В. Вебер, Г. Гокель
МЕЖФАЗНЫЙ
КАТАЛИЗ
В ОРГАНИЧЕСКОМ
СИНТЕЗЕ
Перевод с английского
канд. хим. наук Г. А. АРТАМКИНОИ
под редакцией
чл.-корр. АН СССР И. П. БЕЛЕЦКОЙ
Издательство «Мир» Москва 1980

W. P. Weber, G. W. Gokel
PHASE TRANSFER CATALYSIS
IN ORGANIC SYNTHESIS
Springer-Verlag
Berlin—Heidelberg—New York

УДК 547.1+542.97
Книга посвящена новому методу органического синтеза,
заключающемуся в проведении реакции в двух иесмешивающихся
фазах. Рассматриваются основные принципы метода, подход к
выбору растворителей и катализаторов, а также применение
метода для синтеза различных классов органических соединений.
Цепной особенностью книги является то обстоятельство, что в
каждой главе рассматриваются преимущества данного метода по
сравнению с другими, применявшимися ранее для синтеза тех
же соединении.
Предназначена для химиков-органиков и физико-хнмиков,
занимающихся вопросами катализа.
Редакция литературы по химии
2603020000 © by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1977.
20503-080 A11 R'ghts Reserved.^ Authorized transla-
B ■■„■...,. __ 80-80 tion from English language edition pub-
041 (О')"80 lished by Springer-Verlag, Berlin
—Heidelberg — New York
© Перевод на русский язык, «Мир», 1980

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА РУССКОГО ПЕРЕВОДА
За многолетнюю историю синтетической органической
химии было создано и усовершенствовано множество методов и
приемов, позволяющих осуществлять самые разнообразные
синтезы. Однако и в настоящее время появляются новые реакции
и методы получения углерод-углеродной связи и введения тех
или иных функциональных групп в органическую молекулу.
Правда, большинство из них, несмотря на их практическое
значение, имеет частный характер и редко перерастает в открытие
новых путей органического синтеза. Метод межфазного
катализа (МФК), которому посвящена настоящая книга,
несомненно, является таким открытием, которое составляет целый этап
в развитии органической химии. Этот метод позволяет
осуществить перенос одного из реагентов из твердой или водной
фазы в органическую фазу и тем самым разрушает преграду,
которую создавала нерастворимость неорганических солей и
плохая растворимость некоторых органических солей в
органических растворителях их использованию в синтезе.
Повышение растворимости в методе МФК достигается двумя путями:
1) применением краун-эфиров и криптатов, образующих
комплексы с катионами щелочных металлов (перенос из твердой
фазы в раствор), и 2) введением в двухфазную систему
каталитических количеств солей с липофильным катионом (перенос
из водной среды в органический растворитель). Последний
вариант метода, необыкновенно простой в исполнении и
требующий лишь небольшого количества четвертичной соли, оказался
особенно плодотворным. Простота — не единственное
достоинство этого метода; с экономической точки зрения очень важно,
что удается заменить дорогие растворители дешевыми и легко
доступными. С препаративной точки зрения очень существенно,
что такая замена растворителя облегчает задачу выделения

Предисловие редактора русского перевода
продукта реакции. Как и в случае добавок краун-эфиров и
криптатов, этот метод позволяет не только увеличить
растворимость реагентов, но и резко повысить их реакционную
способность. Это объясняется созданием условий, в которых удается
примирить непримиримое — заставить соли диссоциировать и
одновременно получить несольватированный или слабо сольва-
тированный анион.
Как и большинство открытий, метод межфазного катализа
имеет свою предысторию. Применению краун-эфиров и
криптатов предшествовало появление апротонных диполярных
растворителей, обладающих сильной сольватирующей способностью
по отношению к катионам щелочных металлов, таких, как гекса-
метилфосфотриамид, и особенно использование би- и поли-
дентатных растворителей, начиная от диметоксиэтана и кончая
полиглимами. Применению аммониевых солей в качестве
катализаторов межфазного переноса предшествовал метод
экстракции ионных пар Брэндстрема, который основан на том же
принципе, но использует не каталитические, а эквимолярные
количества аммониевой соли.
В настоящее время метод межфазного переноса уже
приобрел широкую популярность и, судя по непрерывно
увеличивающемуся числу публикаций, продолжает завоевывать все
новые позиции. К реакциям, которые удалось осуществить с
помощью этого метода, относятся реакции с участием
неорганических и органических ионов. Это прежде всего реакции нук-
леофильного замещения, приводящие к получению нитрилов,
простых и сложных эфиров, азидов, нитросоединений,
различных серусодержащих соединений и т. д. В присутствии краун-
эфиров или при экстракции в неполярную среду анионы
освобождаются от действия противоиона или сольватной оболочки
и их нуклеофильность повышается. В этих условиях даже
ацетат-ион приобретает свойства достаточно сильного нуклеофила.
Не менее важно применение метода МФК для
генерирования карбанионов. Оказалось, что многие СН-кислоты с
достаточно «кислым» водородом способны генерировать карбанионы
под действием гидроксил-иона, перенесенного с помощью
четвертичной соли из 50%-ного водного раствора едкого натра в
бензол или ацетоннтрил, поскольку основные свойства гидро-

Предисловие редактора русского перевода
ксила увеличиваются в несольватирующей среде. Полученные
таким образом карбанионы могут вступать в различные
реакции, например, они прекрасно алкилируются, давая продукты
моно-С-алкилирования, окисляются, реагируют с карбонилсо-
держащими соединениями.
Особенный интерес представляет применение метода МФК
для получения карбенов. Факт образования дигалогенкарбенов
при действии водного раствора щелочи на галоформы был
установлен одновременно и независимо Макошей и Старксом и лег
в основу созданного ими метода МФК. Необычайная простота
получения карбенов этим методом сделала не только доступной
реакцию образования циклопропанового кольца, но и привлекла
внимание химиков-органиков к самому методу. К чести
авторов нужно сказать, что они не только открыли новый
каталитический метод, но сумели в самый короткий срок применить его
к разнообразным реакциям, показать его преимущества.
Большое значение в пропаганде метода МФК имели обзоры,
написанные профессором Макошей.
Настоящая монография представляет собой практически
полное обобщение имеющейся литературы по МФК, материал
в ней хорошо систематизирован, она содержит большое число
табличных данных, позволяющих ознакомиться с уже
проведенными исследованиями в концентрированном виде.
Несомненно, что метод межфазного катализа благодаря своей
простоте и экономичности найдет широкое применение не только
в лабораторной практике, но и в промышленности.
И. Белецкая

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРОВ
Говоря о межфазном катализе, следует отдать должное
химикам-исследователям, работающим в промышленных
лабораториях. Межфазный катализ помогает решить многие проблемы,
связанные с выходами продуктов и их стоимостью, с которыми
постоянно сталкиваются заводские химики. И неслучайно, что
большая часть ранних работ в этой области выполнена
учеными заводских лабораторий, хотя в то время сама область еще
не получила своего названия. Мы, безусловно, не собираемся
преуменьшить вклад в эту область работников
научно-исследовательских институтов, но факт остается фактом, что большей
частью ранних достижений и теоретических знаний в области
межфазного катализа мы обязаны заводским лабораториям.
Особая заслуга в развитии теории межфазного катализа
принадлежит доктору Чарльзу Старксу из компании
«Continental Oil». В середине 60-х годов Старке сформулировал
принципы межфазного катализа и запатентовал множество реакций,
которые позже более детально были изучены другими учеными.
Предложенный им механизм межфазного катализа остается
современным и сейчас и является отправной моделью для
теоретических размышлений по данному вопросу. Знаменательно,
что именно Старке предложил название «межфазный катализ»,
под которым эта область известна и сегодня.
Мы хотим выразить благодарность всем, кто оказывал нам
помощь при подготовке издания этой книги. Мы благодарны
докторам Генри Стивенсу и Эндрю Каману из «PPG Industries»
в Барбертоне, Огайо, за полезные дискуссии и замечания. Мы
также признательны доктору Л. А. Домейеру из «Union Carbide»
за то, что он обратил наше внимание на двухфазные реакции
полимеризации. Мы благодарим г-жу Лорне Блюм, которая
помогала нам в подборе литературы на ранних стадиях этой

Предисловие авторе
работы, и г-жу Бланш Гарсиа, которая помогла исправить
многие ошибки в рукописи. Весьма ценную помощь оказали также
г-н Дэвид Майлс, г-н Марк Кларк и г-жа Андреа Саксон.
Особую благодарность мы выражаем г-же Дженифер Л.
Стивенсон Райе, которая напечатала большую часть рукописи,
и г-же Дейби Франке, которая также нам во многом помогала.
Наконец, мы хотим поблагодарить Хезе, пересмотревшую
такое количество черновиков, которое вряд ли под силу простому
смертному.
В. Вебер, Г. Гокель
Лос-Анджелес, Калифорния,
и Университетский парк,
Пенсильвания
Март 1977 г.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Аликвота 336
БМЭБ
БМЭХ
БПБ
БТМАФ
БТМАХ
БТЭАБ
БТЭАХ
ГА
ГДТБФБ
ГДТБФХ
ГДТМАБ
ГДТМАХ
ГДТЭАБ
ГДТЭФБ
ГМФТА
ГПБ
ГТЭАБ
ДБДМАХ
ДБ-18-К-6
Ди
дмсо
ДМФ
дмэ
ДМЭБ
ДоМЭБ
ДоПБ
ДоТЭАБ
ДТЭАБ
ДЦ-18-К-6
Иниц
18-К-6
Катализатор Брэнд
стрема, ТБАБ
Катализатор Мако-
щи, БТЭАХ
см. ТКМАХ
N-бензил-М-метилэфедринийбромид
N-бензил-М-метилэфедринийхлорид
бутилпиридинийбромид
бензилтриметиламмонийфторид
бензилтриметиламмонийхлорид
бензилтриэтиламмонийбромид
бензилтриэтиламмонийхлорид
«-гексиламин
гексадецилтрибутилфосфонийбромид
гексадецилтрибутилфосфонийхлорид
гексадецилтриметиламмонийбромид
гексадецилтриметиламмонийхлорид
гексадецилтриэтиламмонийбромид
гексадецилтриэтилфосфонийбромид
гексаметилфосфотриамид
гептилпиридинийбромид
гексилтриэтиламмонийбромид
дибутилдиметиламмонийхлорид
дибензо-18-краун-6
получен дизамещенный продукт
диметилсульфоксид
диметилформамид
1,2-диметоксиэтан
Ы,Ы-диметилэфедринийбромид
Ы-додецил-Ы-метилэфедринийбромид
додецилпиридинийбромид
додецилтриэтиламмонийбромид
децилтриэтиламмонийбромид
дициклогексил-18-краун-6
олигомер, используемый в качестве
инициатора в реакции полимеризации
18-краун-6-эфир
тетрабутиламмонийбисульфат
бензилтриэтиламмонийхлорид

Список сокращений
11
Катализатор Старк-
са, ТКМАХ
Краун
Криптат
[2,1,1] -Криптат
[2,2,1]-Криптат
[2,2,2]-Криптат
[2,2,В]-Криптат
[2o,2o,2s]-Криптат
[3,2,2]-Криптат
Моно
МТНАХ
МТФАБ
МФК
ЫБП
[О]
ОТЭАБ
Полиподный
Смола
(ст)
QX, Q+X-
ТБА
ТБА+
ТБАБ
ТБАГ
трикаприлметиламмонийхлорид
любой макроциклический полиэфир,
обычно 18-краун-6
любой макроциклический диаминополи-
эфир
макротрициклический диаминополиэфир
с тремя мостиками, причем два мостика
имеют по одному атому кислорода, а
третий—-два атома кислорода
диаминополиэфир, подобный
предыдущему, с той разницей, что два мостика
имеют по два атома кислорода, а
третий— один атом кислорода
макротрициклический диаминополиэфир
с тремя мостиками, каждый из которых
имеет по два атома кислорода
третий мостик в криптате связан с фе-
нильным радикалом
индексы указывают, содержат мостики
кислород или серу
подобен предыдущим, за исключением
того, что третий мостик имеет три атома
кислорода
получен монозамещенный продукт
метилтринониламмонийхлорид
метилтрифениламмонийбромид
межфазный катализ
N-бутилпиперидин
окисление
октилтриэтиламмонийбромид
см. объяснение в гл. 5
обычно смолы на основе полистирола с
большим числом функциональных групп,
только одна из которых обозначена на
рисунке
стехиометрическое количество
любой четвертичный аммониевый, фос-
фониевый или арсониевый катион,
связанный с анионом X
трибуталамин
ион тетрабутиламмония
тетрабутиламмонийбромид или тетрабу-
тиламмоний бисульфат, обычно
последний
тетрабутиламмонийгидроокись

12
ТБАИ
TBA+Na
ТБА+ОН-
ТБАФ
ТБАХ
ТБАЦ
ТБФХ
ТГФ
ТИАА
ТКМАХ
ТМАБ
ТМС
(ТМС)2
ТМСЦ
ТМЭД
ТОМАХ или ТКМЛХ
ТОПАХ
ТОЭФБ
ТПАБ
Три
Тритон Б
Ts
ТФАХ
ТФФБ
ТФФХ
ТЭАХ
ТЭБАХ
Список сокращений
тетрабутиламмонийиодид
тетрабутиламмонийазид
см. ТБАГ
тетрабутиламмонийфторид
тетрабутиламмонийхлорид
тетрабутиламмонийцианид
тетрабутилфосфонийхлорид
тетрагидрофуран
триизоамиламин
трикаприлметиламмонийхлорид
тетраметиламмонийбромид
триметилсилил
гексаметилдисилан
триметилсилилцианид
Ь^М.М^М'-тетраметилэтилендиамин
триоктилметиламмонийхлорид
триоктилпропиламмонийхлорид
триоктилэтилфосфонийбромид
тетра пропилам монийбром ид
получен тризамещенный продукт
бензилтриметиламмонийгидроокись
толуолсульфонил (тозил)
тетрафениларсонийхлорид
тетрафенилфосфонийбромид
тетрафенилфосфонийхлорид
тетраэтиламмонийхлорид
см. БТЭАХ
ТЭАЦ
тетраэтиламмонийцианид

1. Введение и основы метода
1.1. Введение
Большинству крупных открытий в органической химии
(вероятно, за исключением изомеризации' изоцианатов в мочевину,
открытой Вёлером) предшествовал ряд разнообразных и,
возможно, небольших достижений. В некоторых случаях в основе
открытия лежала какая-либо более ранняя работа, которая в
дальнейшем развивалась и расширялась. В других случаях,
наоборот, давно известные примеры какого-то явления
осмысливались только тогда, когда уже были сформулированы общие
принципы. Межфазный катализ (МФК) как раз н является тем
крупным достижением, которому предшествовал ряд открытых
ранее родственных явлений, однако большинство, если не все
известные в этой области факты, были осмыслены как
относящиеся к межфазному катализу только после того, как основные
принципы метода были сформулированы несколькими группами
исследователей в разных странах.
1.2. Ранние примеры
Несомненно, имеется много ранних примеров яйления,
известного в настоящее время как межфазный катализ, однако
описать все :чи примеры здесь-невозможно, да и вряд ли имеет
смысл. Тем не менее некоторые из ранних работ действительно
стоит рассмотреть, хотя бы для того, чтобы показать
перспективы развития этой области. Так, в 1947 г. Виттиг и сотр. [1]
продемонстрировали значение использования катионов тетра-
метиламмония, связанных с тритил- или флуоренил-анионами,
для алкилирования в абсолютном спирте. Жарусс [2] нашел,
что как циклогексанол, так и фенилацетонитрил можно алкили-
ровать в двухфазной системе, причем он ясно осознал
каталитический эффект четвертичных аммониевых солей, например
цикло-С6НиОН + С6Н5СН2С1 —> цикло-С6НиОСН2СбН5 (1.1)
C6H5CH2CN + С6Н5СНгС1 °СНОВаНИ> C6H5CH(CN)CH2C6H5 (1.2)
Саррет [3] в своем классическом синтезе кортизона
показал, что из четвертичных солей, полученных из основания Ман-

14 /. Введение и основы метода
ниха или тритона В, в присутствии гидроокиси щелочного
металла одинаково хорошо образуются продукты циклизации
сп,=сп-со-сн,
В 1960 г. Мейркер, Кармихаэль н Порт [4] обнаружили, что
натриевые соли жирных кислот алкилируются эпихлоргидрииом
более легко в присутствии бензилтриметиламмонийхлорида
О
«-Ci7H35COONa+ + СН2-СН—СН2С1 —*■
О
/\
—> h-Ci7H35COOCH2—СН—СН2 + NaCI (1.4)
Fuj,e в 1952 г. появилось сообщение о том, что смолы,
содержащие гидроокиси четвертичного аммония (анионообменные
смолы), действуют как катализаторы в циангидринном синтезе,
бензоиновой конденсации и цианэтилировании [5].
Приведенные выше реакции представляют собой отдельные,
разрозненные примеры межфазного катализа, которые были
описаны в ранней литературе. Однако есть одна работа,
которая, несомненно, заслуживает особого внимания и которая
должна быть включена в любое обсуждение ранних работ,
связанных с применением межфазного катализа, — это сообщение
Гибсона и Хоскинга в 1965 г. [6]. Эти австралийские химики-
аналитики показали, что перманганат трифенилметиларсония,
который они получили и выделили, растворяется в хлороформе,
где является исключительно сильным окислителем. Эта работа,
по нашему мнению, имеет особое значение, поскольку
австралийские химики поняли, что реакцию можно сделать
каталитической. Фактически статья содержит весьма ясное, хотя и
краткое, изложение принципов межфазного катализа. Статья
заканчивается утверждением: «Такой подход может оказаться
важным для препаративного окисления органических
соединений».
1.3. Развитие идеи
К тому времени, когда Гибсон и Хоскинг сформулировали
принципы двухфазного каталитического окисления, над этой
проблемой уже начали задумываться ученые различных стран.
Мечислав Макоша из Варшавского технологического универси-

/. Введение и основы метода 15
тета в 1965 г. опубликовал первую из большой серии статей по
двухфазным реакциям, которые он назвал «экстрактивное ал-
килирование» [7]. Почти одновременно патенты «катализ
гетерогенных реакций» начал публиковать Чарльз М. Старке [8]
из «Continental Oil Company» в Понка-Сити, Оклахома. Почти
в то же время Арни Брэндстрем (фирма «АВ Hassle», Швеция)
[9] подробно исследовал реакции четвертичных аммониевых
солей в неполярной среде. Брэндстрем назвал свой
некаталитический метод «ион-парной экстракцией». К этому време.ни
было опубликовано первое незапатентованное сообщение Старк-
са [10], где он назвал процесс «межфазным катализом» (phase
transfer catalysis); этот термин был повсеместно принят и
обычно используется.
Очень трудно и, вероятно, вряд ли имеет смысл пытаться
разделить работы этих трех пионеров. В то время как Макоша
сообщил о получении карбенов в двухфазной системе [11],
этот же процесс был описан в патенте, опубликованном Старк-
сом [8]. Пока Брэндстрем пытался раздвинуть границы
применения метода алкилирования в неполярных гомогенных
растворах [12], Макоша проалкилировал огромный ряд различных
СН-кислот- в каталитических условиях [13]. Хеннис (фирма
«Dow», Мндлэнд, Мичиган) [14], специализировавшийся в
более узкой области, успешно проалкилировал карбоксилаты в
условиях, благоприятных для образования четвертичных семей
in situ. И так далее. На этом заканчивается раздел, который,
по нашему мнению, является данью уважения и восхищения
ранними работами, выполненными в области химии, известной
в настоящее время как межфазный катализ, и который в какой-
то мере привлек внимание к важности работы каждого
исследователя.
1.4. Основы межфазного катализа
Основным условием протекания бимолекулярной реакции
является столкновение. Как бы ни было велико количество
кинетической энергии, заключенной в одном веществе, это не
может заставить его прореагировать с другим веществом, если
только они не сблизятся. Так, Старке [10а] сообщил, что октил-
бромид можно безрезультатно нагреватк в течение двух недель
с цианистым натрием. Такие проблемы традиционно
разрешались использованием растворителя или сорастворителя,
который проявляет одновременно липофильные и гидрофильные
свойства. Например, метанол, этанол, ацетон и диоксан
использовались как растворители в реакциях с солями и
органическими субстратами. Трудность при этом заключалась в том,
ЧТО соли менее растворимы в этих растворителях, чем в воде.

