Органические реакции, Сборник 8 - Адамс Р.
Скачать (прямая ссылка):
Для приведенного механизма реакции имеются достаточные доказательства. Анионы кетонов могут быть получены действием сильного основания, подобного амиду натрия или трифенилметил-натрию, и выделены в виде натриевой соли. Анионы этих натриевых солей можно ацилировать не только сложными эфирами, ко также, в отдельных случаях, и хлорангидридами кислот (стр. 124); более того, анионы кетонов могут подвергаться карбонизации [3] или алкилированию [4]. Конденсация карбонильной группы сложных эфиров с анионами кетона, изображенная уравнением (2), с формальной точки зрения аналогична реакциям карбонильной группы с анионами оснований других типов (например с ионом гидроксила), механизм которых обычно изображают сходными схемами [5а]. Было найдено, что конденсация сложных эфиров с анионами кетонов, полученными при помощи трифенилметилнатрия в эфире, является бимолекулярной реакцией [56]. Поскольку ?-дикетоны являются более сильными кис-, лотами, чем кетоны, из которых они образовались, следует ожидать превращения их в соответствующие анионы. O том, что это имеет место при ацилировании кетонов сложными эфирами, даже в присутствии этилата натрия, свидетельствует тот факт, что при добавлении к реакционной смеси галоидного алкила могут быть получены алкилированные ?-дикетоны [6].
Приведенные три стадии процесса обратимы. Практически, равновесие суммарной реакции сдвигается в сторону образования продуктов конденсации за счет осаждения нерастворимой натриевой соли ?-дикетона. Когда в качестве конденсирующего агента
Ацилирование в присутствии щелочных реагентов
93
служит этилат натрия, дальнейший сдвиг равновесия в том же направлении достигается отгонкой образующегося в процессе реакции спирта. В некоторых случаях применение таких более жестких условий реакции позволяет улучшить выходы ?-дикетонов (стр. .142, 145). Удаление аммиака при использовании амида натрия не имеет существенного значения, так как амид натрия является, очевидно, достаточно сильным основанием и способен в большинстве случаев почти полностью превратить кетоны в соответствующие анионы даже в среде жидкого аммиака.
Считают, что при применении гидрида натрия конденсацию обеспечивает главным образом гидрид-ион, а не этоксильный ион, поскольку в некоторых случаях конденсация Клайзена осуществляется в присутствии гидрида натрия, но не проходит в присутствии этилата натрия [7]. Гидрид натрия может полностью превратить кетон в соответствующий анион [7].
CH3COCHs + NaH —> Na (CH2COCH3)- -f H2.
При реакциях с металлическим натрием конденсация, повидимому, частично протекает за счет самого металла, который замещает атом водорода в кетоне.
CH3COCH3 + Na —> Na (CH2COCH3)- -f H2.
Вместе с тем, конденсация в значительной мере обеспечивается действием этоксильного иона, присутствующего в реакционной смеси. Считают, что аналогичная конденсация этилаце-тата в ацетоуксусный эфир под действием натрия проходит главным образом за счет действия этоксильного иона [8].
СТРОЕНИЕ РЕАГЕНТОВ И ОСНОВНОСТЬ КОНДЕНСИРУЮЩИХ СРЕДСТВ
Влияние строения кетона может проявиться на первой стадии процесса в связи с реакционной способностью находящегося в а-положении водородного атома, на второй стадии — в связи с основностью и размерами аниона кетона и на третьей — в связи с кислотностью образующегося ?-дикетона. В общем случае легкость ацилирования кетонов сложным эфиром и основанием падает при переходе к кетонам менее простого строения. Это понижение реакционной способности можно видеть в ряду CH3CO > RCH2CO > R2CHCO.
Строение сложного эфира оказывает влияние на вторую стадию процесса. Легкость ацилирования кетона рядом сложных эфиров в присутствии основания находится в прямой зависимости от относительной скорости щелочного гидролиза соответствующего
94
III. Ацилирование кетонов с образованием ?-дикетонов
сложного эфира. Так, и при ацилировании и при щелочном гидролизе [9] эфиры щавелевой и муравьиной кислот чрезвычайно реакционноспособны; этил ацетат более реакционноспособен, чем эфиры высших алифатических кислот нормального строения, а последние в свою очередь реагируют легче, чем этиловые эфиры изомасляной или триметилуксусной кислот. Этилбензоат, повидимому, более реакционноспособен, чем этиловый эфир анисовой кислоты, но менее реакционноспособен, чем эфиры пиридинкарбо-новых кислот, в частности пиридин-2- и пиридин-4-карбоновых кислот. Метиловые и, особенно, фениловые эфиры реагируют легче, чем соответствующие этиловые эфиры.
Сила основания, используемого в качестве конденсирующего средства, оказывает влияние на первую и на третью стадии процесса. Обычно эффективность конденсирующего агента возрастает с увеличением силы его как основания. Так, некоторые реакции ацилирования, не идущие в присутствии этоксильного иона, протекают в присутствии амид-иона или иона трифенилметила. Последний является наиболее эффективным агентом, полностью превращающим кетоны в соответствующие анионы.
При ацилировании кетона по методу Клайзена нейтрализуется по крайней мере один эквивалент конденсирующего агента и образуется соответствующее количество более слабого основания. В тех случаях, когда образование более слабого основания невозможно, конденсация не происходит. С этим приходится сталкиваться при ацилировании кетонов в присутствии этилата натрия, если образующийся ?-дикетон не реагирует с этоксильным ионом с образованием аниона и этилового спирта. Так, циклизация соответствующего дикетоэфира в гексаметилциклогексантрион не проходит в присутствии этоксильного иона; однако, она может быть осуществлена в присутствии иона трифенилметила [10], поскольку при этом образуется более слабое основание — этоксильный ион.
