислоты 72,
279
алкенов с перегруппировкой 144—154,
329—334
—------ацетатом/трифтороацетатом
свинца 149. 331
-------в системе трифтороуксусная
кислота — диэтилэфират трифторида
бора 154, 33-5
— — — сульфатом или ацетатом рту-
ти(П) 148
-------хлоридом палладия 146. 329—
330
--------хромилхлоридом 152, 334
-------нитратом таллия(Ш) 150, 332—
333
алкенов с расщеплением двойной угле-
род-углеродной связи 129—143. 317—
334
-----------— в системе перманганат
калия — метапериодат натрия 138—
140, 321
—------------------тетраокснд ос-
мия — метапериодат натрия 135—136,
319
— — —----------- — — тетраокснд руте-
1ия — метапериодат натрия 141. 325—
126
---------— — озоном 131—135. 317—
И8
------------перманганате?.! калия
136. 321
— ------------тетраоксидом рутения
140—ИЗ. 323—324
— — ----------т/-хлоропероксн бензой-
ной кислотой 143, 327—328
Альдегиды
ароматические, получение из алкиларе-
нов окислением нитратом аммоиия-це-
PHM(IV) 70, 274—275
-----------хромилхлорндом 65, 267—
269
а.В-ненасыщенные, эпоксидирование
превращение в 0-днкарбонильные со-
единения 70, 276
Альдостерон. 21-ацетат 61—62
25»
388
Предметный указатель
Аммония-церия (IV)
нитрат 59, 70, 274—275
— окисление замещенных толуолов 70,
274—275
— окисление ароматического ядра 70
сульфат 196
5-(+)-Амфетамин, комплекс с медью(П)
214
5-Аидростеи-7-он-ЗР,17р-диол, диацетат 69
Аннулены 29, 182
синтез сочетанием по Эглиитону 182
Арены 185—216, 360—385
окисление в фенолы и их производные
185—194, 360—370
-------------диацилпероксидами
189, 364—365
------------- диизопропилперокси-
дикарбоиатом 189, 364—365
— —-----------пероксидом водорода
187, 360—361
------------- — перокситрифтороуксус-
ион кислотой 188, 362—363
-------------персульфатом калия
193, 369—370
------------- — тетра ацетатом/трифто-
роацетатом свинца 191, 362—363
окисление в хиноны 194—197, 371—373
окислительное расщепление 198—208,
374—380
— — озоном 199—202, 374—376
----перманганатом калия 203—205,
377—378
-----пероксиуксусиой кислотой 202—203
----тетраоксидом рутения 205—208,
379—380
окислительное сочетание 208—216, 381—
384
полициклические» окисление 77, 285
Арнлалканы, окисление
азотной кислотой 79, 287—288
бихроматом натрия 78, 283—284
диоксидом селена 70, 277—278
молекулярным кислородом 80, 289
нитратом аммония-церия(IV) /0, 274—
275
перманганатами 75. 280
хромилацетатом 66, 270
хромилхлоридом 65. 267
хромовой кислотой 76, 281—282
Арилацетальдегиды, получение ич стиро-
лов 331
Арнл малоновые ди альдегиды, тетр а метил-
ацетали 150- 152
АрилталлиЙ(Ш) трифторо ацетаты 196—
198, 373
Аооматизация циклических систем 27—33,
230—236
действием серы и селена 28—29, 232
действием хинонов как акцепторов во-
дорода 29—30, 233—234
каталитическим дегидрированием 27—
28, 230—231
при гидридном переносе с участием
карбениевых ионов 32, 236
соединениями металлов в высших сте-
пенях окисления 30—31
------------------— диоксидом марганца 31
------------пероксидом никеля 30
— —---------тетр а ацетатом свинца
30-31, 235
Ацеиафтеихинон 67
Ацетилгипоиодит 100
•2-Ацетил-2-ЦНКлогексеи- 1-он 22—23
7-Ацетоксиацснафтен 55
9-Ацетоксиаитрацеи 192
1-Ацетокси-4-бензамидонафталии 192
2а-Ацетокси-5а- холестаи-3-ои 56
а-Ацетоксикетоиы 56
Ацетоксилирование в a-положение к кар-
бонильной группе 56, 258—259
Ацетон как акцептор водорода 27
Ацетофенон 67
Аци локсилир ов а ние
в аллильные и бензильные положения
53—54, 256—257
ароматических субстратов 185, 189 191,
364—368
в а-положеине к карбонильной или
карбоксильной группе 55—57, 258—261
Барбье — Виланда метод укорочения угле-
водородных цепей 142, 160
Бария хлорат 294
Бартона реакция 61
Бензил из стильбена окислением диокси-
дом селена 155
Бензильное Окисление
молекулярным кислородом в присутст-
вии оснований 80, 289
производными карбоновых кислот 53—
57. 254—259
Бензилтриэтиламмопия
перманганат 137
хлорид 95, 137
Бензилы, получение
нз д нар ил ацетиленов 172, 350
из халкоиов 151
Бензоила пероксид 57, 188
З-Беизоилоциклогексен 54
Бензол как акцептор водорода 26
1,4- Бензохиноны, получение 197
S-(—)-(1,1'-Бииафталии)-2.2'-диол 213—214
1,4- Бис- (1 -гидр оксицнклогексил) -1,3-бута -
диии 182 х
Бихромат-ион, окисление арилалкаиов в
карбоновые кислоты или кетоны 67, 74,
76—78, 267, 283—286
Бициклические эфиры енолов, окислитель-
ное расщепление в кетолактоны 143, 327—
328
Бора трифторнд 145, 154, 185, 187. 335. 360—
363
Бреслоу метод
«отдаленного» дегидрирования 25
— окисления 64
Бром 15, 82, 218—219, 290
в присутствии солей серебра 51. 252—
253
Бромофталоновые кислоты 204
Бутанон-2, получение из бутепа-2 148
трет-Бутилгидропероксид 22. 44. 91, 110.