16 /. Введение и основы метода
а органические субстраты обычно менее растворимы в
перечисленных выше растворителях, чем в углеводородах. Позднее
проблема была решена, по крайней мере частично,
использованием диполярных апротонных растворителей. Применение
таких катион-сольватир^ющих растворителей, как диметилсульф-
оксид, диметилформамид, ацетонитрил и гексаметилфосфотри-
амид, сделало возможным совместное растворение солей и
органических субстратов. Дополнительным безусловным
преимуществом при использовании растворителя, который главным
образом сольватирует катион, является то, что анион,
связанный с сольвагированным катионом, будет относительно
свободным и поэтому весьма реакционноспособным. Основная
трудность работы с такими растворителями связана с тем, что они
часто довольно дороги, их трудно очищать, сушить и хранить
в абсолютированное состоянии, а также трудно регенерировать
после проведения реакции.
Альтернативой использования диполярного апротонного
растворителя является применение неполярной среды и катион-
сольватирующей добавки. Так, хорошо известно и описано
применение (3-диаминов для сольватации и повышения
реакционной способности литийорганических соединений [15]. В 1963 г.
стало известно, что растворители на основе полиэтиленгликоля
являются автосольватирующими [16]. В обзоре 1965 г. [17]
содержится предположение, что гексаметиловые эфиры цис-шю-
зитов должны активировать анион вследствие сольватации
катиона.
К тому времени, когда межфазный катализ стал методом,
в литературе были четко сформулированы принципы
специфической сольватации. Огромная привлекательность метода
межфазного катализа связана с тем, что этот метод является
общим, мягким и каталитическим. Суть метода, в котором
используются четвертичные аммониевые или фосфониевые соли в
качестве катализаторов, заключается в следующем. Имеются две
несмешивающиеся фазы. Одна из фаз (обычно водная)
содержит источник соли, которая, как предполагается, будет
выполнять функцию основания или нуклеофила. Вторая, органическая
фаза содержит субстрат, который, как предполагается, будет
реагировать с солью. Поскольку фаза, содержащая соль, не
растворяется в субстратсодержащей фазе, в отсутствие
межфазного явления не наблюдается никакой реакции [18]. К смеен
добавляется межфазный катализатор. Обычно это галогенид
или бисульфат четвертичного аммония или фосфония, в
котором катион является лнпофильным. Липофкльный катион
обладает способностью растворяться как в водной, так и в
органической фазах. Находясь в контакте с источником соли,
растворенным в воде, он обменивает анионы с избытком аниона

1. Введение и основы метода . 17
в растворе соли. Четвертичный ион часто сокращенно называют
«quat» и обозначают символом Q. Анионный обмен можно
представить равновесием, показанным в приведенном ниже
уравнении:
д+Х"(водн.) + М+Ми~(водн.) ч=> Q+Nu'(boah.) + М+Х~(водп.) (1.5)
Сама по себе реакция обмена анионами не имеет большого
значения, если не будут осуществляться процессы, описанные
ниже. Аннон, который будет функционировать как нуклеофил,
не только должен быть связан с Q+, но и должен обладать
способностью проникать в органическую фазу. Поэтому для успеха
метода необходимо второе равновесие, а именно равновесие
переноса фазы
Q+NlT(b(w.h.) =?=i Q+Nu'(opr.) (1.6)
Как только нуклеофил или основание (обозначенное Nu)
растворится в неполярной (органической) среде, становится
возможным депротонирование или замещение с образованием
продукта. В случае реакции нуклеофильного замещения Q+ в
итоге должен образовать" ионную пару с уходящей группой
(нуклеофугом). Если уходящей группой была Х~, то должна
образоваться ионная пара QX, которая будет фигурировать в
равновесии, приведенном выше. -Старке [Юа] предложил
новую классическую диаграмму межфазного катализа —
каталитический цикл:
QNu + R—X —*— R—Nu + QX органическая фаза
QNu + MX ^ *" MNu + QX водная фаза
Межфазмый каталитический цикл Старкса
Заметим, что в этом цикле ионная пара QX, генерируемая
в органической фазе, не обязательно должна быть идентичной
ионной паре, вводимой первоначально в качестве катализатора.
Единственным условием является присутствие в растворе липо-
фильного катиона Q+ или какого-то агента, который сольвати-
рует катион (см. ниже) и, кроме того, независимо от природы X
должен обмениваться с Nu. Вероятно, наиболее просто было
выбрать в качестве катализатора хлорид четвертичного
аммония или фосфония. Хлорид-ион легко обменивается с такими
различными нуклеофилами, как гидроксид или цианид в
результате чего цикл завершается,

18 1. Введение и основы метода
1.5. Доказательство механизма межфазного катализа
Мы обсудили выше в общих чертах основные принципы
метода межфазного катализа и надежды, связанные с его
применением. Фактически эти принципы хорошо согласуются с
данными, известными в настоящее время о механизме многих
межфазных процессов. Детальные исследования были проведены в
этом направлении несколькими группами исследователей, их
выводы хорошо согласуются между собой.
Старке [10] изучал реакцию цианид-иона с «-октилбромн-
дом [уравнение (1.7)] и установил следующее: 1) замещение
происходит в органической фазе; 2) реакция имеет первый
порядок по алкилгалогениду и первый по катализатору (QX);
3) скорость реакции прямо пропорциональна концентрации ка-
Q+CN" + С8Н,7Вг —v C8H,7CN+Q+Br~ (1.7)
тализатора и 4) скорость реакции не зависит от скорости
перемешивания реакционной смеси. Что касается последнего
пункта, то, как было установлено, при низкой скорости
перемешивания перенос тормозится. Однако выше некоторой
минимальной скорости перемешивания, которая гарантировалась
эффективным взаимоперемешиванием фаз, никаких дальнейших
изменений скорости реакции не наблюдается.
Херриот и Пиккер [19] подошли к решению этого вопроса
несколько иным путем. Они исследовали двухфазную реакцию
бтор-октилбромида с гидроксил-ионом. Согласно предсказанию
Ингольда, если реакция происходит в органической фазе,
должны преобладать продукты элиминирования, водная же фаза
должна благоприятствовать протеканию замещения. Поскольку
преобладали продукты элиминирования, то был сделан вывод,
что реакция происходит в органической фазе. Кроме того, как
и в предыдущей работе, было найдено, что скорость
перемешивания (выше минимального значения) не влияет на скорость
реакции. Этот факт сам по себе исключает межфазное явление
как важный фактор. Независимость эффективности катализа от
вида катализатора помогает исключить из рассмотрения ми-
целлярные эффекты.
1.6. Заряженные катализаторы: четвертичные ионы
Херриот и Пиккер [196] детально изучили эффективности
катализаторов на примере реакции тиофенолят-иона с «-бром-
октаном
CeH5S~Q++ Вг—С8Н17 —v C0H5—S—С8Н,7 + QBr (1.8)
В табл. 1.1 показана зависимость константы скорости второго
порядка как функции катализатора. Отметим, что широкое

/. Введение и основы метода IS
сравнение проведено только для системы бензол—вода,
которая использовалась в этой работе. Однако следует ожидать, что
общая тенденция сохранится и для других гетерогенных
систем, таких, как хлороформ — вода, хлористый метилен — вода
или о-дихлорбензол — вода. Херриот и Пиккер сделали
несколько обобщений, которые основаны преимущественно на
данных, приведенных ими в таблице и воспроизводимых здесь
в табл. 1.1.
Их обобщения сводятся к следующему: 1. Большие
четвертичные ионы эффективнее ионов меньшего размера. 2.
Каталитическая эффективность повышается с увеличением размера
наиболее длинной цепи. 3. Более симметричные ионы гораздо
эффективнее, чем ионы только с одной длинной цепью. Для
того чтобы катализатор был растворим и эффективен в
органической среде, он должен содержать некоторое минимальное
число атомов углерода. Оказывается, что лучшими
катализаторами являются те, которые обладают минимальной липофиль-
ностью, а также имеют объемистые группы, окружающие
четвертичный положительно заряженный гетероатом. Тетрабутил-
аммоний гораздо более эффективный катализатор, чем гекса-
децилтриметиламмоний, хотя в последнем на три атома
углерода больше, чем в нервом. Анион, вероятно, образует более
тесную ионную пару с четвертичным катионом, когда он
окружен менее объемистыми группами, чем в том случае, когда
заряд экранирован. Интересно отметить, что широко
применяемый «катализатор Макоши», бензилтриэтиламмонийхлорид, как
показала цитируемая здесь работа Херриота и Пиккера [196],
не обладает высокой эффективностью. 4. Ионы фосфония
несколько более эффективны и термически более устойчивы, чем
соответствующие аммониевые катализаторы, а фосфониевые и
аммониевые катализаторы эффективнее, чем арсониевые
системы. 5. Лучшими катализаторами являются четвертичные
ионы с алкильными, а не с арильными заместителями. 6.
Скорости реакции обычно больше в о-дихлорбензоле (и, вероятно,
в среде других хлорпроизводных), чем в бензоле, и в свою
очередь в этих двух растворителях больше, чем в гептане.
В связи с этим следует отметить, что Угельштад и сотр. [20]
изучили взаимодействие фенолятов четвертичного аммония с
алкилгалогенидами в различных средах и пришли к выводу,
что реакционную способность фенолята в этих условиях можно
приписать уменьшению взаимодействия с противо~ионом
(разд. 5.3).
В настоящее время наиболее часто используются следующие
катализаторы: бензилтриэтиламмонийхлорид («катализатор
Макоши», БТЭАХ, ТЭБАХ), триоктилметиламмонийхлорид
(«катализатор Старкса», аликвота 336, трикаприлметиламмошш-

20
1. Введение и основы метода
Таблица 1.1
Активности катализаторов в системе бензол — вода [196]
Катализатор
1. (€H3)4NBr
2. (C3H,),NBr
3. (C4H9),NBr
4. (С4Н9),Ш
5. (C8H17)iNCH3Cl
6. СвН5СН2К(С2Н5)3Вг
7. CsHsNCHaBr
8. C6H5NC7Hi5Br
9. C5H5NC|2H25Br
10. C6Hi3N(C2H5)3Br
11. C8H17N(C2H5)3Br
12. C1DH2lN(C2H5),Gr
13. Ci2H25N(C2H5)3Br
14. C16H3SN(C2H5)3Br
15. С)6Нзэ1^(СН3)зВг
16. (C6H5)4PBr
17. (C6H5),PC1
18. (C6Hs)3PCH3Br
19. (C4H3),PC1
20. (C8H]7bPC2H5Br
21. C,6H33P(C2H5)3Br
22. (C6H5)4AsCl
23. Дициклогексил-18-краун-б
Сокращение
ТМАБ
ТПАБ
ТБАБ
ТБЛИ
ТОМАХ
БТЭАБ
БПБ
ГПБ
ДоПБ
ГТЭАБ
ОТЭАБ
ДТЭАБ
ДоТЭАБ
ГДТЭАБ
ГДТМАБ
ТФФБ
ТФФХ
МТФФБ
ТБФХ
ТОЭФБ
ГДТЭФБ '
ТФАХ
ДЦ-18-К-6
Относительная
скорость
<2,2- 10~4
7,6- 10~"
0,70
1,000 а
4,2
<2,2- 10~4
<2,2-10~"
3,1-10"3
0,012
2,0- 10~3
0,022
0,032
0,039
0,065
0,020
0,34
0,36
0,23
5,0
5,0
0,25
0,19
5,5
а Активность ТБАИ обычно принимают равной 1.

/. Введение и основы метода 21
хлорид, ТОМАХ) и тетрабутиламмонийбисульфат
(«катализатор Брэндстрема», ТБАБ). Легко доступен катализатор Мако-
ши, его можно очистить перекристаллизацией и сохранять без
труда в достаточно сухом состоянии. Аликвота 336, довольно
дешевая, поставляется в виде желтого масла фирмой «General
Mills» и, согласно данным Херриота и Пиккера, более
эффективна, чем катализаторы Макоши или Брэндстрема.
Тетрабутиламмонийбисульфат, более дорогой, чем любой другой из
перечисленных катализаторов, имеет два важных
преимущества. Бисульфат-анион исключительно гидрофилен и легко
переходит в водную фазу, где не играет никакой дальнейшей
роли в реакции, Кроме того, при обработке кристаллического
бисульфата различными солями происходит эффективный
обмен анионами. Брэндстрем и сотрудники получили
многочисленные соли с помощью этой обменной реакции, детали которой
приведены в его книге по ион-парной экстракции [12].
Смола, содержащая четвертичные аммониевые ионы, также
и; пользовалась как катализатор в разнообразных реакциях,
приводимых в неполярний среде. Такие реакции, как синтез
циангидринов, цианэтилирование и бензоиновая конденсация,
были осуществлены в начале 50-х годов [5, 21], а метод был
чорошо разработан к 60-м годам [22]. В большинстве
анионных реакций смола с ионной парой четвертичный аммониевый
катион — хлорид-анион превращалась в гидроксидную форму и
затем использовалась непосредственно в реакции. Недавно
этот метод снова привлек к себе внимание [23, 24].
Следует отметить один факт, касающийся применения
четвертичных ионов в качестве катализаторов фазового переноса.
Вообще говоря, большие липофильные четвертичные ионы
являются мягкими с позиций теории ЖМКО [25]. Как следствие,
эти четьерти-чные ионы имеют тенденцию образовывать ионные
пары с наиболее мягкими анионами, имеющимися в растворе.
Например, если в растворе присутствуют иодид- и гидроксил-
ионы, то четвертичный ион должен образовать ионную пару с
иодид-ионом. Если же желательна реакция с гпдроксил-ионом,
то катализатор будет отравлен присутствием иодид-иона.
Источником такого иона, как иодид, может быть первоначально
введенный катализатор или уходящая группа в реакции
замещения. Следовательно, выбирая условия реакции, нужно
рассматривать все компоненты: катион, анион, нуклеофил и нуклеофуг.
1.7. Незаряженные катализаторы: амины
В литературе имеется несколько сообщений о' реакциях, ка
тализируемых третичными аминами, которые, вероятно,
относятся к реакциям межфазового катализа (МФК). Первым
таким примером является взаимодействие бензоата калия с

22 /. Введение и основы метода
хлористым бензилом, катализируемое триэтиламином,
описанное в германском патенте в 1913 г. [26]. В 1961 г. Меркер и
Скотт [27] использовали образование карбоксилата
четвертичного аммония in situ для содействия той же реакции этерифи-
кацин. Хеннис и сотр. [14] вновь «открыли» (1967—1968 гг.) и
внесли ясность в вопрос о катализе аминами реакции
хлористого бензила с ацетатом калия. Они показали, что реакция в
действительности катализируется четвертичными аммониевыми
солями, генерируемыми in situ. В этих реакциях добавляли
йодистый натрий как сокатализатор, который реагировал с ал-
килхлоридом, давая алкилиодид, который в свою очередь алки-
лировал третичный амин. Третичный аммониевый ион, как
только образовывался, начинал выполнять свою роль катализатора
в обычном смысле межфазного катализа [уравнения (1.9) —
(1.11)].
RCl + Nal —> R—I + NaCl (1.9)
R3N+R—I —> RNR^Q+r) (1.10)
Q+r
CH3COO"K +C1CH2C6H5 —-* CH3COOCH2C6H5 (1.11)
Ривес и сотрудники недавно опубликовали несколько
реакций, катализируемых третичными аминами, в том числе
образование нитрилов [29], тиоцианатов [30], карбенов [31] и
реакций алкилирования [31]. Все эти реакции, почти без
сомнения, включают катализ четвертичными аммониевыми
ионами, генерированными in situ.
В последнее время Норман и сотр. [28] сообщили о
катализе полнаминами реакции ацетата калия с бензилхлоридом
в двухфазной системе. Вполне вероятно, что каталитическая
активность, о которой сообщили эти исследователи, связана с
образованием алкилированного амина, о котором шла речь
выше. Авторы в своем сообщении, однако, заявляют, что
«четвертичные аммониевые соли, соответствующие диаминам, не
активируют анионы в условиях их эксперимента». В
обсуждаемой реакции диамины, по-видимому, играют двойную роль.
Вероятно, они способствуют растворению твердого (и
относительно нерастворимого) ацетата калия, образуя хелаты с катионом
калия, и гомогенизации реакции, а затем, вероятно,
катализируют ее четвертичным ионом, образующимся in situ. Тот факт,
что каталитическая активность амина зависит от жесткости
катиона (чем жестче катион, тем меньше его каталитическая
активность) [28], по-видимому, согласуется с этой
интерпретацией, хотя нельзя не учитывать различий в энергии решеток.
Большинство «катализаторов Нормана» представляют собой
1,2-диамины [28]. В ранней работе Жарусса [2] использованы
не только четвертичные ионы, но и 1,2-аминоэфиры, которые,

1. Введение и основы метода ' 23
так же как и диамины, могут координироваться с катионами.
В этих ранних примерах, как и в работе Нормана, вероятно,
проявляются оба эффекта—эффект координации и эффект
четвертичного иона. Кроме того, недавно Миколайчик с сотр. [32]
применил катализ фосфонатами. Основанием для этого явился
обнаруженный ими ранее факт, что в реакции Виттига — Хор-
нера — Эммонса не требуется дополнительного катализатора
[33], так как все фосфонаты имеют по два потенциально
способных к координации атома. Сочетание координационных
свойств и нуклеофильного азота является весьма очевидным в
так называемых полиподных лигандах, открытых Монтанари
[34].
Об интересном случае катализа третичными аминами
сообщили Исагава и сотр. [35] (разд. 2.2). Эти исследователи
обнаружили, что двухфазная реакция образования карбепа,
открытая почти одновременно и независимо друг от друга Старк-
сом [36] и Макошей [11], катализируется не только ионами
четвертичного аммония, но с таким же успехом аминами. Ма-
коша [37] объяснил это образованием четвертичной
аммониевой соли in situ.
Он предположил, что депротонирование хлороформа
происходит на границе водной и органической фаз [38] и что ди-
хлоркарбен, генерируемый разложением трихлорметид-иона,
координируется с триалкиламином, образуя илид, который
функционирует как основание в органической фазе. Илид реагирует
с хлороформом с образованием ионной пары четвертичный
аммоний — трихлорметид-иоп. Далее он предложил возможный
механизм реакции с олефином, приводящей к дихлорциклопро-
панам [уравнения (1.12) —(1.14)].
СНСЬ + №ОН(водн.) ч=* CCl3Na++H2O ч=>: NaCl + : СС12 + Н2О (1.12)
:CCl2 + R3N(opr.) +=> R3N-CCl2(opr.) (1.13)
R3N—СС12 + СНСЬ +=± R3N—СНС12СС1з —у
X н2сч /С1
—> R3N—СНС12СГ + :СС12 »- R3N + СНС13 + | NC(
Н2(У \С1
(1.14)
Таким образом, показано, что в большинстве случаев
каталитическая активность, приписываемая третичным аминам, может
быть объяснена образованием ониевых солей. Каталитическая
активность фосфорилированных сульфоксидов свидетельствует,
однако, о необходимости дальнейших исследований в этой
области (34].

