Органические реакции, Сборник 11, перевод издания Organic Reactions - Платэ А.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
(сн2)п с=о + CH3NO2 — (сн2)я с' (сн2)„ с<;
Il I I CH2NO2 I pCH2NH,
их удавалось восстановить с хорошим выходом также каталитическим [78] и электролитическим путем [75].
Аминоспирты для реакции расширения цикла по Тиффено — Демьянову получались также взаимодействием аммиака с а-оки-сями [3], однако этот способ не получил широкого распространения,
184
//. Реакции расширения цикла Демьянова
так как а-окиси сравнительно мало доступны [40]. Другим путем, не включающим стадии восстановления, является реакция Реформатского между циклическим кетоном и этиловым эфиром бромуксусной кислоты с последующим превращением полученного сложного эфира в амин [83].
(CH2Jn C=O + BrCH2COOC2H5
I LOH I I он
-*- ед* <?< — (CH2Jn с<
I I CH2COOC2H5 I I CH2NH51
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ
Обычная методика заключается в том, что амин растворяют в разбавленном водном растворе кислоты, добавляют избыток водного раствора нитрита натрия и, после того как прекратится выделение азота, продукт реакции выделяют или перегонкой с водяным паром или экстрагированием каким-либо не смешивающимся с водой растворителем. Оптимальное значение pH, по-видимому, составляет около 7, что находится в соответствии с представлением об этой реакции, как о реакции между свободным основанием и азотистой кислотой. Было показано, что при высокой кислотности (pH 3) реакция алифатических аминов с азотистой кислотой прекращается [84]. При слишком низкой кислотности (pH 7 или выше) реакция или вообще не идет, или же протекает настолько медленно, что не имеет практического значения. Требуемую величину pH легко достигнуть, если амин или его ацетат растворить в избытке разбавленной уксусной кислоты [2, 3, 25]. Другим путем является использование солянокислой соли амина с добавкой нескольких капель избыточной кислоты (минеральной или уксусной) [1, 50, 85]. Иногда применялись и другие соли, такие, как, например, соли щавелевой кислоты [66]. С успехом применялись соляная [77], серная [75] или хлорная [36] кислота, но при использовании столь сильных кислот их избыток должен быть незначительным. Первичный кислый фосфорнокислый натрий и фосфорная кислота также вполне пригодны [16, 37], но вследствие малой кислотности первого из этих реагентов реакция протекает медленно.
Экспериментальные условия
185
Хотя выбор кислоты часто диктуется удобством, не следует забывать о возможном участии аниона кислоты в реакции. По-видимому, этот факт не имеет существенного значения в реакции расширения цикла по Тиффено — Демьянову, в которой продукт реакции образуется в результате отщепления протона, хотя, правда, галогенгидрины являются побочными продуктами в тех случаях, когда концентрация иона галоида высока [86, 87]. В реакции расширения цикла по Демьянову последняя стадия состоит во взаимодействии промежуточного продукта реакции с нуклеофильньш соединением, обычно с водой. Было показано, что алкильная группа в амине, который подвергается дезамини-рованию под действием азотистой кислоты, в конце концов соединяется в какой-то степени со всеми присутствующими анионами [88] и что относительные количества продуктов реакции могут и не быть пропорциональны концентрациям анионов [11]. Спирты, полученные по реакции расширения цикла по Демьянову в растворе уксусной кислоты, обычно содержат в качестве примесей значительные количества эфиров уксусной кислоты [16]. Именно поэтому применялись растворы солей фосфорной [16] и хлорной [36] кислот.
В начальной стадии реакций как Демьянова, так и Тиффено— Демьянова температуру поддерживают при 0°, а затем дают ей возможность медленно повышаться до комнатной; в конце реакции температуру повышают почти до 100°. То, что начинают реакцию при низкой температуре, возможно, вызвано частично нестойкостью свободной азотистой кислоты, а частично происходящим иногда бурным выделением азота; тем не менее, по-видимому, это не всегда необходимо. Когда выделение газа прекратится, начинают нагревание. Хорошие результаты были получены также и без нагревания, но тогда реакционную смесь оставляли стоять в течение нескольких часов [40, 43]. Продолжительность реакции и температура, по-видимому, зависят от кислотности среды, а также и от природы амина.
Источником азотистой кислоты почти неизменно являются нитриты натрия или калия, хотя в более ранних литературных источниках описано также применение нитрита серебра при работе с солянокислыми солями аминов [49, 89]. Нитрит применялся в избытке, составляющем 50% [72] и даже 200% [40], однако обычно берется один эквивалент. Так как некоторая часть азотистой кислоты вследствие диспропорционирования неизбежно теряется, применение одного эквивалента нитрита обычно приводит к тому, что получают обратно значительное количество непрореагировавшего амина [16, 17, 56]. Поскольку азотистая кислота может вступать в реакцию с непредельными соедине-
186
//. Реакции расширения цикла Демьянова
ниями, которые в качестве примеси образуются при реакции расширения цикла по Демьянову, а также с кетонами, образующимися при реакции Тиффено — Демьянова, лучше всего избегать избытка нитрита (если это не вызвано необходимостью). Наиболее целесообразно сперва взять один эквивалент, затем удалить образовавшиеся продукты реакции перегонкой с водяным паром или экстрагированием, а затем обработать оставшийся водный раствор свежими порциями кислоты и нитрита [85].