120—127, 147, 171, 254 255, 297—298, 311—
316, 329. 248
меры безопасности 121—123
получение безводных растворов в орга-
нических растворителях 121
продажные образцы 120
грет Бутилпероксиацетат 53
грет-Бутилпероксибеизоат 53
трет- Бутиловые эфиры пероксикислот 53—
54, 254—255
Вакер-процесс 144, 158
Ванадила ацетилацетонат 123. 311—312
Ванадий
катализатор для эпоксидирования алке-
нов 109
оксид, катализатор для яяты-гидрокси-
лирования алкеиов 85
окситрихлорид 213, 384
пентаокенд 196
тетрахлорид 213, 384
Предметный указатель
389
Водород, акцепторы в процессах дегидри-
рования
ацетон 27
бензол 27
коричная кислота 27
малеиновый ангидрид 27
малеиновая кислота 27
сера 27
селен 28
Водорода пероксид
в сочетании с вольфрамсодержащими
катализаторами 120, 310
----с катализаторами — оксидами ме-
таллов и неметаллов 105—107, 305
— — с кислотами Льюиса, хлорид алю-
миния 187—188, 360
-----------днэтилэфират трифторида
бора 187, 361
-----------уксусная и серная кислоты
187
-----------фтороводород 187, 361
-----------хлорид алюминия 187—
188, 360
в сочетании с тетраоксидом осмия 89,
295—296
в уксусной кислоте 196
Вольфрам, триоксид 86, 105, 305
Вольфрамовая кислота 106, 120, ЗОБ
катализаторы на основе 106
Вудворда метод cuw-гидроксилировании ал-
кенов 97
родственные методы 99—100
— — 2-галогеиоцианоацетатный метод
100
----окисление в системе иод — нодат
калия 100
-------— — ИОд _ ацетат таллня(1)
100
8.9-Гексадекандиои 169
Галогенирование — дегидрогалогенирова-
ние 15—17. 82—84. 218—219, 290
2-Галогеноциаиоацстатный метод син-гмд-
роксвлироваиия алкенов 100
Гематопорфирин 43
Гептаналь 134
Гептановая кислота 177
2-Гептанон 142
Гетероарилалканы, окисление
диоксидом селена 70, 277—278
перманганатами 75, 280
Гидридвый перенос 17. 32
ЗР-Гидрокси-5а-гндропероксихолест-б-ен 43
6-Гидрокси-5-деквнои 157
цис- и трене-1а Гидрокси-2,2-днметил-1-де-
канои 38
Гидроксилирование
алканов (алкильных групп и углеводо-
родных фрагментов) 33—40, 237—241
— ангидридом фенил селенистой кисло-
ты 38
— диоксидом селена 36, 238—239
— озоном на силикагеле 35, 237
— окснгенированием карбаниоиов 38,
240
алкенов 86—108, 291—307
— пнтц-вицинальное 102—109, 304—307
— — в системе иод — бензоат серебра
107, 307
----пероксидом водорода в присутст-
вии катализаторов — оксидов метал-
лов и неметаллов 105, 305—306
----пероксикислотами 102, 304
— сгш-вицинальиое 86—102, 291—303
----в системе под—ацетат таллия(1)
100
---------нод — иодат калия 100
---------иод — карбоксилат серебра
97, 303
--------- иод—нитрвт серебра
----2-галогеноциаиоацетатный метод
100
— — перманганатом калия 95
----тетраоксидом осмия 86—94, 291—
292
---------и N-оксидом N-метилморфо-
лииа 92, 299—300
— и трет-бутилгидроперсксидом
91, 297—298
------и пероксидом водорода 89,
295—296
-------- — — и хлоратом металла 88, 293—
294
аренов днацилпероксидами и диизопро-
пил перокси дик ар бон а том 188, 364—
365
— пероксидом водорода в присутствии
кислот Льюиса 187. 360—361
— тетраацетатом/три фтороацетатом
свинца 191, 366—368
— персульфатом калия 193, 369—370
— трифторопероксиуксусвой кислотой
188, 362—363
каталитическое с использованием тет-
раокснда осмия 88, 92, 297—300
--------------в присутствии трет-бу-
тилгидропероксида 91, 297—298
-------------------N-оксида N-метил-
морфолина 92, 299—300
------------------- пероксида водоро-
да 89, 295—296
— --------------— хлоратов метал-
лов 88, 293—294
Гидропероксиды, получение из алканов
40—44, 242—245
реакцией с синглетным кислородом
42—44, 244—245
— с триплетным кислородом 41—42,
242—243
при автоокислеиии 41
1-Гидроперокситетралин 41—42
Глазера реакция 181, 357—358
модификация Хея 181, 357—358
Глиоксаль 155
Глиоксаль-бг 167
Глиоксиловая кислота 172
Дегидрирование 15—33, 220—230
ацетатом ртути(П) 23—25, 229—230
«отдаленное» внутримолекулярное 25
26
селенсо держащими реагентами 19—23,
224—228
----ангидрид фенилселеиистой кисло-
ты 20, 227
----диоксид селева 19—20, 224—226
----селеноксиды 20—23, 227—228
хинонами 17, 29
циклических соединений 27—33, 230—
236
----карбеииевыми ионами 32, 236
----каталитическое 27—28, 233—234
•---селеном 28—29, 232
----серой 28—29, 232
----соединениями металлов в высших
степенях окисления, диоксидом мар-
ганца 31
--------- —-------пероксидом нике-
ля 30
-------------------тетр а ацетатом
свинца 30—31, 235
----хинонами 29—30, 233—234
----через галогенирование — дегидро-
390
Предметный указатель
галогенирование 15—17, 82—84, 218—
219, 290
Дегидрогалогенирование 13—17, 82—84,
218—219, 290
амидом натрия в жидком аммиаке 83,
290
трег-бутоксидом калия 15—16, 218—219
водными растворами гидроксида или
карбона! а натрия 15, 218
гидроксидом калия в спиртах «3. 290
в присутствии гидросульфата тетра-
н-бутиламмония 83, 290
Дегидрогризеофульфии 212
Джонса реагент 158
Диалкилпероксиды (пероксиэфиры), полу-
чение 44 45, 246- 247
Диалкины, получение окислительным соче-
танием 1 алкинов 180—182, 357—359
Диарилацетилены, превращение в бензилы
172, 350
Диарилсульфснилпероксиды. сульфоиилок-
силнроваиие аренов 188, 365
Диарилэтены 17, 220
3,17р-Днацетокси-9а-гидроксн-С-оксоэстра-
1,3,5(10)-триеи 204
ЗР,17Р-Диацетокси-60-19-оксидо-5а-андро-
стаи 50
Ди а ди л пероксиды
ацилоксилнрование аренов 189, 364
получение сложных эфиров 44, 261
Дибензо-18-краун-6, исчерпывающий озоно-
лиз 201
1,2-Дибензоилэтен 20
(7?5)-1,2-Днбензоилокси-3-фснилпролан 108
1,4-Ди(2- [ (£) -2-бромовииил1 фенил}-1,3-бу-
тадиин 183
2,3-Дибромопропиоиовый альдегид, диэтил
ацеталь 83
эр«7ро-3,4-Дигидрокси-2,5-гексапдиои 88
2,5-Дигидрокси-3.4-гександион (полимерная
форма) 172
ЗР.17а-Дигидрокси-6,160-диметил-5-прег-
нен-20-он 38
2.2'-Днгидроксм-3,3'-диметоксн-1Д/-бинаф-
тил 214
(2Я£,ЭД$)-2,3-Дигидрокси-2-изопропилбу-
тансвая кислота 106
9(e), 10(a)-Дигидрокси- 1,2,3,4,4а, 9,10,10а
(гранс-4а,Ю)-октагндрофенантрен 96
Динзопропил-трег-бутилпероксифосфат 53
Диизопропилпероксидикарбоиат 185, 188,
364—36-5
1,2-Дикарбонильные соединения, получение