24
Л Введение и основы метода
1.8. Незаряженные катализаторы: краун-эфиры
Педерсен [39] 10 лет назад получил макроциклические
полиэфиры и показал, что они образуют комплексы с различными
катионными субстратами, например с катионами щелочных и
щелочноземельных металлов и ионами аммония [40]. Далее
было обнаружено, что стерически затрудненные эфиры можно
омылить действием едкого кали в толуоле в присутствии дицик-
логексил-18-крауна-6 [41] или криптатов [42]. При этом едкое
кали и растворяется в толуоле, и активируется краун-эфиром
[43]. Однако Сэм и Симмонс [44] впервые
продемонстрировали возможность использования краун-эфиров как агентов
межфазного переноса, растворив перманганат калия в бензоле
[уравнение (1.15)] и использовав его в различных процессах
окисления.
КМпО4 +
о
МпО?
(1.15)
Межфазный катализ с использованием краун-эфиров
несколько отличается от катализа с участием четвертичных ионов
[45]. Вероятно, наиболее заметное различие заключается в
том, что краун-эфир часто катализирует реакции так
называемого типа жидкость — твердая фаза. В таких реакциях
органический субстрат растворяется в органическом растворителе.
В этот раствор вводится твердый реагент (или, что встречается
реже, несмешивающийся с органическим растворителем
раствор реагента, т. е. водный раствор). Добавляется краун-эфир,
который образует комплекс с солью. Комплекс катиона с
ионной парой затем растворяется в органической фазе, где и
происходит реакция.
Успех катализируемых краун-эфирами межфазных
процессов зависит от нескольких факторов [45]. Во-первых, краун-
эфир должен быть способен к комплексообразованию с
твердым реагентом. Это взаимодействие конкурирует с энергией
кристаллической решетки твердого вещества. Вероятно, очень
важно в этом процессе присутствие небольших количеств воды,
о чем будет упомянуто позднее. Во-вторых, комплекс краун-
эфира с солью должен растворяться в реакционной среде. В
результате при прочих равных факторах, чем более липофильными
будут краун-эфиры, тем более эффективными катализаторами
они окажутся в процессах межфазного переноса. Наконец, ме-

Л Введение и основы метода 25
жду комплексом катион металла — краун-зфир, нуклеофилом и
нуклеофугом должно существовать такое равновесие, чтобы
анионы легко обменивались. Если нуклеофуг селективно
образует ионную пару только с комплексом катион — краун-эфир, то
он окажется единственным доступным реагентом в растворе,
а результатом этого будет не образование продукта реакции,
а просто обмен лигандами. Эти требования приводятся в
уравнениях (1.16) —(1.18).
M+Nu" (тв.) + краун (р-р) :?='Ь краун • M+NiT (р-р) (1.16)
краун • M+Nu" + R—Y —* краун • M+Y" + R—Nu (1.17)
краун ■ M+Y" (р-р) ч=Ъ краун (р-р) + M+Y (тв.) (1.18)
Наиболее широко использовались три краун-эфира—дибензо-
18-краун-6 [39], дициклогексил-18-краун-6 [39] и 18-краун-6
[46]. Дибензо-18-краун-6 (1) обязан своей популярностью тому
обстоятельству, что простой и эффективный метод его синтеза
был довольно давно опубликован, детальная методика имеется
в «Органических синтезах» [43]; кроме того, он стабилен и
удобен в работе. Трудности, возникающие при работе с этим
соединением, двоякого рода. Во-первых, из числа других краун-
эфиров он не лучший комплексообразователь для катионов [40,
47]; во-вторых, незначительно растворяется в углеводородах.
а: :х) с :з
Более широко применяется дициклогексил-18-краун-6 (2),
который получается при гидрировании краун-эфира / [39].
Соединение 2.— устойчивое белое вещество, хорошо растворимое в
различных органических средах; оно является сильным ком-
плексообразователем по отношению к катиону. К сожалению,
этот краун-эфир раздражает кожу [39] п довольно дорог.
Наиболее широко применяется в качестве'катализатора 18-краун-6
(3) [39]. Это соединение несколько менее липофильно, чем 2,
но значительно липофильнее, чем /. Кроме того, 18-краун-6
можно легко получить в чистом виде несколькими различными
методами [45]. Наконец, 18-краун-б, исключительно сильный
комплексообразователь для катионов, эффективен в большом
числе межфазных процессов [45].

26 /. Введение и основы метода
Херриот н Пиккер в своей работе но оценке эффективности
катализаторов в двухфазной системе 1196] указывали, что ди-
циклогексил-18-краун-6 оказался эффективнее как катализатор
(см. выше), чем любое четвертичное соединение. К сожалению,
они не исследовали 18-краун-6-эфир. По мнению авторов,
18-краун-6 будет почти столь же хорошим катализатором в
большинстве процессов, и в системах жидкость — твердая фаза
и жидкость — жидкость, как и дициклогексильное соединение 2.
Однако в связи с доступностью 18-краун-6-эфира выбор в
большинстве случаев должен быть сделан в его пользу.
Краун-эфир, называемый 18-краун-6, получается реакцией
триэтиленгликоля с дихлоридом триэтиленгликоля в
присутствии основания [46] или циклоолигомеризацией окиси этилена
[51]. Его очищают перегонкой и перекристаллизацией. Ход
реакций показан уравнениями (1.19)
о СО (u9)
Н2С-СН2 I 0 I
И последнее замечание относительно использования краун-
эфиров в качестве межфазных катализаторов: мало работ, в
которых проводится непосредственное сравнение четвертичных
аммониевых катализаторов с краун-эфирами в двухфазных
жидких системах (разд. 1.10) [48]. В некоторых реакциях испыты-
вались и оказались эффективными оба типа катализаторов.
В общем, однако, кажется, что в межфазных процессах в
системах жидкость — твердая фаза краун-эфиры должны быть
гораздо более эффективными катализаторами, чем четвертичные
аммониевые ионы. Для того чтобы межфазный процесс в этой
системе был успешным, катализатор должен уводиться из
твердой матрицы в виде ионной пары. У четвертичных
катализаторов нет хелатирующих гетероатомов, обладающих доступной
парой электронов, которые способствовали бы такому процессу.
Вероятно, успешным может оказаться использование смеси соли
четвертичного иона с каким-либо простым координирующим
амином или эфиром [28, 32, 34]. По-видимому, как упомянуто
выше, такая комбинация из диамина и четвертичной соли,
генерируемой in situ, объясняет успешное применение
катализатора Нормана [28]. Интересно подумать над возможностью
использования такой каталитической системы, как четвертичная
аммониевая соль и капля воды.

/. Введение и основы метода 27
1.9. Незаряженные катализаторы: криптаты
Одним из наиболее интересных достижений последних лет
является получение Леном и сотр. [49] разнообразных макро-
бициклических аминоэфиров. Их сходство с краун-эфирами и
с бициклическими аминами «in-out» Симмонса очевидно [50].
В некотором смысле эти криптаты объединяют свойства и тех
и других, так как они могут и образовывать комплексы, и «кап-
сулировать» частицы в имеющиеся пустоты своих ячеек. Их
константы комплексообразовання с ионами металлов, протонами
и т. д. огромны, поэтому они используются так же, как и краун-
эфиры, в качестве межфазных катализаторов.
Фактически почти все, что касается краун-эфиров как
межфазных катализаторов, равным образом относится и к крипта-
там. Однако они менее широко применяются, чем краун-эфиры.
Это связано с тем обстоятельством, что пока не разработан
удобный одно- или двухстадийный метод их синтеза, а
существующие многостадийные методы дороги.
Обычно используемый [2,2,2]-криптат получают
конденсацией дихлорида триэтиленгликоля с тозиламидом [49]. В
результате образуется диацилированный по азоту макроцикли-
ческий аминоэфир (4). Детозилирование дает соединение,
содержащее вторичные атомы азота (5). В сильно разбавленных
растворах образуется диамид, имеющий бициклическую струк-
ГУРУ (6).' который можно восстановить до желаемого крипта-
га (7). Эта последовательность реакций представлена
приведенными ниже уравнениями:
2 Cl(CH2CH2O)CH2CH2CI + H2N-Ts—*-Ts-N N-Ts (1.20)
U 1
(С.сосн2осн2)А i^TV Y, (1.21)
0 . о
О
LiAIH4_ А' ЧО/ ЧО/ 'n (1.22)
7
Из рассмотрения схемы становится очевидным, что синтез этих
соединений хотя и не сложен, но громоздок. Существуют

28 /. Введение и основы метода
некоторые различия в методах синтеза этих и родственных
соединений, однако все они включают стадии образования
бицикла, а вторая из них [5—6 в уравнении (1.21)] проводится при
больших разбавлениях. Вследствие этого криптаты остаются
дорогими (даже для каталитических целей) и используются
редко, несмотря на их очевидную важность и потенциальные
возможности.
1.10. Сравнение катализаторов
По-видимому, из приведенного выше обсуждения ясно, что
роль межфазных катализаторов могут выполнять вещества,
способные образовывать ионные пары с анионами или
комплексы с катионной половиной молекулы. Выше мы
рассмотрели четвертичные ионы аммония,, фосфония, амины (которые
являются источниками четвертичных солей), краун-эфиры и
криптаты. Получены также другие соединения, которые
проявляют каталитическую активность как реагенты межфазного
переноса. К ним относятся аминополиэфиры [34], фосфорил-
сульфоксиды [32] и, конечно, некоторые встречающиеся ионо-
форы [52].
Несмотря на то что многочисленные вещества
использовались как межфазные катализаторы в специфических случаях,
имеется очень мало сравнительных работ. В одной из таких
работ [48] проведено исследование реакции замещения хлорид-
иона в хлористом бензиле ацетат-ионом. Эту реакцию можно
считать почти стандартной для оценки эффективности
катализаторов. В этой работе [48] приведены выходы продуктов и
скорости реакций (сравниваются полупериоды реакций) для
нескольких краун-эфиров, аминополиэфиров, криптатов, нонак-
тина п спрутообразной молекулы. Предлагается несколько
общих рекомендаций, которые не будут здесь повторяться.
Отметим только, что такие сравнения могут служить ценным
руководством при выборе катализатора.
1.11. Растворители
Многие процессы с межфазным переносом проводятся в
отсутствие растворителя. Раньше сложные эфнры получали из
твердых солей карбоновых кислот и алкилгалогенидов в
присутствии небольшого количества третичного амина [14а] (этот
метод применяли до тех лор, пока не была продемонстрирована
эффективность иоднда натрия как сокаталлзатора с добавкой
бутанопа-2 в качестве сорастворителя). В синтезах алкилцна-
нидов по Старксу [10] прямым замещением галогенида
органический сорастворитель отсутствовал. 'Сообщается и о других

/. Введение и основы метода 29
многочисленных примерах. Тем не менее довольно обычным
является проведение реакции с межфазным переносом в
присутствии органического растворителя или сорастворителя,
особенно если субстрат твердый.
В межфазных процессах в системах жидкость — твердая
фаза, т. е. в тех реакциях, в которых твердый реагент является
фазой, переносимой краун-эфиром [46] или иногда третичным
амином, обычно используется сорастворитель. В принципе
применим любой растворитель, который сам не вступает в реакцию
(если это не является желаемым результатом). Чаще всего в
качестве растворителей в процессах с межфазным катализом
в системе жидкость — твердая фаза используются бензол (и
другие углеводороды), хлористый метилен, хлороформ (и
другие хлоруглеводороды) и ацетонитрил. Последний можно
успешно использовать в системах жидкость — твердая фаза, в то же
время его нельзя применять в двухфазных жидких системах,
поскольку он смешивается с водой. Широко и успешно
применяются хлороформ и хлористый метилен, хотя оба вступают в
реакции: первый легко депротонируется, давая трихлорметид-
анион или карбен [38], а второй вступает в реакцию нуклео-
фильного замещения [196, 53, 54].
В процессах межфазного переноса в двухфазных жидких
системах особое значение имеет такое свойство воды, как не-
смешивпемость с органическими растворителями. И в этом
случае наиболее часто используются углеводороды и их хлорпро-
изкодные. Для того чтобы оценить возможность применения
растворителя с каждом конкретном случае, необходимо иметь
общее представление о его природе и типе проводимой реа<-
ции. Например, если нужно генерировать дихлоркарбен, то
выбор растворителя очевиден. Вероятно, и для большинства
других реакций хлоруглеводороды несколько лучшие растворители,
чем углеводороды. Брэндстрем [55] сообщил данные, которые
также могут служить полезным руководством. Он определил
количество хлоргидрата 1-(2-аллилфенокси)-3-изопропиламино-
пропанола-2 (альпренолола), который экстрагируется из
водного раствора несколькими различными растворителями. Эти
данные приведены в табл. 1.2. Отметим, что, вероятно,
наилучшим растворителем является хлороформ, но напомним также,
что он легко депротонируется. По-видимому, почти столь же
эффективны в растворении солей хлористый метилен и 1,2-ди-
хлорэтан. Хлористый метилен менее склонен вступать в
реакцию нуклеофильного замещения, чем дихлорэтан, хотя
последнему чаще отдают предпочтение из-за его более высокой
температуры кипения. Отметим также, что по крайней мере в
одном случае специфические свойства растворителя были
приписаны этчланетату [56].

SO /. Введение и основы метода
Таблица 1.2
Экстракция гидрохлорида альпреиолола
Растворитель
Хлороформ
1,2-Дихлорэтан
Хлористый метилен
Четыреххлористый углерод
Трихлорэтилен
Этилацетат
Эфир
Бензол (образующий три фазы)
Экстракция,
%
100
92
88
0,6
1,5
16
0,6
—
1.12. Роль воды в процессах межфазного катализа
Роль воды в процессах межфазного катализа, подобно
погоде, много обсуждается и мало понятна. Несколько групп
ученых исследовали органическую фазу в двухфазных водно-
органических системах и обнаружили присутствие воды в
количестве нескольких молекул на ион [10, 19, 57, 58].
Количество присутствующей воды зависит от природы катализатора,
катиона, аниона, четвертичной ониевой.соли и концентрации.
В жидких двухфазных сист.емах вода, очевидно,
сопровождает четвертичную аммониевую ионную пару и сольватирует ее
путем образования водородной связи с ассоциированным
анионом или каким-либо другим лбрззом. Необходимость воды при
образовании цианугольного эфира [59] н отсутствие ее
влияния на образование нитрила [60] указывают на различную роль
воды в этих процессах, что еще больше усложняет ситуацию.
Учитывая присутствие воды, вероятно, нецелесообразно
называть нуклеофилы в процессах фазового переноса «голыми»
анионами. Фактически убедительное доказательство этого
представлено для 5ы2-реакций [196]. Действительно, как оказалось,
реакционная способность тпофенолята тетрабутиламмония,
полученного заранее и растворенного в абсолютном бензоле,
приблизительно на порядок выше реакционной способности той же
ионной пары, образующейся in situ в смеси бензол — вода [196].
Вероятно, тиофенолят-ион сольватируется молекулами воды, и
его реакционная способность соответственно понижается.
По-видимому, вода играет важную роль в процессах
межфазного переноса как в системах жидкость — твердая фаза, так
и жидкость — жидкость. Фридман [61] ^ отмегил, что раствор
безводного пермянганата калия в органическим растворителе

/. Введение и основы метода 31
в присутствии д1шиклогекенл-18-кр\ на-6 является бесцветным.
При добавлении капли воды раствор немедленно становится
пурпурным. Сольватация ионной пары водой наверняка
конкурирует с энергией решетки твердого вещества и создает
локальную поверхность раздела жидкость — жидкость. После того
как энергия решетки будет преодолена, начинается обычный
процесс фазового переноса. Вероятно, сочетание четвертичного
аммониевого катализатора с небольшим количеством воды или
одним из диаминов Нормана может сделать каталитическую
систему экономичной и полезной. Однако необходимо тщательнее
исследовать роль воды в реакциях фазового переноса в обеих
системах: жидкость — жидкость и жидкость — твердая фаза.
1.13. Заключение
В основе процессов фазового переноса лежит
каталитический эффект четвертичных ониевых солей или соединений типа
краун-эфиров, которые переводят в органические растворы
анионные нукле'оф'илы и основания, иначе в них нерастворимые.
Растворимость ионных пар зависит от линофильной
сольватации аммониевого или фосфониевогр катионов или комплексов
с крауп-яфирамн и связанных с ними анионов, которые (не
учитывая небольших количеств воды) сравнительно мало соль-
ватировани. Поскольку анионы удалены от заряда катиона и
относительно свободны от сольватации, они весьма реакцион-
носпособны. Их повышенная реакционная способность и
растворимость в неполярной среде позволяет проводить с ними
многочисленные реакции в органических растворителях при
температурах, близких к комнатной. Известны оба процесса
межфазного перекоса — в системах жидкость — жидкость и
жидкость — твердая фаза: в первых обычно используют в
качестве катализаторов соли четвертичных ионов, а во вторых —
краун-эфиры или криптаты. Последние можно использовать и
в двухфазных жидких системах, однако гораздо меньше
известно примеров успешного катализа солями четвертичных
ионов в системах жидкость — твердое вещество. В большинстве
случаев, где в качестве межфазных катализаторов
использовались амины, доказано (или можно предположить) образование
in situ четвертичных солей аммония.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Witlig G.. Hcintzelcr M., Wellerling M.-H., Ann., 557, 201 (1947)
2. Jarrousse M. /., С. R. Acad. Sci., 232C, 1424 (1951).
3. Poos G. /., Artli G. £., Reylet R. £., Sarrett L H., J. Am Chem Soc 75,
422 (1953).

32 1. Введение и основы метода
4. Maerker G., Carmlchael J. F., Port W S., J. Org. Chem., 26, 2681 (1961).
5. Schmidle С J., Mansfield R. C, Ind. Eng. Chem., 44, 1388 (1952).
6. Gibson N. A., Hosking J. W., Aust. J. Chem., 18, 123 (1965).
7. Makosza M., Serafin R., Rocz. Chem., 39, 1223 (1965).
8. Starks С M., Napier D. R., франц. пат. 1573164 [Chem. Abstr., 72, 11527H
(197P)].
9. Brandstrom A., Gustavii K-, Acta Chem. Scant!, 23, 1215 (1969).
10. (a) Starks С. /И., J. Am. Chem. Soc, 93, 195 (1971); (6) Starks С. М.,
Owens R. M., J. Am. Chem. Soc, 95, 3613 (1973).
11. Makosza M., Wawrzyniewicz M., Tetrahedron Left., 1969, 4659.
12. Brandstrom A., Preparative Ion Pair Extraction, Lakemedel: Apotekarsocie-
teten, AB Hassle, 1974.
13. См. гл. 10.
14. (a) Hennis H. £., Easterly J. P., Collins L. R., Thompson L /?., Ind. Eng.
Chem. Prod. Res. Dev., 6, 193 (1967); (6) Hennis H. £., Thompson L. R.y
Long J. P., Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 7, 96 (1968).
15. Agami C, Bull. Soc. Chem. France, 1970, 1619.
16. Ugelstadt J., Mark P. C, Jensen В., Acta Chem. Scand., 17, 1455 (1963).
17. Jackman L. M. in Parker A. J., Adv. Org. Chem. Meth. Res., 5, 1 (1965).
18. Menger F. M., Chem. Soc. Rev., 1, 229 (1972).
19. (a) Herriott A. W., Picker D., Tetrahedron Lett., 1972, 4517; (6) Hen
riott A. №., Picker D., J. Am. Chem. Soc, 97, 2345 (1975).
20. Ugelstadt J., Ellingsen Т., Berge A., Acta Chem. Scand., 20, 1593 (1966).
21. Galat A , J. Am. Chem. Soc, 70, 3945 (1948).
22. Shimo K-, Wakamatsu S., J. Org. Chem., 28, 504 (1963).
23. Cainelli G., Maneschalchi F., Synthesis, 1975, 723.
24. Cinquini M., Colonna S., Molinari Я., Montanari F., Tundo P., Chem. Com-
mun., 1976, 394.
25. Pearson R. G., Hard and Soft Acids and Bases, Stroudsburg, Pa.: Dowden,
Hutchinson and Ross, Inc. 1973.
26. Герм, пат., 268261 to BASF, Dec. 22, 1913.
27. Merket R. L, Scott M. J., J. Org. Chem., 26, 5180 (1961).
28. Normant H., Cuvigny N. Т., Savignac P., Synthesis, 1975, 805.
29. Reeves W. P., White M. R., Synth. Comm., 6, 193 (1976).
30 Reeves W. P., White M. R., Hilbrich R. G., Biegert L. L, Synth. Comm.,
6, 509 (1976).
31. Reeves W. P., Hilbrich R. G., Tetrahedron, 32, 2235 (1976).
32. Mikolajczyk M.t Grzejszczak S., Zatorski A., Montanari F., Cinquini M.,
Tetrahedron Lett., 1975, 3757.
33. Mikolajczyk M., Grzejszczak S. Midura W., Zatorski A., Synthesis, 1975,
278.
34 Fornasier R., Montanari F., Podda G., Tundo P., Tetrahedron Lett., 1976,
1381.
35. Isagawa K., Kimura У., Kwon S., J. Org. Chem., 39, 3171 (1974).
36. Starks С M., Napier D. R., англ. пат. 1227144, tiled April 5, 1967.
37. Makosza M., Kacprowicz A., Fedorynski M., Tetrahedron Lett., 1975, 2119.
38. Makosza M., Pure and Applied Chemistry, 43, 439 (1975).
39 Pedersen S. J., J. Am. Chem. Soc, 89, 2495, 7017 (1967).
40. Christev.sen J. J., Eatough D. J., Izatt R. M., Chem. Rev., 74, 351 (1974)
41. Pedersen С J., Bromels M. J., пат. США 3847949 to E. I. duPont de
Nemours Co., Inc. [Chem. Abstr., 82, 73049 (1975)].
42. Dietrich В., Lehn J M., Tetrahedron Lett., 1973, 1225.
43. Pedersen С J., Org. Synth., 52, 66 (1972).
44. Sam D. J., Simmons H. E., J. Am. Chem. Soc, 94, 4024 (1972).
45. Ookel G. W., Durst H. £>., Synthesis, 1976, 168.
46. Gokel G. W., Cram D. J., Liotta С L, Harris H. P., Cook F. L, J. Org.
Chem., 39, 2445 (1974),

/. Введение и основы метода 33
47. Pedersen С. J., Frensdorff Н. К., Angew. Chetn., Int. Ed., 11, 16 (1972).
48. Knochel A., Oehler J., Rudolph G., Tetrahedron Lett., 1975, 3167.
49 Lehn J. M., Structure and Bonding, 16, 1 (1973).
50. Simmons H. E., Park С. Н., J. Am. Chem. Soc, 90, 2429 (1968).
51. Dale J., Daasvatn K-, Chem. Commun., 1976, 295.
52. Hurd С D., J. Org. Chem., 39, 3144 (1974).
53. Herriott A. W., Picker £>., Synthesis, 1975, 447.
54. Holmberg K-, Harisen В., Tetrahedron Lett., 1975, 2303.
55. Brandstrom A., Gustavii K-, Acta Chem. Scand., 23, 1215 (1969).
56. Lee C. A., Freed/nan H. H., Tetrahedron Lett., 1976, 164).
57. Landini D, Montanari F., Pirisi F. J., Chem. Commun., 1974, 87Э,
58. Хейфец В. К., Якорлеар Н. Л., Красильщик Б. #., ЖПХ, 46, 549 (1973).
59. Childs М. £., Weber W. P., J. Org. Chem., 41, 3486 (1976).
60. Zubrick J. №., Dunbar B. I., Durst H. D., Tetrahedron Lett., 1975, 71.
61. Freedman H. #., private communication.
2 Зак 226

2. Взаимодействие дихлоркарбена
с олефинами
2.1. Введение
Возможность генерирования дихлоркарбена в двухфазной
системе в присутствии едкого натра как основания явилась как
раз тем фактом, который привлек внимание химиков-органиков
к методу межфазного катализа, хотя сам метод к этому
времени был уже довольно известным. И Старке [1,2] и Макоша
[3] в конце 1960 г. сообщили о дихлорциклопропанировании
циклогексена. Реакция протекает как указано ниже.
СЮ, + П) ЮЕ-ныйч-ИЦЩ f>Xa (2-1)
К^ Q*X-(k»t.) k^>^ TI '
Преимущества и возможности этого метода были очевидны
с первого взгляда, и за его открытием последовали
многочисленные работы по его применению и расширению. Особая
ценность метода заключается в том, что все предшествующие
методы, используемые для генерирования дихлоркарбена,
требовали тщательного исключения влаги, например обработка
хлороформа грег-бутилатом калия в пентане, пиролиз безводного
трихлорацетата натрия или термическое разложение, феннл-
(бромдихлорметил)ртути.
Доступность 1,1-дихлорциклопропанов благодаря методу
межфазного катализа в сочетании с восстановлением натрием
в этаноле, литием в грег-бутаноле [4] или натрием в жидком
аммиаке [5] дает двухступенчатый метод (с высоким
выходом), альтернативный реакции Симмонса — Смита [уравнение
(2.2)]
a
:CCij I) ( Na/NH,
(2.2)
2.2. Механизм реакции дихлорциклопропанирования
Основы и некоторые особенности механизма типичных
реакций межфазного катализа описаны в гл. 1, разд. 1.4. Здесь
мы повторим частично обсуждение этого механизма с тем, что-

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами 35
бы легче было рассмотреть механизм реакции циклопропаниро-
вания и сравнить его с механизмами других процессов
фазового переноса.
Тщательно выполненное кинетическое исследование ясно
показало, что нуклеофильное замещение хлора в первичном
хлористом алкиле цианид-ионом в двухфазной жидкой системе
в условиях межфазного катализа происходит согласно
следующему механизму. Четвертичный катион аммония в паре с
некоторым анионом растворим как в водной фазе (из-за своего
заряда), так и в органической фазе (благодаря своей липо-
фильности). Органический субстрат, в данном случае алкил-
хлорид, находится в органической фазе. В водной фазе
существует равновесие между ионной парой четвертичный ал-
кильный катион аммония — хлорид-анион и ионной парой
цианистого натрия, с одной стороны, и между ионной парой катион
аммония — цианид-ион и ионной парой хлористого натрия — с
другой. Обе эти четвертичные аммониевые катион-анионные
пары находятся в равновесии со своими двойниками в
органической фазе, и их распределение между водной и органической
фазами зависит соответственно от коэффициентов
распределения. Однако в органической фазе наряду с ионной парой
цианида четвертичного аммония присутствует первичный алкил-
хлорид (который нерастворим в воде); следовательно, легко
может произойти реакция нуклеофильного замещения,
приводящая к образованию ионной пары четвертичный катион
аммония— хлорид-анион и первичного алкилцианида. Эта
последовательность превращений схематически показана ниже:
Q+CN" + R-C1 -> R-CN + Q+CP (органическая q>u«j
»■■ ■ |ф ■ - —-— 4-I . "*
Q+CN" + NaCl £ NaCN + Q+CT< водна*
Ионная пара четвертичный катион аммония — цианид-анион
весьма реакционноспособна в органической фазе. Это
обусловлено тем, что объемистые алкильные группы, окружающие
заряженные атомы азота, фосфора и т. д., не позволяют цианид-
аниоиу приблизиться к положительному заряду. Поэтому
анионный нуклеофил лишь незначительно координирован с катионом,
так же как он несольватирован органическим растворителем,
который липофилен. Однако анион в некоторой степени все же
сольватирован несколькими молекулами воды (на ион),
которые, очевидно, вытягиваются из водной фазы [6]. Тем не менее
очевидно, что он менее сольватирован и более реакционноспо-
собен, чем в водной или спиртовой средах. Обсуждение других
факторов, касающихся этого основного механизма, можно
найти в гл. 1.

36 2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Основные принципы механизма, изложенные выше, с
некоторыми видоизменениями применимы как к реакции циклопро-
панирования, так и к реакциям нуклеофильного замещения [7].
Реакция дихлорциклопропанирования принципиально
отличается от нуклеофильного замещения [уравнение (2.2)] тем, что
реакционноспособные частицы не переносятся фазой, а скорее
генерируются in situ в органической фазе. Дихлоркарбен
образуется в органической фазе из трихлорметильного аниона,
который в свою очередь образуется из хлороформа. Эта
последовательность превращений инициируется депротонированием
хлороформа в органической фазе под действием сильного
основания—-гидроокиси четвертичного аммония. Это основание как
раз и включается в фазовый перенос. Схема представлена
приведенными ниже уравнениями:
№ОН(водн.)+ QC1 (водн.) ч=> NaCl (водн.) + QOH (водн.) (2.3)
(ЗОЩводн.) ц=± QOH(opr.) (2.4)
QOH (орг.) + СНСЬ (орг.) ^=±. Н2О + Q+C13C" (орг.) (2.5)
Q+C13G" ^=± QC1 + : СС12 (2.6)
R2C4
R2C=CR2 + :CC12 —> | )СС12 (2.7)
R2C/
QC1 (орг.) ^=± QC1 (водн.) (2.8)
Отметим, что на каждую молекулу хлороформа, который
депротонируется в органической фазе, генерируется молекула
воды [уравнение (2.5)]. Кроме того, некоторое количество воды
должно сопровождать четвертичный ион гидроокиси аммония,
когда он переносится из водной в органическую фазу
[уравнение (2.4)]. Дихлоркарбен, который образуется в органической
фазе, только в небольшой степени реагирует с водой,
присутствующей в этой фазе. В этом и заключается преимущество
техники фазового переноса [3]. И наоборот, дихлоркарбен,
генерируемый в присутствии большого количества воды, гидро-
лизуется настолько быстро, что продукты циклопропанирования
если и образуются, то в незначительной степени.
Несмотря на многие преимущества метода межфазного
переноса для генерирования дихлоркарбена, следует отметить,
что, как и в большинстве других методов, сам трихлорметиль-
ный анион часто является реакционноспособной частицей. В
связи с этим при попытках осуществить присоединение
дихлоркарбена к электронодефицитным олефинам вместо или наряду с
продуктами циклопропанирования выделяют продукты,
образующиеся в результате присоединения С13С~ к олефину
(реакция Михаэля). Вероятно, термическое разложение тригалоген-

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами 37
метилметаллоорганических соединений остается уникальным
методом генерирования дихлоркарбенов без предварительного
образования тригалогенметил-аниона [8].
Вопрос о том, где на самом деле осуществляется кислотно-
основное равновесие [QOH -f- CHC13, уравнение (2.5)],
является предметом многих серьезных дискуссий. В уравнении (2.5)
перенос протона представлен как реакция, которая
происходит в органической фазе. Альтернативным является
предположение о том, что реакция происходит на границе раздела
водной и органической фаз. В то время как реакция переноса
протона может с успехом происходить на поверхности раздела
фаз, кажется мало вероятным, чтобы трихлорметид
четвертичного аммония подвергался разложению на хлорид и дихлор-
карбен на поверхности раздела фаз, а не в органической фазе,
так как можно ожидать, что на поверхности раздела фаз ди-
хлоркарбен будет быстро подвергаться гидролизу.
Макоша [9] привел доводы в пользу того, что перенос
протона происходит на границе раздела фаз, а остальная
последовательность реакций осуществляется в органической фазе. Он
обратил внимание на следующие факты. Во-первых, гидроксил-
ион — более жесткое основание, чем трихлорметид- или
хлорид-ионы, поэтому последние будут легче, чем гидроксил,
образовывать ионные пары с мягким четвертичным ионом.
Вследствие этого концентрация основания в органической фазе
должна быть низкой. Кроме того, известны многочисленные
примеры изотопного обмена (С—D на С—Н) для слабых СН-кис-
лот. Эти обменные реакции часто происходят в двухфазных
системах в отсутствие межфазного катализатора. Наконец, с
предположением о том, что перенос протона происходит на
границе раздела фаз, вероятно, согласуется наблюдение, что
третичные амины являются эффективными катализаторами реакции
генерирования дихлоркарбена [10, 11].
Механизм катализа третичными аминами, по-в-идимому,
следующий [11]. Гидроксил-ион реагирует с хлороформом на
границе раздела фаз, генерируя трихлорметильный анион, который
затем разлагается, давая дихлоркарбен и хлорид-анион. Ди-
хлоркарбен будет взаимодействовать на границе раздела фаз
скорее с третичным амином, чем с водой, образуя илид. Этот
илид, по-видимому, является достаточно стабильным, чтобы
транспортироваться внутрь органической фазы, где он может
реагировать как основание с хлороформом с образованием трм-
хлорметильного аниона и катиона триалкилхлорметиламмония.
Трихлорметильный анион разлагается, давая дихлоркарбен и
хлорид-ион. Ионная пара триалкилдихлорметиламмоний-ка-
тион — хлорид-анион затем возвращается обратно к
поверхности раздела фаз, где реагирует предпочтительно с гидроксил-