окислением 155 -158, 165—174, 336—337,
345—351
алкенов перманганатом калия 95—97,
336—337
алкинов 165—174, 345—351
— диоксидом селена 173, 352
нитратом таллия(III) 172 . 350
— озоном 166, 345
— перманганатом калня 168—170, 346
— тетраоксидом осмия 171. 348—349
-----рутения 170, 347
карбонильных соединении диоксидом
селена 170, 347
1,3-Дикарбонильные соединения, получение
из а,0-иеиасыщениых соединений 147
3,3-Днметил-2-бутаиои 154
2,2-Дпметнл-1-декалои 38
1,2-Диметилпиперидия 24
Диметилполи(этиленгликоль), агент меж-
фазного переноса 177, 353—354
1,2-Диметил-1,2-эпокси-4-циклогексен 117
(1,1-Диметилэтнл)-(1-фенил-1-метил-
этил)пероксид 44
1,1 - Ди меток си-2,3 - бенз о ди оке а н 200
3,8-Диметокси-4,5,6,7-дибеизо-1,2-дпокса-
циклооктан 202
транс-4,4' -Диметоксистильбен
3,3'-Днметокси-4,4',5,5/-тетраме1ил-2,2'-ди-
фенохинои 211
Диоксобнс{трет-бутнлимидо)осмкil(VIII) 94
1,2 -Диолы, получение
из алкенов анти-гидроксилированием
84, 102—107
------в системе иод — бензоат сереб-
ра 107, 307
------пероксидом водорода 105. 305—
306
-------пероксикислотами 102, 304
из алкенов син-гндроксилирсваннем
84—102, 292—303
— — — в системе иод—ацетат 1ал-
лия(1) 100
----•-----— нод—иодат калия 100
—-----------иод — карбоксилат сереб-
ра 97, 303
------------иод — нитрат серебра 102
—-------- 2-галогеноцианоацетатньш ме-
тод 100
-------перманганатом калия 95
------тетраоксидом оемня 86—94,
291—292
----- -----и грет-бути лги д ро иерокси-
дом 91. 297—298
---------н N-оксндом \-метнлмор-
фолина 92. 299—300
— -----и пероксидом водорода 89,
295—296
---------— и хлоратом металла 83,
29J—294
Дифеиальдегид (2,2'-диформилдпфенил) 201
Дифеняльдегидовая кислота (2'-формил-2-
дифеннлкарбоновая кислота) 201—202
г.г'-Дифенилднкарбоновая кислота 201
Дифенилдиселеннд 21
Дифенилы, о,о'-дизамещеппые, получение
расщеплением фенантрена 201
(17?S,2/?S) 1,2 Дифенил-1.2-этандиол 98—99
Дифеновая кислота см. 2,2'-Дифеннлдикар-
боиовая кислота
Дифенолы, получение из фенолов окисле-
нием персульфатом калия 193, 369—370
2.3-Дихлооо-5.6-дициано-1,4-бензохпнон
(ДД50 17—19, 220-223
Дициклогексано-18-краун-6, агент межфаз-
ного переноса 136, 161, 177, 353—354
Ди этил - (О - бе из ои л) эт и лт а ртр о на т 57
цис- н трс«с-2,5-Диэтилоксолан 51
(2/?,3/?)-( + )- или (2S,3S) (+)-Диэтилтарт-
рат в асимметрическом эпоксидировании
124—127
3.3-Ди этокси пропин-1 83
Енолов простые эфиры, расщепление 143
Железа (II) соли см. Уденфринда реагент
Железа(III) хлорид, окислительное сочета-
ние фенолов 211, 381
Индазол 28
Иод 364
и ацетат серебра 97, 303
и бензоат серебра 107—109, 307
н иодат калия 100
и карбоксилат серебра 97, 303
в нитрат серебра 102
и тетраацетат свиица 49. 62. 250—252,
265—266
трис(трифтороацетат) 101
Иодная кислота 196, 339, 372
Предметный указатель
391
Иодозобензол, как соокислитель в процес-
сах с рутениевым катализатором 170, 178,
347
Калия
ацетат 100
бнхромат 78, 281
иодат 100
перманганат 74—75. 84, 95—97, 130, 136—-
140, 156—157. 161—165, 168—170, 176—
1.8. 203—205, 280, 301—302, 321—322,
336- 338, 340. 346, 353, 377—378
— в водных растворах, окисление не-
терминальных алкииов 168
— в неводных растворах 129, 13G
— в нейтральных условиях 129, 136
— в сочетании с метапернодагом нат-
рия (реактив Лемье—фон Рудлофа)
130, 138, 161, 321
— в условиях межфазного катализа 96,
129? 136, 156, 161, 168, 174, 176
персульфат, окисление по Элбсу 193,
369—3/9
хлора! 293
Карбанионы, оксигенироваиие молекуляр-
ным кислородом 38, 240
Карбениевые ионы 32» 236
(2)-2-Карбоксикоричная кислота 203
Карбонильные соединения см. Альдегиды.
Кетоны, а также 2-Гидроксикетоны и
1,2-Д и карбонильные со единеии я
Катализ межфазного переноса 82, 96, 136.
161, 168, 177, 346, 353—354
9(10)- и 10(9)-Кетогндроксистеарнновые
кислоты 156
а-Кетокислоты 74
Кетолактоиы, получение из бициклических
эфиров еиолов 143, 327—328
6-Кетононалид 143
Кетоны, получение
из алканов (алкильных групп и угле-
водородных фрагментов) в системе
трноксид хрома — пиридип 68, 270—
272
— — окислением бнхроматом натрия
67, 267, 283—286
-------диоксидом селена 70, 276—278
------ — интрозилх лори дом 59, 262
-------эфирами азотистой кислоты
72 73, 279
----«отдаленным» окислением 64
из алкенов окислением с расщеплением
двойной углерод-углеродной связи
129—144, 317—326
------ ------------в системе перман-
ганат калин — метапериодат нвтрия
138, 321
------------------------тетраоксид
осмия — метапериодат натрия 135, 319
------------------------ тетраоксид
рутения — метапериодат натрия 141,
323
—------------------озоном 131, 317—
318
--------------------- перманганатом
калия 136 , 336—337
— — — --------— тетр а оксидом ру-
тения 140. 323—324
-------------------,«-хлороперокси-
беизойиой кислотой 143, 327—328
-------------------хромилтрихлоро-
ацетатом
из алкенов окислением с перегруппи-
ровкой 144—155. 329—336
-----------ацетатом—трифтороаце-
татом свинца(IV) 149, 331
-----------нитратом таллия(Ш) 150,
332—333
—-- --------солями ртути(П) 148
------------трифторопсроксиуксусной
кислотой 154, 335
------------хромилхлоридом 152, 334
а,(3-ненасыщенные производные, эпокси-
дирование 128, 315
окисление диоксидом селена 70. 276
Кислород
активный в гидропероксмде. оппеделе-
ние 40
молекулярный, автоокнсление при бен-
зильном положении 40, 74, 80
— окисление алкенов в присутствии со-
лей меди и хлорида палладия 144,
329-330
---карбанионов 38, 80, 240
— синглетный 42
— триплетный 41
Кислоты карбоновые, получение 74—81,
158—164, 174—178. 280—289, 317—318, 321,
325, 338—344, 352—356
из алканов, окислением азотной кисло-
той 79, 287—288
------в системе щелочь — диоксид
свинца 81
-------перманганатом калия 75, 280
------хромсодержащими реагентами
76—78 , 267, 281—286
из алкенов, окислением в системе пер-
манганат калия — метапериодат нат-
рия 138, 321
— ----------тетраоксид рутения — ме-
тапериодат натрия 141, 325, 342
-------озоном 159, 338—339
-------перманганатом калия 161, 340
------тетр ао ксн дом рутения 163.