38 2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
ионом, регенерируя илид, который снова служит липофильным
основанием. Наряду с этим процессом хлорид-анион как нуклео-
фил может атаковать катион триалкилдихлорметиламмония, в
результате чего образуются триалкиламин и хлороформ.
Альтернативный механизм, в котором илид играет роль агента,
транспортирующего дихлоркарбен, исключается на основании
следующего факта. Если бы дело обстояло таким образом, то
дихлоркарбен мог бы транспортироваться непосредственно к
электронодефицитным олефинам, образуя 1,1-дихлорциклопро-
паны. Однако вместо этого олефины дают продукты
присоединения трихлорметид-иона по Михаэлю. Это означает, что
илид в основном служит липофильным основанием, а не
агентом, транспортирующим дихлоркарбен. Схема Макоши
представлена уравнениями (2.9) — (2.11) [11].
СНС13 +МаОН(водн.) ъ=± CClJNa++ Н2О =f=fc NaCl + : СС12 + Н2О (2.9)
:СС12 + R3N(opr.) •—> R3N—CC!2 (орг.) (2.10)
R3N—СС12 + СНС13 ?=* R3N—СНС12 С!3С" —v
+ R2C=CR2 RaC.
R3N— CHCljCl" + :CC12 *■ R3N + CHC13 + | /CC!2 (2.11)
Дальнейшим доказательством этого предположения служит
тот факт, что реакция полностью подавляется, если
использовать не каталитические, а стехиометрические количества три-
алкиламина. Действительно, если триалкиламин улавливает
весь дихлоркарбен, необратимо образуя илид, то этот эффект
становится понятным. Возможность взаимодействия карбенов с
триалкиламинами с образованием илидов, способных депрото-
нировать хлороформ, была показана независимо. Так,
разложение фенилхлордиазина в смеси винилацетата и хлороформа
приводит к образованию 2-хлор-2-фенилциклопропилацетата
[уравнение (2.12)]. С другой стороны, та же самая реакция в
присутствии триэтиламина дает 2,2,2-трихлоризопропилацетат
[уравнение (2.13)]. Образование этого продукта можно
объяснить следующим образом: в реакции хлорфенилкарбена с три-
этиламином образуется илид, который может депротонировать
хлороформ, давая трихлорметильный анион, присоединение
которого по Михаэлю приводит к винилацетату [11].
С6Н, N С6Н5 CI
XII ^^ X
CI N
ОАО

2. Взаимодействие дихЛоркарбена с олефинама 39
CSH54 /N h-C4H.j)3N ^б^ч _ +
" —F^Fi—*" ;c-n(h-c4h9)3 + chcu
CHC13 rl/
CSH5CHC1—N(k-C4H9)3 + С!3С" —>
СС13
(2.13)
2.3. Катализаторы в реакции циклопропанирования
В качестве катализаторов в реакции образования дихлор-
карбена из хлороформа и гидроксил-иона применяются соли
четвертичного аммония, третичные амины и краун-эфиры.
Наиболее часто использовался хлорид бензилтриэтиламмония
(разд. 1.7), хотя и другие хлориды четвертичного аммония
эффективны в этой реакции. Например, при циклопропанировании
простых алкенов успешно применялись цетилтриметиламмоний-
хлорид и трикаприлметиламмонийхлорид (аликвота 336). При
использовании гидроокисей р-оксиэтилтриалкиламмопия как
межфазных катализаторов повышается стереоселективность
реакции присоединения дихлоркарбена к олефинам [12]. Вместо
четвертичных аммониевых солей применялись краун-эфиры,
такие, как дибензо- и дициклогексил-18-крауны-6. 18-Краун-6
использовался также как межфазный катализатор при
термическом разложении трихлорацетата натрия, которое приводит к
образованию дихлоркарбена [13].
Простота осуществления реакции и экономия реагентов
позволила исследовать циклопропанирование большого
количества олефинов. Мы представим здесь исчерпывающий список
продуктов реакции, группируя их по мере увеличения
сложности субстрата.
2.4. Дихлорциклопропанирование простых олефинов
Для реакции дихлорциклопропанирования простых
олефинов характерны хорошие выходы, простота осуществления и
недорогие реактивы. Когда в субстрате имеется несколько
изолированных двойных связей, то образуются продукты как мо-
но-, так и полициклопропанирования, если только не
используется селективный катализатор (см. выше). Примеры простой
реакции дихлордициклопропанирования приведены в габл. 2.1,

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Таблица 2.1
Дихлорциклопропанирование простых олефииов
Число
атомов

углерода
2
3
4
5
6
7
8
Олефин
С12С=СНС1
СН2=СН—СН2Вг
С1—СН2СН=СН—СН2С1
•(СН3)2С=С
Чо2
НСНя
Циклопентен
н3с-
Изо,
Гексен-1
2-Метилпеитен-1
н-С4Н9—О—СН=СН2
н-С3Н7—О—СН2-СН=СН2
Циклогексен
Циклогептен
Октен-1
Циклооктен
СбН5—СН=СН2

Выход,
0/
/о
9
36
45
—
60
16
—
60
83
71
64
21
79
77
72
98
61
27
52
57
84
60
73
85
87
80
70
44
72
Катализатор
NaOCOCCl3/Q +
БТЭАХ
ГДТМАБ
—
БТЭАХ
NaOCOCCl3/Q +
—
ТКМАХ
ЫБП
БТЭАХ
БТЭАХ
ТКМАХ
ТИАА
ТБА
БТЭАХ
ТКМАХ
ДБ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДБ-18-К-6
NaOCOCCl3/Q +
ГДТМАХ
ТКМАХ
NaOCOCC!;!/Q+
БТЭАХ
ДБ-18-К-6
БТЭАХ
HOCH2CH2NR3X-
[[а][,8+3,18(с = 25,9,
СНС13)]
ДЦ-18-К-6
ДБ-18-К-6

Литература
13
14
15
16
3
13
16
1
10
3
3
1
10
10
3
17
18
19
19
13
17
2
13
20
21
3
12
19
19

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
41
Число
атомов

углерода
9
10
11
Олефин
]
К
\
1 CI
CI
цис-н-dH,—СН=СН—Si(CH3)3
а-Метилстирол
гранс-Пропенилбепзол
Инден
1,2-Дигидронафталин
се
л
сбн5—сн=с
N
_<Г12
СНз—/ \—S 1(СНз)з
3-Метил-1,2-дигидронафталин

Выход,
98
61
68
80
71
75
55
57
75
72
93
Продолжение табу
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ГДТМАХ
БТЭАХ
н н
▼ т
ОН +N(CH3)2
1
С2Н5
[[a]2D8+l,2(c=17,l,
CHCI3)]
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/С2Н5ОН
ГДТМАХ
БТЭАХ
7. 2.1

Литература
5
5
5
22
20
12
23
24
25
26
22
24

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Число
атомов

углерода
13
14
15
16
18
Олефин
1,3-Диметилинден
3,3-Диметилинден
снзч .с
хс=с
н2
с6н/ хсн2
1,3,3-Триметилинден
Винилферроцен
\_О
1-Бутилинден
а-Метилвини л ферроцен
Фенантреи
(С6Н5)2С=СН2
гранс-С6Н5—СН=СН~С6Н5
(С6Н5)2С=СН—СН3
/СН2
\
сн2
а-Фенилферроцен

Выход,
0/
/о
85
85
53
85
92
75
~ 100
75
70
75
79
79
65
70
79
60
75
96
85
95
70
Продолжение tu6j
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/С2Н5ОН
БТЭАХ
ГДТМАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ДБ-18-К-6
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/С2Н5ОН
БТЭАХ
. 2.1

Литература
■23
23
26
23
27
20
28
23
23
20
17
29
30
20
31
20
18
31
31
26
20

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
43
Число
атомов

углерода
20
22
23
27
Олефин
р-Фе ни л ферроцен
(С6Н5)2С=СНС6Н5
С6Н5С=СНСН(С6Н5)2
1
ОСН3
С6Н5С=СН—СН(С6Н5)С6Н4СН3-4
1
ОСН3
С6Н5С=СН—СН(С6Н5)С6Н4ОСНз-4
1
ОСН.,
(С0Н5)2С=СН—СН(С6Н5Ь
Q
)=СН—СН(С6Н5)2
1 /
о
у) н \_//
\ сн_\/ 1
/ \ 1
о о

Выход,
0/.
/0
97
80

Выход
не

приведен
То же
»
46

Выход
не

приведен
Продолжение табу
Катализатор»
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
. 2.1

Литература
20
31
32
32
32
32
32
32
Таблица 2.2
Полициклопропанирование несопряжеиных полиолефинов
Число
атомов
угле
рода
8
Олефии
(CH.,)2Si(CH2CH=CH2)2
€ГСХГ
Ад
дукт
Ди
А1оно

Выход,
%
77
93
Катализатор
ГДТМАХ
HOCH2CH2NR3

Литература
17
12

44
Число
атомов

углерода
2.
Взаимодействие
Олефин
дихлоркарбена с
Ад-
дукт

Выход,
%
олефинами
Продолжение
Катализатор
табл. 2.2
Лите-
ратург

Полимер
1,2-Дивинилбензол
1,3-Дивинилбензол
1,4-Дивинилбензол
1,3-Ди-(2-пропенил;бензол
1,3,5-Тривинилбензол
1,3,5>Три-(2-пропенил)бензол
У
С6Н5
Fe
O-J.
Ди
Моно
Ди
и
Три
Моно
Ди
Три
Ди
Поли
78
62
76
77
85
~ 100
72
91
75
86
71
~ 100
ГДТМАХ
HOCH2CH2NR,
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ГДТМАХ
HOCH.CIbNRi
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ГДТМАХ

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
45
Примеры реакции полидихлорциклопропанирования
представлены в табл. 2.2. Реакции присоединения дихлоркарбена к ими-
нам обсуждаются в разд. 3.4.
Имеется несколько реакций циклопропанирования,
проводимых в двухфазных каталитических системах, которые
заслуживают специального комментария. Например, с иключительно
хорошим выходом происходит присоединение дихлоркарбена к
сопряженной углерод-углеродной связи стирола. Присоединение
дихлоркарбена к 1,2-дигидронафталинам [24] и к инденам [23]
приводит к ожидаемым 1,1-дихлорциклопропановым аддуктам.
Нагревание 1,1-дихлоркарбеновых аддуктов инденов с КОН в
этаноле [уравнение (2.14)] является эффективным методом
получения производных 2-хлорнафталина [23]
(2.14)
Присоединение дихлоркарбена к фенилзамещенным мети-
ленциклопропанам — эффективный путь получения 1,1-дихлор-
2-фенилспиропентанов [26]
:СС12
(2.15)
Успешное осуществление этих реакций вызывает некоторое
удивление. Как известно, фенильная группа по индуктивному
эффекту является электроноакцепторной, вследствие чего
двойная углерод-углеродная связь стирильной системы менее ну-
клеофильна, и естественно ожидать, что реакция с электрофиль-
ным карбеном будет происходить труднее. Замещение двух или
даже трех фенильных групп на углерод-углеродную двойную
связь, по-виимому, не ингибирует реакцию [31].
Действительно, дихлоркарбен присоединяется к двойной связи С9—С[0 фе-
нантрена, образуя стабильный 1,1-дихлорциклопропановый ад-
дукт [17]. Реакция оказалась также полезной для получения
труднодоступных ферроценилциклопропанов из
соответствующих ферроценилолефинов [20]. Взаимодействие дихлоркарбена
с дифенилацетиленом в условиях фазового переноса дает
ожидаемый аддукт с карбеном, который затем подвергается гидро-

46
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
лизу. В результате этих реакций с низким выходом получен
дифенилциклопропенон [31].
о

ноСбН5 -С=С-С6Н5 + :СС13
(2.16)
Имеется три примера селективного образования моноаддук-
тов дихлоркарбена с углерод-углеродными двойными связями
в боковой цепи стероидов [4]. В каждом случае стрелка
указывает место присоединения дпхлоркарбена.
■ АсО1
75%
АсО
2.5. Циклопропанирование енаминов
Енамины без труда образуются из кетонов и поэтому
представляют собой легко доступный класс замещенных олефинов.
Ранее реакция дихлорциклопропанирования еиамннов не
относилась к числу препаративно полезных. Однако при проведении
реакции в условиях фазового переноса можно получить аддук-
ты с дихлоркарбеном с выходами от средних до исключительно
хороших [34, 35]. В реакцию циклопропанировання в условиях
фазового переноса были введены различные енамины;
полученные при этом результаты представлены в табл. 2.3.
2.6. Дихлорциклопропанирование с последующей
перегруппировкой
В тех случаях, когда дихлоркарбеновый аддукт олефина
нестабилен из-за напряженности цикла или по какой-либо другой
причине, он способен ионизоваться. Катион, генерируемый
таким образом, может перегруппировываться и затем обратно
присоединять хлорид-анион с последующим элиминированием.

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
47
Таблица 2.3
Дихлорциклопропаиироваиие еиамииов в условиях межфазиого катализа
ci a
R2\ R
\ /
CHCl3/NaOH
о
1 1
1
R.
СНз
CH3
СНз
н
н
н
н
а-Тетралон
р-Тетралон
Q /О
N
R,
СН3
СНз
с5н5
н
н
ИЗО-С3Н7
н
с6н5
-(СН2),—
—(СН2)5—
изо-С3Н7 Н
Выход, %
69
64
60
86
90
64
62
75
49
95
92
75
78
Литература
35
34
35
35
35
35
34
35
34
35
35
34
34
В последнем случае, если присутствует источник дихлоркарбе
на, возможно дальнейшее присоединение ССЬ к системе.
Присоединение дихлоркарбена к норборнадиену, например, дает
продукты только моноприсоединения, но каждый из них
образуется в результате перегруппировки.
(2.17)
Выход, % Катализатор
80 ГДТМАХ [38] 80
50 БТЭАХ [36] 77
Cl CI
13
!!

48
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
И норборнен [5], и метилнорборнен [39] в условиях
межфазного катализа подвергаются дихлорциклопропанированию с
перегруппировкой [уравнения (2.18) и (2.19)]. В случае нор-
борнена выделен один продукт, а в случае метилнорборнена —
оба продукта, один из которых образуется в результате
расширения цикла и «схлопывания» ионной пары, а второй — в
результате расширения цикла с последующим дегидрохлорирова-
нием.
:СС13
3 ,-ccij
(51%)
(2.18) [5]
(2.19) [39]
Очень похожим примером является дихлорциклопропаниро-
вание 7-грег-бутоксинорборнадиена [36]. Один аспект этой
реакции кажется удивительным. Оказывается, что присоединение
дихлоркарбена происходит почти исключительно син по
отношению к грег-бутоксигруппе. С точки зрения стерических
требований этот результат является неожиданным, и, вероятно,
его можно объяснить координацией электрофильной частицы
со свободной парой электроно-в атома кислорода до или,
возможно, в процессе присоединения по двойной связи. Реакция
показана уравнением (2.20):
38%
(суммарный выход 40|)
25%
(2.20)
Cl CI
Реакция эн<9о-5-оксиметилнорборнена-2 с дихлоркарбеном,
генерируемым в условиях межфазного катализа, приводит к
образованию 3-хлор-5-оксатрицикло-[5,2,1,04'8]-децена-2 в
качестве главного продукта [уравнение (2.21)]. Образование этого
продукта, по-видимому, можно объяснить первоначальным
присоединением дихлоркарбена по углерод-углеродной двойной

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
49
связи с образованием 1,1-дихлорциклолропана, который
ионизуется и раскрывает цикл, образуя хлорзамещенный аллиль-
ный карбониевый ион. Этот катион затем взаимодействует
внутримолекулярно с нуклеофильной спиртовой группой [40].
:СС1,
С1 С1
но-сн2
о сн2
Изучено присоединение дихлоркарбена к гексаметилзаме-
щенному бензолу Дьюара [уравнение (2.22)] [37, 41].
Первоначальный моноаддукт дихлоркарбена претерпевает ионизацию
и раскрытие циклопропанового кольца, в результате чего
образуется аллильный карбониевый ион, который элиминирует
протон из метильной группы, превращаясь в аддукт I.
(2.22)
Ионизационному раскрытию кольца, вероятно, способствует то
обстоятельство, что при этом превращении устраняется
напряжение цикла. Дальнейшее присоединение дихлоркарбена по
хлорзамешенной углерод-углеродной двойной связи приводит
к аддукту II. В итоге в результате присоединения третьей
молекулы дихлоркарбена к экзоциклическому олефину образуется
аддукт III [41].
-а
(2.23)
ш
Соотношение этих трех продуктов зависит как от молярного
отношения хлороформа, так и от времени реакции. Контрольные

50
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинамц
опыты показали, что генерирование дихлоркарбена в
присутствии аддукта I приводит к образованию аддуктов II и III,
при генерировании дихлоркарбена в присутствии II с высоким
выходом образуется III. Отсутствие реакционной способности у
двойной углерод-углеродной связи во втором циклобутеновом
кольце можно объяснить теми же причинами, что и для случая
норборнадиена.
Кроме того, следует упомянуть еще одну последовательность
реакций — присоединение и перегруппировка, — которая
реализуется при генерировании дихлоркарбена в условиях
межфазного катализа в присутствии спироциклопропилипдена.
Первоначальный аддукт с карбеном нестабилен в условиях реакции,
поэтому он подвергается расширению кольца и дегидрохлори-
рованию, образуя смесь 1-(2-хлорэтил)-3-хлорнафгалина и 1-ви-
нил-3-хлорнафталина [23]. Реакция представлена уравнением
(2.24).
:СС1,
(2.24)
сн=сна
2.7. Присоединение карбена к индолам
Известно, что азотсодержащие гетероциклы, например
индолы, структурно подобны ииденам, но несколько более реак-
ционноспособны. Подобно инденам, присоединяющим дихлор-
карбен с образованием аддукта, который затем
перегруппировывается и дегидрохлорируется, индолы перегруппировываются
и ароматизуются, превращаясь в замещенные 3-хлорхинолины
[42]. Например, 2,3-димегилиндол реагирует с дихлоркарбеном,
давая в итоге 3-хлор-2,4-диметилхинолин. Последовательность
превращений показана уравнениями (2.25) для общего случая;
ряд частных случаев приведен в табл. 2.4.
+ :СС12
(2.25)

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
51
Таблица 2.4
Образование хинолинов из индолов присоединением карбеиа [42]
■ R.
СНз
СН3
СНз
Н
н
н
СНз
н
R,
н
н
н
с6н5
с6н5
СбН5
СНз
СНз
Выход, %
53
37
36
47
68
49
55
45
Катализатор
БТЭАХ
ДБ-18-К-6
Ы,К-Диметил-н-додециламин
БТЭАХ
ДБ-18-К-6
Кт,Ы-Диметил-я-додециламин
БТЭАХ
БТЭАХ
2.8. Присоединение карбена к фуранам и тиофенам [43]
Присоединение дихлоркарбена по С2—С3-двойным связям
2-метилфурана, 2-метилтиофена и 2-метилбензофурана
происходит подобно реакции дихлоркарбеиа с индолом [42]. Простые
моноаддукты дихлоркарбена не изолированы, но выделены
продукты, образующиеся из них в результате дальнейших
реакций [43]. При ионизации начального аддукта с последующим
раскрытием кольца образуется ионная пара пентадиенильный
карбониевый ион — хлорид-анион. Элиминирование протона из
метильной группы приводит к расширению цикла с
образованием триена с экзоциклической двойной связью. Подобный
процесс наблюдался для случая присоединения дихлоркарбена к
2-метилнорборнену. Окончательно присоединение второго
эквивалента дихлоркарбена по экзоциклической двойной связи дает
наблюдаемый продукт [уравнение (2.26)].
СИ,
:СС12
CI
CI
CH3
а
:СС12
(2.26)
Присоединение дихлоркарбена в условиях межфазного
катализа (БТЭАХ) к 2-метилфурану (2,5%), 2-метилтиофену
(2,3%) и 2-метилбензофурану (38%) приводит к продуктам,
образующимся согласно уравнениям (2.26) (43).