342—344
— хром (VI) содержащими реаген-
тами 160
из алкинов, окислением нитратом тал-
лия(Ш) 178, 356
-------озоном 175, 352
------— перманганатом калия 176, 353—
354
— -----тетраоксидом рутения 178, 356
окислением карбанионов кислородом
38, 240
Коричная кислота как акцептор водорода,
27
Коричная кислота, (2)-2-карбокси- 203
л-Ксилепилбеизоат 190
Кумилгидропероксид 44
18,20-Лактои ЗВ-ацетокси-20Р-гидрокси-5-
прегпсп-18-овоЙ кислоты 63
Лемье — Джонсона реагент см. Осмия тет-
раоксид - метапериодат натрия
Лемье — фон Рудлофа реагент см. Калия
перманганат — метапериодат натрия
Лития
алюмогидрид 97, 133, 318
тетрахлоропалладат 147
Лоигикамфенон 141
Маалаеа реагент см. Осмия тетраоксид —
пероксид водорода
Малеиновая кислота как акцептор водоро-
да 27
Марганца диоксид 30
Маргапца(Ш)
ацетат 196, 371
трис(ацетилацетоват) 213, 383
Меди(1)
бромид 254
соли в присутствии окислителей 53,
392
Предметный указатель
181, 254. 329, 357—358
хлорид 254, 329
— в сочетании по Глазеру 181. 357—
358
Меди (II)
ацетат
— безводный 100
— в пиридине (сочетание по Эглннто-
иу) 182, 359
соединения в окислительном сочетании
фенолов 211, 384
хлорид 329, 364
Межфазный перенос, агенты
адогеи 464 161. 168 , 346, 353—354
аликват 336 177, 353—354
беизилтриэтиламмоиия хлорид 95, 137
диметилполи (этиленгликоль) 176, 353
354
дициклогексаио-18-краун-6 136, 176,
353- 354
1,6-Метаио 110J аннулен 29—30
Мети л-а-алкила рил ацетаты 175
Метилглиоксаль 155
Мети л-а- (диметокснметил) арил ацетаты 151
Метилдифеиальдегидат 201
2-Метилсндодекановая кислота 15—16
Метилкетоны, окислением терминальных
алкенов 158
N-Метилморфолии, N-оксид 86, 92—93, 171,
299-300, 348—349
Метилнитрит 72, 279
5-Метилпиридин-2-альдегид, N-оксид 72
цис- и траме-2-Метил 5-н-пропилоксолаи 48
Метилфтальальдегидат 201
Метилциклобутил (гидрокси) фенилацетат
176
4-Метокси-2,3-бензо ди оксан- 1-ол 201
4-Метокси-2,3-диметнлфенол 211
З-Метокси-2-нафтол 212
З-Метоксифталевая кислота 207
Молибден
гексакарбоиил 143, 312
катализатор в реакциях эпоксидирова-
ния алкеиов 120
Натрия бихромат 57, 67, 76—78
в двухфазной системе тетрахлороме-
тан — серная кислота 196
в нейтральных водных растворах 78
Натрия гипохлорит 163, 170, 178, 203, 342,
347, 379
Натрия метапериодат 129, 135, 138 163. 170.
205, 319—321, 325—326, 340, 342, 384, 379
Натрия тетрахлоропалладат 146, 330
2,3- Нафталиндикарбоиовая кислота 78
Никеля пероксид 31
Нитрилы а,Р-ненасыщеиные
реакции с щелочным пероксидом водо-
рода 128
синтез 21
Нитриты, фотолиз 72—73, 279
л-Нитробеизилиденацетат 66
л-Нитробеизойиая кислота 77
Нитрозилхлорид в реакциях фотооксимнро-
ваиия 59, 262
Нитрозирование, в p-положение к карбо-
нильной группе 72—73, 279
а-Нитроксилирование алкилбензолов 33
Ноиадекановая кислота 162
Озон 35, 175, 199, 237, 345, 352, 374—376
адсорбированный на SiO2 35, 237
Озониды
получение 131—134, 166. 199. 317—318,
338—339
разложение восстановительное, реаген-
ты, бисульфиты 133, 317—318
— ----диборан 133, 317—318
------диметилсульфид 133, 317—318
------иодиды 133, 317—318
------каталитическое гидрирование
133. 317—318
— — — натрия борогидрид 133, 317—
318
------олова(II) хлорид 133, 317—318
------серы диоксид 133, 317 -318
------сульфиты 133, 317—318
------триметилфосфит 133, 317—318
------трнфенилфосфии 133, 317—318
------цник в уксусной кислоте 133,
317—318
разложение окислительное, 'реагенты,
водорода пероксид 159. 338—339
------оксид серебра 159—160, 338—
339
------перйодаты 159—10, 338—339
------перманганаты 159—160, 338—
339
------пероксикислоты 159—160, 338—
339
------хромовая кислота 159- 160,
338 339
Озонолиз
алкенов 131—135, 158—159
— в присутствии тетрацианоэтнлена
134
алкииов 166—168, 175, 345
— в присутствии спиртов 166
------тетрациаиоэтилеиа 167
— синтез 1,2-днкарбонильных соедине-
ний 166, 345
аренов 199—201, 374—376
полиалкеиов, селективный 134
Окисление
алкаиов (алкильных групп и углеводо-
родных фрагментов) в алкены 15—
26, 218—230
— в альдегиды и кетойы 58—74, 262—
266
— в гидропероксиды 40—44, 242—245
— в диалкнлпероксиды (пероксиэфиры)
44—45. 247
— в карбоновые кислоты 74—81, 267—
289
— в простые эфиры 46—52, 248—253
— в сложные эфиры 52—58, 254—261
— в спирты 33—40, 237—241
— в циклические пероксиды 45—46
алкенов
— в алкины 82—84, 290
— в альдегиды и кетоны 129—158, 317—