52
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
2.9. Присоединение карбена к полициклическим
ароматическим соединениям
Аналогичные реакции присоединения дихлоркарбена по
двойной углерод-углеродной связи известны также для метил-
замещенных нафталинов и бензолов. Вероятно, продукты
образуются в результате следующих превращений. Вначале в
результате присоединения дихлоркарбена к метилзамещенной
углерод-углеродной двойной связи образуется 1,1-дихлорцикло-
пропан. Ионизация этого промежуточного аддукта,
сопровождающаяся раскрытием кольца, дает замещенный ион тропилия.
Элиминирование протона из метильной группы приводит к
образованию 1-метиленциклогептатриена-2,4,6. Присоединение
дихлоркарбена к экзоциклической двойной связи дает
наблюдаемый продукт [уравнение (2.27)]. Эта реакция интересна с
точки зрения ее механизма, однако препаративной ценности она
не имеет, так как выходы низки [24]. Подобным образом
изучено присоединение дихлоркарбена к нафталину [30, 43],
антрацену [30] и 1,4,5,8-тетраметоксинафталину [44].
(2.27)
ci ci
2.10. Присоединение карбена к сопряженным олефинам
Дихлоркарбен, генерируемый в условиях фазового переноса,
является и дешевым и реакционноспособным реагентом. Боль*
шой избыток реагента (который определяет его предельную
стоимость) может превратить циклооктатетраен в тетрацикло-
пропильное соединение. Реакция, вероятно, последовательная;
образованию тетразамещенного соединения (выход до 55%)
способствует большой избыток реагента [46]; напротив, для
получения моноаддукта необходим избыток олефина. Результаты,
полученные при изучении присоединения дихлоркарбена к ряду
сопряженных диенов, представлены в табл. 2.5.
Выше уже говорилось о том, что в реакции дихлоркарбена
с дифенилацетиленом образуется дифенилциклопропенон.

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Таблица 2.5
Присоединение дихлоркарбена к 1,3-диеиам
Реагент
Продукт
Катализатор
Бутадиен-1,3 СНС13
2 : 1
Бутадиен-1,3 СНС13
1 : 2
Цнклопентадиен
С1
/ \
С1 U С1 u
42% б%
13% 38%
С1
С1
С1
Cl- _,
// \^а
С1
50%
СН2-СН2-С1
Циклооктатетраен
1,4-Дифенилбутадиен-1,3
ci
Mono
Ди
Три
Тетра
41% лезо-диаддукта
7% рацемического диаддукта
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

54
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Очевидно, дихлоркарбен легче реагирует с двойной углерод-
углеродной связью, чем с тройной углерод-углеродной связью.
Известно несколько примеров реакции дихлоркарбена с
сопряженными ненасыщенными системами, содержащими связи как
С = С, так и С = С [47, 48] (см. табл. 2.6).
Таблица 2.6
Присоединение дихлоркарбена к сопряженным енинам
Реагент
Н2С=С—С==С—С=СН2
СН3 СН3
\=^ с=с-сн=сн2
Q-o^ch-ch,
[ Х-с=с-сн=сн2
С1
1
S
с
с
Продук1
С1 С1 С1
( У
V Л б-2%
С1
"Lc,c_ch=ch2
Cl
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

Литература
47
48
48
48
В условиях фазового переноса получены также аддукты
дихлоркарбена с алленами. Особый интерес представляет
продукт присоединения дихлоркарбена к тетрафенилаллену,
поскольку, как сообщалось, предпочтительным направлением
является присоединение его по двойной С=С-связи бензольного
кольца, а не алленовой системы. Подобным образом необычный
продукт образуется в реакции дихлоркарбена с фенилалленом.
В противоположность этому тетрафенилбутатриен реагирует с
дихлоркарбеном, давая смесь «нормальных» продуктов [31]
(табл. 2.7).

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
55
Таблица 2.7
Присоединение дихлоркарбена к алленам [49, 50]
Субстрат
Продукт

Катализатор

Литература
Н2С=ОСН2
<СН3)2С=С=СН2
CI-C1
БТЭАХ
49
• Ci a ci ci
С1 С1
(СН3)2
БТЭАХ
49
С1 С1
(СН3)2С=
У
БТЭАХ
49
С1 С1
С1 С1
при 0°С
(CH3)2C=C=C(Ctf3)2 ■ *- (CH3).
90%
БТЭАХ
49
С1 "С1
CI
"и
40%
:С(С6Н5)2
( С.Н5 )2 С=С=С (С, Hs )2 •- (С, 11, )2 <>Caxs
БТЭАХ
БТЭАХ
49
49
С1

56
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Продолжение табл. 2.7
Субстрат
c»Hs\_ ^
1К_с СНз ^
с6н5 ~^н
\
С.Н, 2 СЛ
(C6H5)2C=C=C=C(C6HS)2 ^
(C6HS
или
Продукт
Cl d
СНзЪ/\
Сбщ V7
1 С1
С1
С1 С1
\/
н
V
; V
/\
Cl CI
с
с
:i
-^^ 21%
С1 С1
)/ ^ (C6H5)2
\/ <;<У
у D/O
С1 С)
CI С1 С1 С1
\/ \/
,Л Х<с.к,ь
С1 С1

Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

Литература
50
50
50
31

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
57
2.11. Присоединение трихлорметильного аниона
по Михаэлю
В разд. 2.2 мы упомянули, что при генерировании
дихлоркарбена в условиях межфазного катализа первоначально
промежуточно образуется трихлорметильный анион, который
подвергается а-элиминированию до дихлоркарбена. Однако при
попытках присоединить дихлоркарбен по двойной связи олефинов,
содержащих сильные электроноакцепторные группы, чаще
наблюдается присоединение трихлорметильного аниона по
Михаэлю, чем образование желаемого дихлорциклопропана.
Например, акрилонитрил реагирует с хлороформом и 50%-ным
водным раствором едкого натра в присутствии бензилтриэтил-
аммонийхлорида или дибензо-18-крауна-6 [51] (и соль и краун-
эфир — эффективные межфазные катализаторы при
генерировании карбена), образуя 4,4,4-трихлорбутиронитрил. Подобные
результаты получены с а,р-ненасыщенными эфирами,
нитрилами и сульфонами. Если же акцептор в реакции Михаэля
имеет заместитель в а-положении, то основным продуктом
будет 1,1-дихлорциклопропан. Можно предположить, что и в этом
случае вначале трихлорметильный анион присоединяется к
а,[3-пенасыщенной системе и образуется анион, в котором
затем происходит внутримолекулярное замещение хлорид-иона с
замыканием трехчленного цикла. Этот путь кажется более
вероятным. В то же время такие системы менее чувствительны
к присоединению по Михаэлю (поскольку образуется более
замещенный карбанион) и более нуклеофильны, так что
становится возможным конкурирующее присоединение
дихлоркарбена по двойной связи. Оба возможных пути реакции показаны
в уравнении (2.28). Серия результатов представлена в табл. 2.8.
сн3
Н2С =
CN
присоединение
по Михаэлю
С13С
сн,
CN
СС1Г-
-:СС12 +СГ
(2.28)
Н,С CN
CI
a
Богатые электронами енолацетаты реагируют подобно
только что описанным слабым акцепторам в реакции Михаэля. При
взаимодействии випилацетатов с хлороформом в условиях
межфазного катализа по Михаэлю образуется 2,2,2-трихлоризопро-

58
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Таблица 2.8
Присоединение СС13 и циклопропанирование потенциальных
акцепторов Михаэля
Субстрат
СН2=СН—CN
СН3СН=СН—CN
СбНбч . /Н
\\/ ^-CN
СН2=СН—СО2СН3
СН2=СН—СО2С3Н7 -изо
СН3СН=СН—С02С3Н7-«зо
СН2=СН—S02—С6Н5
/СНз
сн2=с(
CN
/СНз
СН2=С^
со,с,н5
Продукт
СС13—CH2-CH2-CN
СНз
СС13—СН—СН2—CN
с6н5
н—с—сн2
/ \
СС13 CN
Н2С—СН2
/ \
СС13 СО2СН3
Н2С—СН2
СС13 СО2С3Н7-«зо
СНз
СС13— СН—СН2—СО2С3Н7-нзо
СС13—СН2—СН2— SO2—C0H5
С' Cl
h~-Z-V-CK3
H CN
СНз
сн2—с—н
/ \
СС1з CN
С1 С1
Н^СНз
U СО-) С-> Не
X
3
40
72
17
14
43
43
20
70
42
14
13
6
85
тор
К]
Kaтaл^
ДБ-18-К-6
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
Я
а
р
Е-
ч
51
53
52
52
53
52
52
52
53
52
53
52
53

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
59
Продолжение табл. 2.8
Субстрат
/СНз
сн2=с(
ХСО2СН3
/СНз
СН2=С(
хСО2С3Нгызо
/СНз
сн2=с/
Х-СО2С4Н9-н
Нч /СО2СН3
\р (-•/
СНз^ ^-СН,
Продукт
с"^А;с,сн3
н-^-н
С1 СНз
П \7со2С3Н7-юо
1 9я»
°\^
ft-~\ CO2C4H9-/77/Jf/n
н
а-£<х>гс.н3
СН3
Выход, %
20
55
52
69
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
Литература
52
52
52
53
пилацетат [14, 53], но более замещенные енолацетаты дают
продукты дихлорциклопропанового ряда. Схема реакции
подобна показанной выше в уравнении (2.28); присоединение по
Михаэлю трихлорметильного аниона к винилацетату и циклопро-
панирование енолацетата бицикло-[3,2,1]-гептанона [54]
изображены уравнениями (2.29) и (2.30) соответственно.
(2.29)
СН2=СН-О-СО-СН3 1^-+ СН3-СН(СС1з)-ОСОСН3
ОАс
(2.30)
ОАс

60 2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
В реакциях производных бутадиена-1,3 [55] н бутадиена-1,2
[53], содержащих электроноакцепторные группы, с
хлороформом в условиях межфазного катализа в щелочной среде
образуются 1,1-дихлорциклопропаны с низкими выходами. В этих
системах дихлоркарбен обычно присоединяется по двойной
связи, наиболее удаленной от электроноакцепторной группы. -Ниже
приведено несколько примеров:
СНз^СНз_ ™СНз СН3.
23 33%
СН3
COjCH,
(2.31) [55]
СНа
(2.32) [55]
COjCH,
СН>с=< "^ chJS% <2-33> '531
Ы3 со2сн, Г~с=\
СН, COjCH,
rpawc-Метилциннамат, гра«с-метилкротонат и метил-3-метил-
кротонат обладают необычными свойствами, поскольку в
условиях межфазного катализа они подвергаются многократному
присоединению дихлоркарбена [53]. Детальное изучение этой
реакции позволило установить, что вначале происходит цикло-
пропанирование, за которым следует серия реакций дегидро-
хлорирования и присоединения трихлорметильного аниона. Тет-
рахлорспиропентаны, которые образуются в результате
сложной последовательности реакций, изображены в уравнениях
(2.34) — (2.36). Отметим, что в этих случаях у атомов углерода
нет электроноакцепторных групп, которые активируют реакцию
Михаэля.
(2.34)
CeH5 "COjCH,

2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами 61
:CCI2 C' Cl
транс -СНз-СН=СН-СО2СН3 —*L }r~^ci (2-35)
а С ^^ ^/
^СН-СН2СО2СНЭ + /\
CH /' \
3 (IW) CH3 CO2CH3
(14%)
(СНз)3С=СН-СО3СН3 -S- С"Л/ ' (2.36)
35% СНзД
CHj CO2CHj
2.1i2. Присоединение дихлоркарбена к аллиловым спиртам:
синтез циклопентанонов
Образование 1,1-дихлорциклопропанов из аллиловых
спиртов имеет особую синтетическую ценность, поскольку
первоначальные аддукты могут перегруппировываться в кислых средах,
давая с хорошими выходами циклопентеноны [уравнение (2.37)]
[55]. Этот результат интересен с точки зрения механизма, так
как спирты, реагируя с дихлоркарбеном, дают соответствующие
хлориды и окись углерода. Эта реакция обсуждается в гл. 3.
В случае аллиловых спиртов дихлоркарбен реагирует
преимущественно с двойной углерод-углеродной связью, а не с гидро-
ксильной группой.
CI С1
(СН3)гС=СН-СН2ОН :-^- СНУ\ *— Х\ 7 *2-37'
сн, сн2он
Реакция 3-метилгептадиен-2,6-ола-1 с дихлоркарбеном,
генерируемым в присутствии гидроокиси бензил-2-оксиэтилдиметил-
аммония как межфазного катализатора, характеризуется
исключительной стереоспецифичностью. В этом случае
дихлоркарбен присоединяется только по тризамещенной двойной связи,
соседней с оксиметильной функцией, а не по концевой двойной
связи [уравнение (2.38)]. Результаты дихлорциклопропанирова-
ния нескольких аллильных олефиновых систем представлены в
табл. 2.9.
СН3
(2.38)

62
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами
Таблица 2.9
Циклопропаннрование аллнловых спиртов [55] согласно уравнению
(2.38)
Субстрат
^с=с/
СНзч /СН2ОН
я-С,Н9—СН/ Nh
СНзч ,СН2ОН
V.=cx
/-СН2 СН2ОН
(СН2)10 ^=^
СНз
1
СНзч /СН—ОН
сн3х хп
сн,
Выход.
74
79
60
Не

приведен
92
57
Катализатор
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
СН3
С6Н5—СН2—N—СН2—СН2-
СНз ОН"
-ОН

Литература
56
56
56
56
56
56
12
2.13. Взаимодействие дихлоркарбенов с фенолами:
реакция Реймера—Тимана
Несмотря на длинную историю реакции Реймера — Тимана,
в литературе по межфазному катализу о ней сообщается очень
мало. Вероятно, единственной является работа [58], в которой
описано присоединение к фенольным субстратам
дихлоркарбена генерируемого в двухфазной системе. 4-Метил-2,6-ионамети-
ленфенол реагирует с дихлоркарбеном в растворе хлороформа,
образуя продукт орто-внедрения (76%), как показано в
уравнении (2.39). Сообщается [58] о реакциях нескольких других

Список Литературы 63
липофильных фенолов с днхлоркарбеном
,(СН2), (СН2),
(2.39)
(МФК) ■' "
Использование солей хирального р-оксиэтилтриалкиламмо-
ния как катализаторов в реакции с прохиральными
субстратами, стиролом и г/шнс-пропенилбензолом приводит к
образованию оптически активных 1,1-дихлорциклопропанов. Активность
полученных соединений была небольшой; тем не менее
несомненно, что эти примеры продемонстрировали возможность
каталитической асимметрической индукции в межфазных
реакциях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Starks С. Al., Napier D. R., англ. пат. 1227144, filed 4/V 1967.
2. Starks С. M.t J. Am. Chem. Soc, 93, 195 (1971).
3. Makosza Al, Wawrzyniewicz M., Tetrahedron Lett., 1969, 4659.
4. Ikan R., Markus A., Goldschmidt Z., J. Chem. Soc. Perkin I, 1972, 2423.
5. Kraus W., Klein G., Sadlo H.t Rothenwohrer W., Synthesis, 1972, 485.
6. Starks С M., Owens R. Al., J. Am. Chem. Soc, 95, 3613 (1973).
7. Dehmlow E. V-, Lissel M., Tetrahedron Lett., 1976, 1783.
8. Seyferth D., Ace Chem. Res., 5, 65 (1972).
9. Makosza Al., Pure and Applied Chemistry, 43, 439 (1975).
10. Isagawa K-, Kimura Y., Kwon S.. J. Org. Chem., 39, 3171 (1974).
11. Makosza Al., Kacprowicz A., Fedorynski M., Tetrahedron Lett., 1975, 2119.
12 Hiyama T.t Sawada H., Tsukanaka M , Nozaki II. Tetrahedron Lett 1975,
3013.
13. Dehmlow E. V., Tetrahedron Lett., 1976, 91.
14. Makosza Al, Fedorynski A/., Synthesis, 1974, 274.
15. Boswell R. F., Bass R. G., J. Org. Chem., 40, 2419 (1975).
16. Gaoni У., Tetrahedron Lett., 1976, 2167.
17. Joshi G. C, Singh N., Pande L., Tetrahedron Lett., 1972, 1461.
18. Костиков Р. Р., Молчанов А. П., ЖОрХ, 11, 1767 (1975).
19. Landini D., Maia A. AT, Montanari F., Pirisi F. M., Gazz. Chiin Ital 105,
863 (1975).
20. Gokel G. W., Shepherd J. P., Weber W. P., Boelliger H. G. Holwick J L,
McAdoo D. /., J. Org. Chem., 38, 1913 (1973).
21. Makosza M., Ludwikow Al., Angew. Chem., Int. Ed., 13, 665 (1974).
22. Miller R. В., Synth. Commun., 1974, 341.
23. Makosza Al., Gajos /., Rocz. Chem., 48, 1883 (1974).
24. Muller В., Weyerstahl P., Tetrahedron, 32, 865 (1976).
25. Ranken P. F., Harty B. J., Kapmck L, Battiste Al., Syn Comm 3, 311
(1973).
26. Dunkelblum E., Singer В., Synthesis, 1975, 323.
27. Hahn R. C, Johnson R. P., Tetrahedron Lett., 1973, 2149.
28. Aloss R. A., Smudin D. J., J. Org. Chem., 41, 611 (1976).

64 Список литературы
29. Joshi G. С, Singh N,, Pande L. M., Synthesis, 1974, 317.
30. Blume G., Neumann Т., Weyerstahl P., Ann., 1975, 201.
31. Dehmlow E. V., Schonefeld I, Ann., 744, 42 (1971).
32. Kajigaeshi S., Kuroda N., Matsumoto G., Weda £., Nagashima A.,
Tetrahedron Lett., 1971, 4887.
33. Effenberger F., Kurtz W., Chem. Ber., 106, 511 (1973).
34. Makosza M., Kacprowicz A., Bull. Acad. Polon. Sci., 22, 467 (1974).
35 Graefe J., Adler M., Muhlstadt M., Z. Chem., 15, 14 (1975).
36. Kwantes P. M., Klumpp G. W., Tetrahedron Lett., 1976, 707.
37. Dehmlow E. V., Tetrahedron Lett., 1972, 175.
38. Jefford С W., de los Heros V., Burger U., Tetrahedron Lett., 1976, 703.
39. Jefford С W., Sweeney A., Delay F., Helv. Chim. Acta, 55, 2214 (1972).
40. Sasaki Т., Eguchi S., Kiriyama Т., J. Org. Chem., 38, 2230 (1973).
41. Hart H., Nitta M, Tetrahedron Lett., 1974, 2109.
42. Kwon S., Nishimura Y., Ikeda M., Tatnura Y., Synthesis, 1976, 249.
43. Weyerstahl P., Blume G., Tetrahedron, 28, 5281 (1972).
44. Tsunetsugu J., Sato M., Ebine S., Chem. Commun., 1973, 363.
45. Dehmlow E. V., Tetrahedron Lett., 1972, 175.
46. Dehmlow E. V., Klabuhn H., Hass E. C, Ann., 1973, 1063.
47. Dehmlow S. S., Dehmlow E. V. Ann., 1973, 1753.
48. Тшценко И. Г., Глазков Ю. Б., Куленкович О. Г., ЖОрХ, 12, 2510 (1973).
49. Greibrokk Т., Acta Chem. Scand., 27, 3207 (1973).
50. Dehmlow E. V., Tetrahedron Lett., 1975, 203.
51. Makosza M., Ludwikow M., Angew. Chem., Int. Ed., 13, 665 (1974).
52. Makosza M., Gajos /., Bull. Acad. Polon. Sci., 20, 33 (1972).
53. Dehmlow E. V., Ann., 758, 148 (1972).
54. Kraus W., Rothenwohner W., Sadln H., Klein G., Angew. Chem., Int. Ed.,
11, 641 (1972).
55. Dehmlow E. V., Hojle G., Chem. Ber., 107, 2760 (1976).
56. Hiyama Т., Tsukanaka Al, Nozaki H., J. Am Chem. Soc, 96, 3713 (1974).
57. DeSmet A., Anteunis M., Tauemier £>., Bull. Soc. Chem. Belg., 84, 67
(1975).
58. Hiyama Т., Ozaki Y., Nozaki H., Tetrahedron, 30, 2661 (1974).

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми
субстратами
3.1. Введение
Реакции дихлоркарбенов с различными олефиновыми и
ацетиленовыми субстратами рассмотрены в гл. 2. В данной главе
мы хотим обратить внимание читателей на реакции этих частиц
с такими субстратами, неолефинами или олефинами, двойные
связи которых не являются главными функциями в данной
реакции. К числу такого рода субстратов относятся спирты, амины,
имины, амиды, тиоэфиры, углеводороды. За исключением
последних, все эти классы соединений реагируют с электрофиль-
ным дпхлоркарбеном путем первоначальной его координации с
их основными функциями (основания Льюиса). Последующие
реакции протекают по-разному с каждым субстратом благодаря
их различной юсновности и возможности участия других
реакционных центров субстрата, поэтому каждый субстрат будет
рассмотрен отдельно.
3.2. Реакции внедрения по С —Н-связи
Одной из наиболее замечательных реакций дихлоркарбена
является его внедрение по С—Н-связям с образованием ди-
хлорметилзамещенных алкаиов. Выходы, получаемые ранее в
этой реакции с разнообразными субстратами, обычно были
низкими, даже если применялся большой избыток дихлоркарбеиа.
Между тем легкость генерирования дихлоркарбена в условиях
межфазного катализа и дешевизна этого метода делают его
полезным и как метод внедрения — чамещения по связи углерод—-
водород.
Сообщалось, что при взаимодействии адамантана с большим
избытком генерируемого в условиях фазового переноса
дихлоркарбена образуется с выходом 91% (в расчете на вступивший
в реакцию адамантан) 1-дихлорметиладамантан [уравнение
(3.1)]. Тот факт, что в реакции не обнаружен 2-дихлорметил-
адамантан (несмотря на хороший материальный баланс),
предполагает промежуточное участие частицы катиоиного или ка-
тионоидного типа, так как в молекуле на один третичный атом
водорода приходятся три вторичных атома. Кроме того, элек-
троноакцепториые группы, такие, как бром или дихлорметил,
3 Зап. 22G

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
Таблица 3.1
Внедрение дихлоркарбена по С—Н-связям
Число
атомоа

углерода
4
6
7
8
9
10
11
12
14
Субстрат
Тетрагидрофуран
Циклогексан
Днизопропиловый
эфир
Мети л циклогексан
Метоксициклогексаи
Этилбепзол
Кумол
Тетралин
цис- Декалин
транс- Дека л ни
Адамаитан
1-Бромадамантан
1 -Метил-1,2-дигидро-
хинолин
1 -Метиладамантан
1-Метоксиадамантан
1-Карбоксиадамаи-
тан
1,3-Ди метила дам аи-
тан
Диамантан
Продукт
2-Дихлорметилтетрагидрофу-
ран
Нет реакции
Изопропил-(2-дихлорметил-
изопропиловый) эфир
1 -Дихлорметил-1 -метил
циклогексан
1-Дихлорметил-1-метоксицик-
логексан
1,1-Дихлор-2-фенилпропан
1.1-Дихлор-2-метил-2-фенил-
пропан
1 -Дихлорметилтетралин
цис-9-Дихлорметилдекалин
граяс-9-Дихлорметилдекалин
1-Дихлорметиладамантан
Нет реакции
2-Дихлорметил-1 -метил-1,2-ди-
гидрохинолин
4-Дихлорметил-1-метил-1,4-
дигидрохинолин (как
промежуточный продукт)
1-Дпх.'1ормстил-3-метплада-
мантан
1-Дихлорметил-З-метоксиада-
мантан +
2',2'-Дихлорэтоксиадамантан
Нет реакции
1-Дихлорметил-3,5-диметил-
адамаитаи
1-Дихлорметилдиамантан
4-Дихлорметилдиамантан
Выход, %
18
—
5
4
13
2
18, 22
21
29
4
91
—
30
20
~100
Низкий
Низкий
~100
63
37

Литература
5
3
3
3
3
5
5, 3
5
3
3
I
1
4
4
1
1
1
1
1
2
2

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами 67
по-видимому, препятствуют дальнейшей реакции [1]. С другой
стороны, электронодонорные группы, подобные метоксильной,
вероятно, способствуют внедрению дихлоркарбена по связи
С—Н. Например, при взаимодействии метоксициклогексана с
дихлоркарбеном образуется 1-метокси-1-дихлорметилцнклогек-
сан с выходом 13%, в то же время в реакции с метилцикло-
гексаном выход соответствующего продукта внедрения
составляет только 4% 13].
-сна, (3.1)
Внедрение дихлоркарбена, генерируемого в условиях
межфазного катализа, происходит с сохранением стереохямической
конфигурации. Так, цис-декалин превращается (выход 29%) в
цис-9-дихлорметилдекалин [3]. Реакция представлена
уравнением (3.2). Отметим, что, возможно, в реакции промежуточно
образуется контактная ионная пара, изображенная ниже, но не.
свободный карбониевый ион, поскольку стереохимическим
результатом реакции является сохранение конфигурации.
-СНС!2-|
со
CHClj
CD (зя
Реакция внедрения дихлоркарбена изучена главным
образом на углеводородах, и ряд таких примеров приведен в
табл. 3.1. В эту таблицу включено также несколько примеров
реакций внедрения, которые происходят в а-положение к
эфирному атому кислорода или третичному азоту.
3.3. Реакция со спиртами: синтез хлоридов
Реакции дихлоркарбена, генерируемого в условиях фазового
переноса, с органическими молекулами, обладающими такими
гетероатомами, как кислород, азот и сера, и не имеющими
никаких других реакционных центров, приводят к ряду полезных
превращений. Спирты в условиях межфазного катализа
образуют хлориды [6]. Аллиловые спирты, которые содержат не
только гидроксильные группы, но и реакционноспособные
двойные связи, реагируют преимущественно по олефиновому центру
[7]. Это преимущественное направление реакции обсуждается

68 3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
в разд. 2.11. В отсутствие таких усложнений спирты с числом
атомов углерода более семи реагируют с образованием хлори-
дов, в то время как спирты с короткими цепями, растворимые
в воде, обычно образуют соответствующие ортомуравьиные
эфиры [8].
Превращение липофильных спиртов в хлориды под
действием дихлоркарбена можно объяснить следующим образом
[6]. Взаимодействие электрофильного дпхлоркарбена со
свободной электронной парой кислорода приводит к цвиттер-иону
[структура I в уравнении (3.3)], v котором положительный
заряд сосредоточен на атоме кислорода, а отрицательный — на
углероде. Элиминирование протона из цвитгер-иона I дает алко-
ксидихлоркарбаниои(II).
ROH + : СС12 —> R—О— СС12 —у R—O—CCh *— RCT + : СС12
R—О—СН •*-
гидролиз
(3.3)
о
RC1 + СО
R—С1 <— R+C=OC1" <— R—О—С—С1
Альтернативный путь образования карбаниона II — прямое
взаимодействие алкоголят-иона с дихлоркарбеном. В любом
случае, образовавшись, карбанион II может протежироваться и
гидролизоваться, превращаясь в формиат, или может терять
хлорид-ион (а-элиминирование), образуя алкоксихлоркарбен
(III). Алкоксихлоркарбен затем выделяет окись углерода в
реакции SnI-типэ или теряет ее в результате ряда
последовательных реакций. Алкилхлорид образуется путем коллапсирования
ионной пары. Эта последовательность превращений показана в
уравнениях (3.3).
/-Ментиловый спирт реагирует с дихлоркарбеном в условиях
межфазного катализа, образуя преимущественно /-ментилхло-
рид. Этот факт предполагает, что SnI-путь является важным,
хотя и не единственным, направлением реакции. Тот факт, что
из эн<Зо-норборнанола-2 получается смесь почти равных
количеств экзо- и андо-2-норборнилхлоридов, вероятно, можно
объяснить значительным вкладом второго направления — через
стадию образования карбониевого иона (последовательные
реакции). Кроме того, среди продуктов этих реакций обнаружены
небольшие количества формиатов. Это предполагает, что про-

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
69
исходит гидролиз II, но этот процесс не является основным.
Несколько примеров приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Получение хлоридов реакцией спиртов с дихлоркарбеном [6]
Субстрат
1-Адамантидовый спирт
/-Ментиловый спирт
Бензиловый спирт
2-э/сзо-Норборниловы и спирт
2-экдо-Норборниловый спирт
1-Адамантилкарбинол
Продукт
1-Адамантилхлорид
f /-Ментилхлорид
1 d-Ментилхлорид
[a]D= - 23,6°
Беизилхлорид
2-э/сзо-Норборнил хлорид
( 2-экэо-Норборнилхлорид
\ 2-эядо-Норборнилхлорид
( 1-Адамантилметилхлорид
< голш-Адамантилхлорид
( 1-Адамантилметнлформиат
Выход, %
94
Выход не
приведен
90
90
47
44
40
13
35
Реакции дихлоркарбена с метанолом, пропанолом-1, пропа-
нолом-2, грег-бутанолом и циклогексанолом в условиях
межфазного катализа не привели к успеху — образовалась сложная
смесь продуктов. Однако этанол и 2,2,2-трифторэтанол
превращаются в соответствующие ортоформиаты с выходами 36 и
33% соответственно [8] по уравнению
сн3сн2он
CHCi3
МФК
(СН3СН2О)3СН
(3.4)
В реакции аллилозого спирта с дихлоркарбеном,
упомянутой в разд. 2.11, образуются в основном продукты циклопропа-
нирования, а не соответствующие хлориды [7]. В некоторых
других случаях циклопропанирование молекулы, содержащей
одновременно и двойную связь, и гидроксильную группу, может
привести к продуктам перегруппировки и внутримолекулярной
реакции (разд. 2.6). В этом отношении интересна реакция го-
моаллильного спирта з«до-5-оксиметилнорборнена-2. Основным
продуктом реакции этого спирта с дихлоркарбеном является
З-хлор-5-оксатрицикло- [5,2,1,04'8] -децен-2, который, вероятно,
образуется из продукта циклопропанирования [9].
Нестабильный дихлорциклопропан ионизуется с раскрытием кольца,
давая карбониевый ион, который улавливается внутримолекуляр-
но гидроксильной группой. Эта последовательность
превращений, объясняющая образование основного продукта, изображена

70
3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
в уравнении (3.5). Рассуждая подобным образом, можно
объяснить и образование побочных продуктов в этой реакции.
:СС1,
CHjOH
Cl CI
HO-CHj
(3.5) [9]
Реакция дихлоркарбена с 1,2-гликолями не имеет
синтетической ценности, однако она доказывает промежуточное
образование алкоксихлоркарбена. Действительно, в этой реакции
обнаружены продукты, образование которых можно объяснить,
если предположить, что промежуточный алкоксихлоркарбен
имеет время жизни, достаточное для того, чтобы до разложения
прореагировать внутримолекулярно с нуклеофилом.
В реакции ^ис-циклооктандиола-1,2 с дихлоркарбеном
образуются циклооктанон, циклооктен и его аддукт с
дихлоркарбеном [уравнение (3.6)] [10]. Образование циклооктанона можно
объяснить пинаколиновой перегруппировкой а-оксикарбоние-
вого иона, который в свою очередь является продуктом
превращения а-окспалкоксихлоркарбенового аддукта. С другой
стороны, взаимодействие алкоксихлоркарбена с соседним алко-
голят-анионом дает циклический диалкоксикарбен, который
разлагается с выделением окиси углерода, образуя циклооктен.
Присоединение дихлоркарбена к циклооктену приводит к 2,2-ди-
хлорбицикло- [8,1,0] -нонану.
f
\У
"X^OH
_y^o-c-ci
cx°~
—
/ V-oh
- coc+r -
"CO;
^
/—v-oh
f + I
1
'-cy
Oj + co2
(3.6)
:СС12
—ex
Подобная последовательность реакций объясняет
образование 1,1-дихлор-2,2,3,3-тетраметилциклопропана (выход 15%) в
реакции ппнакона с дихлоркарбеном. Точно так же взаимодей-

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
71
сгвие лезо-дигидробензоина с дихлоркарбеном [уравнение
/3.7)] приводит к образованию цис-стильбена с выходом 15%
[Ю].
1С
Ci
(3.7)
со2
3.4. Присоединение карбенов к иминам
В случае иминов в условиях межфазного катализа
наблюдается такое же легкое присоединение дихлоркарбенов, как и
для олефинов. Двойная связь углерод — азот присоединяет ди-
хлоркарбен в условиях, подобных тем, которые требуются для
присоединения карбена к олефинам с изолированными
двойными связями. Например, присоединение дихлоркарбена к
CN-диарилзамещенным основаниям Шиффа дает с хорошими
выходами 1,3-диарил-2,2-днхлоразиридины [уравнение (3.8)].
Имеются сообщения также о гидролизе C.N-диарилазиридинов
Таблица 3,3
К1
CqH.5
свн,
4-CH3OC5H4
4-С!С6Н4
4-NO2C6H4
4-NO2C6H4
с6н5
С6Н5
с6н5
4-NO2C6H4
4-NO2C5H4
4-NO2C6H,
«зо-С3Н7
Присоединение
с6н5
с6н5
с6н5
с6н5
с8н5
с6н5
4-CH3C5H4
4-С!С6Н4
4-NO2C5H4
4-СНЗОС5Н,
С6Н5СН2
цикло-СъН\\
трет-САН$
карбена к
Выход
IV, %
79
88
90
78
52
67
85
83
69
59
—
—
—
имииам

Литература
12
11
11
II
12
11
11
11
И
12
—
—
Выход
V, %
—
48
—
—
—
—
—
—
_
67
74
10

Литература
—
12
—
—
—
—
—
—
_
12
12
12

72
3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
(IV) в соответствующие арил-а-хлорацетанилиды (V)
[уравнение (3.9)]. Примеры обоих процессов приведены в табл. 3.3.
Ri—CH=N—R2
:СС1г
СС12
/ \
R1—CH—N—R2
IV
СС12
/ \ н2о
R1—CH—N—R2 *■ R1—CHC1-CO—NHR2
V
(3.8)
(3.9)
3.5. Присоединение дихлоркарбенов к первичным аминам:
синтез изонитрилов
Карбиламинный синтез изонитрилов по Гофману,
основанный на взаимодействии хлороформа и основания с первичными
аминами, впервые описан свыше 100 лет назад, однако не
нашел препаративного применения. Вследствие этого как метод
синтеза изонитрилов использовался двухстадийный процесс,
включающий формилирование амина с последующей
дегидратацией. Карбиламинная реакция в условиях межфазного
катализа является дешевой и удобной, при этом выходы достаточно
хорошие, поэтому во многих случаях она конкурирует с
описанным выше двухстадийным методом [13—15].
Полагают, что механизм реакции [уравнение (3.10)]
заключается в первоначальной координации электрофильного карбе-
Таблица 3.4
Карбиламинный синтез изонитрилов
в условиях межфазного катализа
:СН2
R — Ш2 > RNC + 2НХ
R
СНз
С2Нб
«-С4Н9
грет-С4Н9
С6Н5СН2
Я-С12Н25
цикло-С6Нп
с.н6
Выхо1, %
24
47
60
66
55
41
48
57
Литература
14
14
13, 14
15
13, 14
13, 14
13, 14
13, 14