337
— в 2-гндроксикегоны 155—158. 336—337
— в 1.2-днкарбонильные соединения
155—158. 336—337
— в 1,2-днолы 84—109, 291—307
— в карбоновые кислоты 158—164, 338—
344
— в оксираны (1,2-эпоксиды) 109 129,
308—316
— с перегруппировкой 144—154, 332—
335
алкинов
— в диалкины 180—184, 357—358
— в 1,2-дикарбонильиые соединения
165—174, 345—351
— в карбоновые кислоты 174—180, 352—
356
аренов
— в фенолы и их производные 185—194,
360-370
--------------диацилпероксидами 189,
Предметный указатель
393
364—365
-----—--------динзопропилперокси-
дикарбоиатом 189, 364—365
--------------пероксидом водорода
187, 360—361
— — -----------перокситрифтороуксус-
иой кислотой 188, 362—363
--------------персульфатом калия
193, 369—370
--------------тетраацетатом/трифто-
роацетатом свинца 191, 362—363
— в хиноны 194 -197, 371—373
— окислительное сочетание фенолов
208-216, 381
— расщепление ароматического цикла
------— озоном 199—202, 374—376
------перманганатом калия 203—
205, 377—378
---------лероксиуксусной кислотой
202—203
---------тетраоксидом рутения 205—
208, 379—380
Окислительное сочетание
1-алкинов 180—184, 357—359
— по Глазеру 181 357—358
— по Эглинтону 182, 359
фенолов 208—216, 381—384
— механизм 209
— реагенты для 211
Оксиаминирование алкенов снн-вицииаль-
иое 94
Оксигенирование карбанионов 38, 240
9-Оксидекановая кислота 147
Оксимы альдегидов, получение по реакции
Бартона 61, 263—264
Оксираны (1,2-Эпоксиды), получение окис-
лением алкенов 109—129, 308—316
алкилгидропероксидами 120, 311—312
асимметрическим эпоксидированием 124
пероксидом водорода 120, 310
пероксикислотами 111—118, 308—309
щелочным трет-бутилгидропероксидом
128, 315 316
— пероксидом водорода 120. 310
5 Окси-3,5-сско-А-норхолестан-3-овая кисло-
та 139
Окситрис(трет-бутиламидо)осмии(VIII) 94
Оксоланы (5-членные циклические эфиры)
46—52
3-( 1-Оксо-вР-мети л-5Р-карбоксн-тра«с-пер-
гидроиндаиил-4)-лропиоиовая кислота 207
(+)-Ориеиталии 214
(±)-Ориенталинои 214
Осмий (IV), сложиоэфириые комплексы из
алкинов 171
Осмий (VIII)
трет-алкилимидо-комплексы 88, 94
тетраоксид 86, 171, 241—242
— в сочетании с метапериодатом нат-
рия (реагент Лемье — Джопсоиа) 135,
319-320
— раствор в трет-бутиловом спирте 91
— в сочетании с трет- бути лги дроперок-
сндом 91, 297 298, 348 349
— — — с пероксидом водорода (реак-
тив Майласа) 89, 295—296
-----с N-оксидом N-метилморфолииа
92, 241, 299—300, 348—349
-----с хлорамином-Т или N-хлоро-
N аргентокар ба матом 94
-----— с хлоратом металла 88, 348—
349, 293—294
Палладий
катализатор дегидрирования 28
в процессах окисления алкенов 144—
147
хлорид 146, 329—330
Пентановая кислота 163
Переметаллироваине см. Лития тетрахлоро-
палладат
Пероксиды циклические, получение сенси-
билизированным красителями фотоокси-
ген ироваиием 45, 247
Пероксикислоты 86, 102—119, 158, 185, 308—
309. 335
моиопсрокснмалеиновая кислота 102,
109, 116, 308
моноперокснфталевая кислота 109. 118,
308
пероксибеизойная кислота 102, 111, 116,
308
пероксикарбоксимидовая кислота 109,
112, 118—119. 309
пероксимуравьиная кислота 86, 102, 109
пероксиуксусная кислота 86, 102—104,
111—113, 202, 308
трифторопероксиуксусная кислота 86,
102, 109, 115, 145, 154, 185, 188, 308—
309, 335
---в присутствии диэтилэфирата три-
фторида бора 154, 335
лг-хлоропероксибензойиая кислота 39,
111, 117, 143, 308, 327—328
Пивалиновая кислота 205
грснс-Пинокарвеол 37
Пиразолы 31
Платина, катализатор дегидрирования 28,
230—231
Полуацетали, получение в системе иод —
тетраацетат свинца 49—50, 265—266
Полуацетали циклические, получение из
спиртов в системе иод—тетраацетат
свинца 62, 265—266
Прево реакция 107, 307
Родия трис(трифенилфосфнн)хлорид 27, 231
Ртути(П) соединения
ацетат 23—25, 144, 148, 229—230
как катализаторы 158
оксид 48—49. 253
сульфат 144, 148
Рутений
диоксид, гидрат 170, 205
----превращение в тетраоксид 170
соединения в каталитических методах
с использованием соокислителей 129.
140—142. 163, 170, 174, 178, 205. 325—
326, 347, 379—380
тетраоксид 129, 140—142, 163, 170, 178,
196, 198, 205. 323—324, 355, 373, 379
— в сочетании с гипохлоритом натрия
170—171, 178, 205, 379
— в сочетании с метапериодатом нат-
рия 129. 140—142. 163, 205, 207, 325—
326, 379
как реагент для селективного окис-
ления ароматического цикла 205—208.
373
трнхлорид 170, 205
— гидрат 142, 163
Рутения трис(трифенилфосфии)дихлорид
170, 178. 347, 355
Саретта реагент см. Хрома триоксид в пи-
ридине
Свинца диоксид 74, 199, 383
активный 199
в щелочной среде 82
Свинца оксид красный 55, 257
394
Предметный указатель
Свинца (i V)
ацетат 30, 47, 54, 145, 149, 186, 235,
248—249, 256—257, 258—259, 366—367
— в сочетании с иодом в синтезе
5-членных циклических эфиров (оксо-
ланов) 49, 230—251
— —-----— в синтезе циклических по-
луацеталей 62, 205—2GG
тоифтороацетат 145, 149, 186, 191, 331,
366—368
Селениды, окисление трет-бутилгидропер-
оксидом в присутствии основного оксида
алюминия 20—22
Селен в реакциях дегидрирования 28, 232
Селенсодержащне реагенты 19—23, 224—228,
238—239, 247, 351
ангидрид фенилселенистой кислоты 20,
22. 38, 227
диоксид селена 19, 36, 224 238—239, 351
селеноксиды 21, 227—228
Сенсибилизаторы, в процессах получения
синглетного кислорода 4'2, 244 245, 247
Сера, в реакциях дегидрирования 28, 232
Серебра
ацетат 97—99. 253, 303
— в присутствии иода 97, 303
— получение 98
бензоат в присутствии иода 97, 307
карбонат в присутствии брома 51. 253
— на делите (реагент Фетизона) 209,
212, 215, 383
нитрат 97, 102
— в присутствии кода 102
оксид 253
хлорат 293
хромат 265
Силиловые эфиры енолов 39
Симонини комплекс 107 108
Сочетание окислительное
алкинов
— по Глазеру 181. 357—358
— по Эглиитону 182, 359
фенолов 208—215. 382—385
Спирты, получение
из алканов окислением озоном на си-
ликагеле 35, 237
из^алкенов озонолизом 131, 318
-окислением диоксидом селена 36—
37, 238—239
из карбанионов окислением молекуляр-
ным кислородом 38, 240
из кетонов окислением ангидридом фе-
иилселеиистой кислоты 36
из эфиров енолов эпоксидированием
или гидроксилированием 39. 241
циклических простых эфиров из 46—52,
248—253
Стероидные
1 .4-диеп-З-оны 17, 221—223
4 ,6-диен-З-оны 17. 221—223
7,9(11)-дисны 19, 224 228
4-еи-З-оны 17
треке Стильбена оксид 114
Таллий(1), ацетат 100
Таллий(Г11)
ацетат 57
нитрат 144, 150—152. 165. 172, 174, 178—
179, 332—333. 330. 356
— нанесенный на монтмориллонит 151
трифтороацетат 197, 209. 213, 373. 384
1,2,3,4-Тетрагндро-1,6-диметилпНридии 24—
25
3,4,5.6-Тетрагидро-1,2-диметнлпнридиния
перхлорат 24
Тетрагндрофурфурол, диметилзцеталь 152
N.N.N.N-Тетраметилэтилеидиамии 181
2,3,5,6-Тетра хлоро-1,4-беизохиион (х лор-
анил) 17, 29
Титана тетраоизопропоксид, применение в
асимметрическом эпоксидировании 124,
313
о-Толуиловая кислота 79
Трнметнламин, N-оксид 92
Триметилортоформиат как растворитель
150
2,4,4-Триметилпентаналь 153
а-Триме гилсилилоксипропиофенон 39
2,4,6-Триметилфеиол 189
Трифенилметнлкарбениевый ион 32
Трифенилметилкарбення
перхлорат 32
тетрафтороборат 32
1,3.5-Трифеиилпиразол 31
Трицикле [3.3.1. IV] -декан-Рол см. I-Ада-
манта но л
УЗенфринда реагент см. Этилсндиампнтет-
рауксусная кислота
Ундеканаль, 2.4-динитрофеннлгидразои
135—136
Феиилалканы, окисление в производные
бензойной кислоты 74—81, 277—289
Фенилацетальдегид 149
1 - Фени лн афта лин 28
2-Фенилпропаналь 149
(^Л>)-3-Фенил-1,2-пропандиол 108
1-Феннлпропан-1,2-диои 167
2-оксим 73
Феннлселеннлхлорид 21
Фенн леелеиистая кислота, ангидрид 20, 38,
224—225
в реакциях а-гидроксилприрования ке-
тонов 38
в реакциях дегидрирования 20, 224—
225
Фенолы 185—194, 208—216
гидроксилирование по Элбсу 193—194,
369—370
получение из аренов окислением дн-
ацилпероксидами 189. 364
—--------- диизопропилпероксидикар-
бонатом 189. 365
—--------пероксидом водорода в при-
сутствии кислот Льюиса 187—188,
360—361
—--------те тр а ацет а том/три фторо-
ацетатом свинца 191—193. 366—368
---------три фторо пер оксиуксус ной
кислотой 188, 262—263
окислительное сочетание 208—216, 381—
384
— механизм 209
— реагенты для 211—215. 381—381
сложные эфиры, получение 185—191,
362—368
Фенг о на реагент, гидроксилирование аре-
нов 185
Фетизона реагент см. Серебра карбонат на
целите
2-Формил-2-метоксикарбонилдифенил 201
Фотолиз нитритов 61, 263
Фотооксимироваиие 59, 262
Фотоонсигенирование
алкенов, имеющих аллильный атом во-
дорода 42
се ней б и лиз и ров а иное красителями 42—
45, 244—245, 247
синглетным кислородом 42—45. 244—
Предметный указатель
395
245, 247
сопряженных диенов 45, 247
Фталевая кислота 201, 204
Фталсновая кислота, анилиновое производ-
ное 204
Фтальдегидовая кислота 201, 204
Фтороводород, как катализатор в реакциях
с пероксидом водорода 187, 361
Хея модификация реакции Глазера 181,
357—358
Хиионы
в реакциях дегидрирования 17. 220—
223
получение из аренов 194—197, 371—373
Хлор в реакциях фотооксимио овани я 59,
262
Хлора мин-Т 64, 94
Хлоранил 15, 29, 220
Хлораты 88, 393
М-Хлоро-М-аргеитокарбаматы 84, 94
о-Хлоробеизойная кислота 75
ж-Хлоропероксибеизойная кислота
расщепление эфиров енолов 143—144,
327—328
эпоксидирование алкенов 11, 117, 308—
309
— эфиров енолов 39, 241
Холеста-1.4-диен-3-ои 20
5а-Холестан-3-он 20
5а-Холест-14-ен-За-ол 25—26
а- и p-Холестерола оксид, ацетаты 118
Хромилацетат. окисление арилалканов 58,
66, 76, 270—271
Хромилтрихлороацетат, окисление алкенов
129, 136
Хпомилхлорид 58, 65, 76, 152
окисление алкенов 132
— арилалканов 65, 267, 334
Хромовая кислота 74. 76, 160, 281—282. 338
окисление арилалканов 76, 281—282
— 1,1-дифенила лканОв 160
— озонидов 338
Хром (VI Содержащие реагенты 64—68. 74—
78, 196, 265—273, 371
расщепление алкенов 160
триоксид хрома в пиридине 57, 68, 265
---- ---- аллильное окисление 272
а-окисленне алкинов 68. 273
-----в уксусном ангидриде 66, 270—271
— “° УКСУСИОЙ кислоте 76, 265—269,
Церия(1У)-аммония нитрат см
церия (IV) нитрат
Церия(IV)-аммония сульфат см.
церня(1У) сульфат
ЦерияЦУ) сульфат 372
Ч^05 3^НК'ЛОбУТаНДИКа₽6с>НОВая
Аммоиия-
Аммоиин-
кислота
Циклобутап 1,2.3,4-тетракар боковая кисло-
та 200
цис 1,2 Циклогександиол 89, 93
транс- 1.2-Циклогександиол 104
1,2 Циклогександиоп 70
цыс-1,2-Циклогептанднол 87
2,4,6-Циклогсптатриенила тетр а фторобор ат
(тетрафтороботат трипилия) 32
Циклододеканона оксим, гидрохлорид 59
цш>1,2-Циклооктандиол 96
ц&с-Циклооктен 96
оксид 119
Циклопентан-1,3-дикарбокса льдегид 137
Циклопеитаикарбоксальдегнд 148
Эглинтона реакция 180. 182, 359
синтез аннуленов 180, 182
Элбса реакция (окисление фенолов пер-
сульфатом) 193, 369—370
смя-Элиминпрование селеноксидов 19—23»
224
9,10-Эпидиокси-9,10-дигндро-9.10-дифенил-
антрацен 45
2,3-Эпокси-2,3-дигидрогеранилацетат 123
(2£,3£)*2,3-Эпокси-2,3-дигидрогераниол 126
Эпоксидирование 109—129, 308—316. см.
также Оксираны (1,2-эпоксиды)
алкеновых спиртов 120. 311
асимметрическое 124—129
силиловых эфиров еиолов 39, 241
цис-9,10-Эпоксистеариновая кислота 116
2,3-Эпокси-3,5,5-триметилцнклогексанон 128
(5)-2,3-Эпокси-2-циклогекснлпропан-1-ол
124, 313
Эстрон, окисление 205
(27?S,37?S) -Этил-2,3-днгидроксибутират 91
Этиленднаминтетрауксусная кислота в сме-
си с кислородом, солью железа (II) и ас-
корбиновой кислотой (реактив Уденфрии-
да) 185
Эфиры простые, получение окислением
в системе бром — соль серебра 51. 252—
253
— — иод — оксид ртути(Н) 46
— — иод — ацетат свинца(IV) 49. 251
тетра ацетатом свинца 47, 248
Эфиры сложные, получение окислением
ацетатом таллия(Ш) 57, 260
диацилпероксидами 58, 261
диоксидом селена 36, 238—239
пероксиэфирами 53, 254—255
тетраацетатом свинца 54, 256—259
Эфиры сложные фенолов, получение из
аренов окислением
диацилпер оксида ми >88, 364
диизопроиилпероксидикарбонатом 188
пероксидом водорода 187, 360
тетраацетатом свинца 191, 366—368
трифтороацетатом свинца 191, 366—368
трифторопероксиуксусиой кислотой 188,
362
Оглавление
Предисловие редактора русского перевода ....... 5
Предисловие редакторов английского издания ..................... . 8
Предисловие..........................................................10
1. Введение. Организация материала ..... 12
2. Ллканы, алкильные группы и углеводородные фрагменты . 15
2.1. Получение алкенов.............................................15
2.1.1. Дегидрирование через галогенирование — дегидрогалогениро-
вание ...........................................................15
2.1.2. Дегидрогалогенирование под действием хиионов как акцеп-
торов водорода...................................................17
2.1.3. Дегидрирование под действием селенсодержащих реагентов 19
2.1.3.1. Диоксид селена ... 19
2.1.З.2. Ангидрид фенилселенистой кислоты . . ... 20
2.1.З.З. Селеноксиды.......................................... 20
2.1.4. Дегидрирование под действием ацетата ртути (И) ... 23
2.1.5. Внутримолекулярное «отдаленное» дегидрирование . . 25
2.2. Ароматизация циклических систем...............................27
2.2.1. Ароматизация с использованием каталитического дегидриро-
вания ...........................................................27
2.2.2. Ароматизация с использованием серы или селена ... 28
2.2.3. Ароматизация под действием хиноиов как акцепторов водо-
рода ........................................................... 29
2.2.4. Ароматизация с использованием различных соединений метал-
лов в высших степенях окисления . . 30
2.2.41. Тетраацетат свинца ... . 30
2.2.4.2 . Диоксид марганца.................................... 31
2.2.4 3. Пероксид никеля......................................31
2.2.5. Ароматизация под действием карбеииевых ионов, включаю-
щая гидридный перенос............................................32
2.3. Получение спиртов, гидропероксидов, диалкилпероксидов, цикли-
ческих пероксидов, простых и сложных эфиров........................33
2.3.1. Спирты........................................... . 33
2.3 1 1. Озон, адсорбированный на силикагеле . 35
2.3.1.2. Диоксид селена........................................36
2.3.1.3. Ангидрид фенилселенистой кислоты..................... 38
2.3.1.4. Оксигенирование карбанионов ... 38
2.3.1.5. Эпоксидирование и гидроксилирование енолятов 39
2.3.2. Гидропероксиды .................... . . 40
2.З.2.1. Триплетный кислород 41
2.3.2.2. Синглетный кислород .... 42
2.3.3. Диалкилпероксиды (пероксиэфиры) .... 44
2.3.4. Циклические пероксиды......................... 45
2.3.5. Простые эфиры.............................................46
Оглавление 397
2 3.5.1. Тетраацетат свинца 47
2.3.5.2. Тетраацетат свинца и иод . 49
2.3.5.3. Бром и соединения серебра . . 51
2.3.6. Сложные эфиры.................................... . 52
2.3.6.1. трет-Бутиловые эфиры пероксикислот . 53
2.3.6.2. Тетраацетат свинца 54
2.3.6.3. Ацетат таллия(III) . 57
2.3.6.4. Диацилпероксиды . 57
2.4. Получение альдегидов и кетонов 58
2.4.1. Нитрозилхлорид при облучении (фотооксимироваиие) 59
2.4.2. Реакция Бартоиа .... 61
2.4.3. Иод и тетраацетат свинца........................... 62
2.4.4. Внутримолекулярное «отдаленное» окисление 64
2.4.5. Хромсодержащие реагенты . , ... 64
2.4.5.1. Хромилхлорид 65.
2.4.5.2. Хромилацетат ... 66
2.4.5.3. Бихромат натрия....................................... 67
2.4.5.4. Триоксид хрома— (пиридин) 2 68
2.4.6. Нитрат аммония-церия(1У) ... 70
2.4.7. Диоксид селена.............................................70
24.8. Эфиры азотистой кислоты (или эквивалентные нитрозирую-
щие агенты)..................................................... 72
2.5. Получение карбоновых кислот................................... 74
2.5.1. Перманганат калия . . ... 75
2.5.2. Хромсодержащие реагенты ...................................76
2.5.2.1. Хромовая кислота.......................................76
2.5.2 2. Бихромат натрия в нейтральных водных растворах , 78
2.5.3. Азотная кислота.......................................... 79
2.5.4. Молекулярный кислород ... 80
2.5.5 Диоксид свинца - щелочь . . .81
3. Алкены .......................................................... 82
3.1. Получение алкинов .... 82
3.1.1. Дегидрирование через галогенирование — дегидрогалогениро-
вание ................................................ .... 82
3.2. Получение 1,2-диолов...........................................84
3.2А . син-Вицинальное гидроксилирование..................... . 86
3.2.1. Тстраоксид осмия..................................... • 86
3.2.1.1. Некаталитический метод.................................86
3.2.1.2. Каталитическое гидроксилирование с использованием си-
стемы тетраоксид осмия — хлорат металла .... 88
З.2.1.З. Каталитическое гидроксилирование с использованием си-
стемы тетраоксид осмия — пероксид водорода (реактива
Майласа).......................................................89
3.21.4. Каталитическое гидроксилирование с использованием си-
стемы тетраоксид осмия — грег-бутилгидропероксид . 91
3.2.1.5. Каталитическое гидроксилирование с использованием си-
стемы тетраоксид осмия — N-оксид N-метилморфолина 92
3.2.1.6. спн-Вицинальное оксиаминирование с использованием си-
стемы тетраокснд осмия — хлора мии-Т или тетраоксид ос-
мия — алкил-М-хлоро-N аргентокарбамат ... .94
3.2.2. Перманганат калия.................. ..................95
3.2.3. Иод — карбоксилат серебра во влажной уксусной кислоте
(метод Вудворда).............................................97
3.2.4. Методы син-гидроксилирования, родственные методу Вудворда 99'
3.2.4.1 Иод —ацетат таллия(1)............................100
3.2 4.2. Иод — иодат калия — ацетат калия в уксусной кислоте 100
398
Оглавление
3 2 4.3 2-Галогеноцианоацетатный метод ..... 100
3.2 .5. Трис (трифтороацетат) иода.............................101
3.2.6. Иод — нитрат серебра......................... . . 102
3.2Б. онги-Випинальиое гидроксилирование..........................102
3.2.7. Пероксикислоты...........................................102
3.2.8. Пероксид водорода в присутствии катализаторов — оксидов
металлов и неметаллов...........................................105
3.2.9. Иод — бензоат серебра (реакция Прево) .... 107
3.3. Получение оксиранов (1,2 эпоксидов)..........................109
3.3.1. Пероксикислоты...........................................111
3.3.1.1. Пероксиуксусная кислота . . .113
3.3.1.2. Трифторопероксиуксусная кислота..................... 115
З.З.1.З. Мопопероксималеиповая кислота........................116
3.3.1.4. Пероксибензойная кислота............................ 116
З.З.1.5. xt-Хлоропероксибеизойная кислота . . .117
З.З.1.6. Монопероксифталевая кислота..........................118
3.3.1.7. Пероксикарбоксимидовые кислоты...................... 118
3.3.2. Пероксид водорода в присутствии вольфрамсодержащих ка-
тализаторов ....................................................120
3.3.3. Алкилгидропероксиды в присутствии ванадий- и молибденсо-
держащих катализаторов..........................................120
3.3.4. Катализируемое металлами асимметрическое эпоксидирование 124
3.3.5. Эпоксидирование электрофильных алкенов с помощью щелоч-
ных растворов пероксида водорода или трет-бутнлгидроперок-
сида...................................................... .... 128
3.4. Получение альдегидов и кетонов...............................129
3.4.1. Окисление с расщеплением двойной углерод-углеродной связи 129
3.4.1.1. Озон................................................ 131
3,4.1.2. Тетраоксид осмия — метапериодат натрия (реагент
Лемье — Джонсона)..............................................135
3.4.1.3. Хромилтрихлороацетат.................................136
3.4.1.4. Перманганат калия — окисление в нейтральных условиях
или в неводных органических растворах.................136
З.4.1.5. Перманганат калия — метапериодат натрия (реагент
Лемье — фон Рудлофа) ..........................................138
3.4.1.6. Тетраокснд рутения....................... . . 140
3.4.1.7. Тетраоксид рутения — метапериодат натрия .... 141
3.4.1.8. л-Хлоропероксибеизойная кислота — расщепление простых
эфиров енолов ................................................ 143
3.4.2. Окисление с перегруппировкой ............................144
З.4.2.1. Хлорид палладия(П)...................................146
3.4.2.2. Сульфат ртути(II) и ацетат ртути(II) . ... 148
3.4.2.3. Ацетат/трифтороацетат свинца (IV)....................149
3.4.2.4. Нитрат таллия(Ш) ....... . . 150
3.4.2.5. Хромилхлорнд.........................................152
3.4.2.6. Трифторопероксиуксусная кислота — диэтилэфират три-
фторида бора...................................................154
34.3. Окисление с образованием 1,2-дикарбопильпых соединений
и 2-гидроксикетонов........................................155
З.4.З.1. Диоксид селена................................... . 155
3.4.3.2. Перманганат калия................................ . 156
3.4.4. Другие методы окисления................................. 158
3.5. Получение карбоновых кислот................................. 158
3.5.1. Озон.....................................................159
3.5.2. Хром(\Т)содержащие реагенты.......................... . 160
3.5 3. Перманганат калия............................ . . 161
3.5.4. Тетраоксид рутения...................................... 163
Оглавление
399
4. Алкины....................................................
4.1. Получение 1,2-дикарбоиильных соединений................
4.1.1. Озон...............................................
4.1.2. Перманганат калия . . ....
4.1,3. Тетраоксид рутения...........................
4.14. Тетраокснд осмия.............................
4.1.5. Нитрат таллия(Ш)........................
4.1.6. Диоксид селена . . . ....
4.2. Получение карбоновых кислот............................
4.2.1. Озон............................................
4.2.2. Перманганат калия . . .............
4.2.3. Тетраоксид рутения ...
4.2.4. Нитрат таллия(Ш) ..................................
4.3. Получение диалкинов окислительным сочетанием 1-алкинов
4.3.1 Соль меди(Г) и окислитель (сочетание по Глазеру)
4.3.2. Ацетат меди(П) в пиридине (сочетание по Эглинюну)
5. Арены.....................................................
5.1. Получение фенолов и их производных
5.1.1. Пероксид водорода и кислота Льюиса
5.1.2. Трифторопероксиуксусная кислота ....
5.1.3. Диацилпероксиды и диизопропилпероксидикарбонат
5 1.4. Тетраацетат свинца и тетракис(трифтороацетаг)свиица
5.1.5. Персульфат калия (окисление персульфатом по Элбсу)
5.2. Получение хинонов .................................
5.2.1. Реагенты для окисления аренов в хиноны
5.3. Окислительное расщепление аренов ....
5.3.1. Озон..............................................
5.3.2. Пероксиуксусная кислота........................
5.3.3. Перманганат калия.................................
5.3.4. Тетраокснд рутения . . •
5.4. Окислительное сочетание фенолов.................
5.4.1. Реагенты для окислительного сочетания фенолов
Приложение. Таблицы к главам 2 5
Предметный указатель..........................................
165
165
166
168
170
171
172
173
174
175
176
178
178
180
181
182
185
185
187
188
189
191
193
194
196
198
199
202
203
205
208
211
217
386