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами 73
на со свободной парой электронов азота. В образовавшемся
цвиттер-ионе происходит перенос протона от азота к углероду,
при этом образуется N-замещенный аминодихлорметан.
Катализируемое основанием элиминирование НС1 с последующим
(3-элиминированием еще 1 моля НС1 приводит к желаемому
изонитрилу
+ - НО"
RNH2 + : СС12 —> R—NH2—СС12 —> RNH—СНС12 >
но"
—^ R-N=CHC1 *■ R—N=C: (3.10)
Ряд изонитрилов был получен карбиламинным синтезом
Гофмана, несколько примеров приведены в табл. 3.4. Метальные и
этильные производные удобнее получать из дибромкарбена (из
бромоформа), поэтому выходы сообщены для случая бромо-
форма.
3.6. Реакция дихлоркарбена с гидразинами,
вторичными и третичными аминами
О взаимодействии гидразина с хлороформом и основанием,
в результате которого образуется диазометан, Штаудингер
сообщил около 60 лет назад, но реакция не получила большого
распространения. Однако применение 18-краун-6-эфира как
межфазного катализатора в этой реакции сделало ее
препаративно полезным методом. Этим методом гидразингидрат можно
легко превратить в диазометан (выход почти 50%)
[уравнение (3.11)] [16].
СНС13, КОН
H2N—NH2 —->- CH2=N=N (48%) (3.11)
18-краун-6-эфир у '
Вторичные амины легко реагируют с дихлоркарбеном,
образуя с хорошими выходами вторичные формамиды [17, 18].
Очевидно, вторичные амины координируются с дихлоркарбеном
и после переноса протона получается диалкиламинодихлорме-
тан. Последний в условиях фазового переноса гидролизуется
(катализ основанием), но, очевидно, гидролиз заметно не
затрагивает формамидную связь. Реакция показана уравнением
(3.12), несколько примеров приведены в табл. 3.5.
R'R2N-H + :CCI2 —у [R'R2NH—СС12] —>
н2о
—> R'R2N-afCI2 >- R'R2N—CHO (3.12)

74
3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
Таблица 3.5
Получение вторичных формамидов из вторичных аминов
R1
С2Н5
я-С3Н7
«зо-С3Н7
н-С,Н9
МЗ0-С4Н9
я-СвНц
СНз
цикАО-Се,Нп
СНз
сн3сн2
СН2=СН—СН2
СоНб
R-'
С2Н5
н-С3Н7
«яо-С3Н7
н-С4Н9
u.3o-CtH9
н-С5Нм
-(СН2)4-
-(СН2)5-
цикло-С6Н\\
цикло-СцНи
С6Н5
СбН5
СН2=СН-СН2
CgHe
Выход, °/о
78
62
45
47
83
66
70
90
39
54
79
62
42
28
76
78
88
61
60
68
Литература
17
18
17
18
17
17
18
13
17
17
18
17
17
18
17
18
18
17
18
18
Третичные амины обычно инертны по отношению к дихлор-
карбену в условиях межфазного катализа. Фактически, сами
третичные амины использовались как катализаторы в реакции
дихлорциклопропанирования олефинов (разд. 1.8 и 2.2) [19].
Инертность третичных аминов, вероятно, является следствием
неспособности к переносу алкильной группы от катионного
азота к анионному углероду после того, как произошла начальная
координация.
Пока известен только один пример реакции дихлоркарбена
с третичным амином в условиях межфазного катализа [20].
5,7-Дифенил-1,3-диазаадамантанои-6 превращается в 1,5-дифе-
нил-Ы,Ы'-диформилбиспидинои-9 с выходом 23%. Необычную
реакцию можно объяснить следующим образом. Координация
дихлоркарбена со свободной парой электронов атома азота дает
цвиттер-ион VI. Соседний атом азота в цвиттер-ионе VI
способствует фрагментации с образованием иминиевого цвиттер-
иона VII. Затем происходят протонирование и гидролиз VII и

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
75
последующее взаимодействие образовавшегося вторичного
амина с дихлоркарбеном, в результате чего получается бис-форм-
амид VIII. Последовательность этих реакций показана ниже:
с6н,-
N-CCI2 H20
VII
-СНО I. Н,0
2. :СС1; С6Н.
VIII
(3.13)
3.7. Дегидратация под действием дихлоркарбена
В реакциях дихлоркарбена с первичными амидами, амиди-
нами, тиоамидами и альдоксимами образуются
соответствующие нитрилы (табл. 3.6). Ы,Ы-Дизамещенные мочевины
подобным образом дают соответствующие М,М-дизамещенные
аминонитрилы. Реакция заключается в дегидратации в случае
первичных амидов, альдоксимов и Ы,Ы-замещенных мочевин, в
выделении сероводорода из тиоамидов и в выделении HCN из
амидинов.
Разумно предположить первоначальную координацию кар-
бена с амидным карбонилом. Вторая стадия в таком случае
будет заключаться во внутримолекулярном переносе протона
от положительно заряженного азота к отрицательно
заряженному углероду цвиттер-иона. Последняя стадия —
катализируемое основанием удаление иминного протона и конкурирующая
фрагментация, в результате которых после гидролиза
образуются нитрил и формиат. Последовательность превращений

76
3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
Таблица 3.6
Дегидратация под действием дихлоркарбена
Субстрат
о
C6H5C-NH2
S
С6Н5—С—NH2
NH
СбН6—С—NH2
С6Н5—CH=N—ОН
NH
N
4-Cl—C6H4—С—NH2
О
4-Cl—С6Н4—С—NH2
NH
4-СН3О—С6Н4—С—NH2
О
3-СН8О—С6Н4—С—NH2
О
1
4-NO2—С6Н4—С—NH2
О
II
С МГI
л л Vj—lNrl2
0
0
С6Н6—СН=СН—С—NH2
000
1
1
Продукт
C6H5-C=N
С6Н5—C==N
С6Н5—C=N
C6HS—C=N
4-Cl—C6H,—C^N
4-Cl—C6H4—C=N
4-СН3О— С6Н4—C^N
З-СН3О—С6Н4—C=N
4-NO2—C6H4—C=N
P NT
< >-с„.
\ /
0
C6H5—CH=CH—C=N
C=N
Выход, %
84
85
67
92
51
85
79
78
72
40
80
52
82
Литература
21
22
21
23
21
23
22
23
22
22
22
21
21

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами 77
Продолжение табл. 3.6
Субстрат
О
C-NH2
11
ь
0
NH
СНз—С—NH2
О
СНз—СН2—С—NH2
NH
CHj—CH2—С—NH2
0
||
я-С3Н7—С—NH2
NH
ii
I!
изо-С3Н7—С—NH2
О
изо-С3Н7—С—NH2
О
трет-САН9— С—NH2
О
||
СНз (СН2)4—С—NH2
О
и
Чиоо-СбНп—С—NH2
0
||
С6Н5—СН2—С—NH2
О О
11 11
bfcN—С(СН2)4—С—NH2
Продукт
о
C=N
СНз—C=N
СНз—CH2-C=N
СНз-~СН2—C^N
и-СзН,—feN
мзо-С3Н7—C=N
мзо-С3Н7—C=N
трет-CiHc,—C=N
СНз—(СН2)4—C=N
Чикло-СбНц—C^N
СеН5-СН2—C^N
NC(CH2)4—C=N
Выход, %
58
61
45
7
84
55
90
94
89
95
95
75
12
Литература
21
23
21
22
23
22
23
22
22
22
22
21
21

78 3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
иллюстрируется уравнением (3.14).
R-C-NHj + ;CClj *- R-C *- R-C Cl
vi»
NH,
CI
Альтернативным является предположение о том, что дихлор-
карбен реагирует с гидроксилом имннного таутомера, образуя
промежуточный цвпттер-ион. Катализируемое основанием де-
протоннрование дает затем нитрил согласно следующему
уравнению:
он гО+-са2
R-C + :СС12 *- R-C *- R-C=N (3-I5)
NH N-H ''ОН8
3.8. Разнообразные реакции дихлоркарбена
При взаимодействии дихлоркарбена с замещенными бенз-
альдегидами образуются соответствующие миндальные
кислоты. Можно было бы предположить, что в этой реакции
участвует не сам дихлоркарбен, а его предшественник — три-
хлорметильный анион. Нуклеофильное присоединение трихлор-
метильного аниона к бензальдегиду должно приводить к
образованию фенилтрихлорметилкарбинола. Однако глухие опыты
показали, что в условиях реакции фенилтрихлорметилкарбинол
не гидролизуется до миндальной кислоты. Следовательно,
реакция заключается в присоединении дихлоркарбена к карбонилу
бензальдегида с образованием 2,2-дихлор-З-фенилоксирана с
последующей его перегруппировкой в а-хлорфенилацетилхлорид,
который при гидролизе превращается в миндальную кислоту
согласно уравнению (3.16). Миндальная, 4-метилминдальная и
4-метоксиминдальная кислоты получены с выходами 75, 80 и

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
79
80% соответственно [24].
Аг-СНО
О
Аг-СН-СС12 -* Ar-CHQ-CO-Cl
н
н
(3.16)
Ar-Cj-CClj-/* Ar-ti-COjH
НО ОН
Пока имеется только одно сообщение о реакции
дихлоркарбена с тиоэфиром [25]. Дихлоркарбен реагирует с сульфидом
аллильного типа [уравнение (3.17)], образуя илид, который
легко подвергается [2,3]-сигматропной перегруппировке. После
гидролиза и хроматографической очистки выделена смесь (3,7-не-
насыщенных S-фениловых эфиров.
S-C.F1, -
СИ 7)
-S-CH,
у/^^~~У C-S-C.H,
Cl CI
53%
Хлороформ в условиях межфазного катализа образует и
трихлорметильный анион и дихлоркарбен как реакционноспо-
собные промежуточные частицы. Трихлорметильный анион в
этих условиях реагирует с фенилмеркурхлоридом, давая фенил-
(трихлорметил) ртуть (72%)- Однако в 50%-ном водном
растворе едкого натра, обычно применяемом в межфазных
реакциях, продукт не стабилен. Если же использовать 10—15%-ный
водный раствор едкого натра и поддерживать ионную силу
добавлением фторида калия, то продукт устойчив. Таким образом
получены приемлемые выходы ртутьорганических соединений,
и реакция с успехом распространена на бромдихлорметан
[выход фенил(бромдихлорметил)ртути 64%] и бромоформ [выход

80 3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами
фенил (трпбромметил) ртути 54%]. Эти превращения
иллюстрируются приведенным ниже уравнением:
NaOH/KF>
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Tabushi /., Yoshida Z., Takahashi N., J. Am. Chem. Soc, 92, 6670 (1970).
2. Tabushi /., Aoyama Y., Takahashi N., Gund Т. M., Schleyer P. V. /?.,
Tetrahedron Lett.. 1973, 107.
3. Dehmlow E. V., Tetrahedron. 27, 4071 (1971).
4. Greibrokk Т., Tetrahedron Left., 1972, 1665.
5. Makosza M., Fedorynski M., Rocz. Chem., 46, ЯП (1972).
6. Tabushi /., Yoshida Z., Takahashi N., J. Am. Chem. Soc, 93. 1829 (1971).
7. Hiyama Г, Tsukanaka M., Nozaki H., J. Am. Chem Soc. 96, 3713 (1974).
8. Makosza M., Serzak В . Fedorynski M., Rorz. Chem., 49, 1783 (1975).
9. Sasaki Т., Eguchi S.. Kiriyama Т., J. Orgr Chem., 38, 2230 (1973).
10. Stromquist P., Radcliffe M.t Weber W. P., Tetrahedron Lett., 1973, 4523.
11. Graefe J., Z. Chem., 14, 469 (1974).
12. Makosza M., Kacprowtcz A... Rocz.. Chem., 48, 2129 (1974).
13. Weber W. P., Gokel G. W., Tetrahedron Lett., 1972, 1637.
14. Weber W. P., Gokel G. W., Ugi I. K. Angew. Chem., Int. Ed., 11, 530
(1972).
15. Gokel G. W., Widera R. P., Weber W. P., Organic Syntheses 55, 96
(1975).
16. Sepp D. 7\, Schever K. V., Weber W. P., Tetrahedron Lett, 1974, 2983.
17. Graefe /., Frohlich /., Muhlstadt M., Z. Chem.. 14, 434 (1974).
18. Makosza M, Kacprowtcz A., Rocz. Chem., 49, 1627 (1975).
19. Isagawa K., Kimura У., Kwon S., J. Org. Chem., 39, 3171 (1974).
20. Sasaki 7\, Eguchi S, Kiryama T Sakito Y., J. Org. Chem., 38, 1648 (1973).
21. Saraie Т., Ishiguro /., Kawashima K-, Morita K-, Tetrahedron Lett., 1973,
2121.
22. Hofle G.. Z. Naturforsch., 28b, 831 (1973).
23. Graefe /., Z. Chem., 15, 301 (1975).
24. Merz A., Synthesis, 1974, 724.
25. Andrews G., Evans D. A., Tetrahedron Lett.. 1972, 5121.
26. Fedorynski M., Makosza M., J. Organometal. Chem., 51, 89 (1973).

4. Дибромкарбен и другие карбены
4.1. Введение
Успех циклопропанирования дихлоркарбеном в условиях
межфазного катализа естественно стимулировал поиски других
подобных реакций. Кроме хлороформа, многие тригалогенме-
таны были использованы для получения дигалогенкарбенов в
условиях межфазного катализа в надежде получить большое
число дигалогепциклопропанов. Среди них заслуживают
внимания попытки генерирования в этих условиях дибромкарбена,
которые обсуждаются в разд. 4.2—4.5. В дополнение к
разнообразным дигалогенкарбенам принципиальный успех был
достигнут в получении соединений серы (разд. 4.6) и ненасыщенных
карбенов (разд. 4.7).
Механизм образования карбена рассмотрен в разд. 2.2, а
межфазный катализ в общих чертах обсужден в разд. 1.7—1.9.
Основные принципы, сформулированные ранее в этой книге, как
правило, применимы и к реакциям карбенов, рассматриваемым
в этой главе, поэтому детальное обсуждение механизма будет
ограничено только теми случаями, которые не очевидны или
являются специфическими.
4.2. Присоединение дибромкарбена к простым олефинам
Ранние попытки генерирования дибромкарбена в условиях
межфазного катализа фактически подобны попыткам получения
дихлоркарбена. К сожалению, и время и избыток бромоформа,
требуемые для циклопропанирования олефинов, были
нежелательно высоки [1]. Учитывая высокую кинетическую
кислотность бромоформа, можно было ожидать, что эти реакции
будут простыми, но, очевидно, дибромкарбен гидролизовался
быстрее, чем дихлоркарбен [2]. Высокая стоимость бромоформа
и желание уменьшить время проведения реакции привели к
некоторым изменениям метода генерирования дибромкарбена.
Например, добавление небольших количеств низших спиртов
(этанола или н-бутанола) способствовало увеличению скорости
реакции и повышению выхода аддуктов олефин —
дибромкарбен на 10—30% [3]. Предположили, что спирт специфически
сольватпрует трибромметнлышй анион, препятствуя его
разложению,

4. Дибромкарбен и другие карбены
Таблица 4.1
Присоединение дибромкарбена по двойной углерод-углеродной
связи
I eof
gg
я "3
ИСЛ1
гле[
з- s.
3
5
6
7
8
Алкен
CH2=CH—СН2—В г
СНзч /Н
;с=с(
СНз' ХСН3
СНз.
V=CH—СН,С1
СНз^
Гексен-1
/\
Г ]
н-С4Н9О—СН=СН2
Гептен-1
СНзч /СНз
сн3/ чсн3
>с=с(
СНз ХСН2—СО2СН3
Октен-1
Циклооктен
Циклооктадиен-1,5
о
X
2
m
51
73
81
64
62
61
72
46
57
76
74
71
50
67
10
диаддукт
89
75
70
27
диаддукт
Катализатор
СНз
С6Н5—СН2—N—СН2—СН2—ОН
1
СНз
БТЭАХ
БТЭАХ/ROH
БТЭАХ
БТЭАХ/ROH
ТБА
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ROH
ТБА
ДБ-18-К-6
СНз
С6Н5—СН2—N—СН2—СН2—ОН
СНз
БТЭАХ/ROH
ТБА
БТЭАХ
БТЭАХ/ROH
ТБА
БТЭАХ
БТЭАХ
С
>
ъ
с
С
а
ь
з

4. Дибромкарбен и другие карбены
83
Продолжение табл. 4.1
Алкен
2
m
Катализатор
Стирол
СН2=С—С=С—С=СН2
СН3 СН3
а-Метилстирол
гранс-Пропенил бензол
о-Дивннилбензол
СН3
13
66
78
49
77
34
днадду
Kino
,=С-свя-
зям
94
22
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ROH
БТЭАХ
ТБА
:6н5—
Ь'ГЭАХ
СН3
-N—СНл—СНл—ОН
СНз
БТЭАХ
80
48
23
50
диаддукт
50
БТЭАХ/ROH
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ диаддукт
БТЭАХ/ROH
БТЭАХ/ROH

84
4. Дибромкарбен и другие карбены
со
о атомо
юла
дё-
х 5
14
16
Алкен
транс- Стильбен
1,1-Днфенплэтилеп
V
1 1
А
с.н^сн,
ч
о
а
32
35
34
60
Продолжение табл. 4
Катализатор
БТЭАХ
ДБ-18-К-6
БТЭАХ
БТЭАХ/ROH
1
ратура
О)
7
6
7
11
Другая интерпретация влияния спирта заключается в
следующем: подобно хлороформу, бромоформ депротонируется на
поверхности раздела фаз и, поскольку трибромметильный анион
гидролизуется легче, чем трихлорметильный анион,
значительная часть его разрушается. Из небольшого количества
добавленного спирта генерируется алкоголят-анион, который в паре
с четвертичным ионом аммония растворяется лучше в
органической фазе, чем гидроксид-ион. Возможно поэтому, что в тех
случаях, когда бромоформ депротонируется и дибромкарбеи
соответственно генерируется внутри органической фазы, он не
подвергается быстро гидролизу. Нсли для реакции требуется
растворимое основание, то хорошим катализатором, в согласии
с предположением Макоши, должен быть триалкиламин
(разд. 1.7 и 2.2) [4]. Действительно, найдено, что трибутил-
амин является эффективным катализатором реакции бромо-
форма и основания с простыми олефинами. Подобным образом
эффективны в этих реакциях соли р-оксиэтилтриалкиламмония,
которые к тому же не требуют введения спирта как сокатали-
затора [5]. Дибромкарбен также был генерирован в
присутствии каталитических количеств дибензо-18-крауна-6 [6];
последний эффективен, но не имеет никаких особых преимуществ
перед четвертичными солями.
Дибромкарбен был успешно генерирован в условиях
межфазного катализа и добавлен к ряду олефиновых субстратов,
включая системы с изолированными двойными связями, сти-
ролы, сопряженные диены, аллены, циклопропанированные оле-
фины, виниловые эфиры, аллилгалогениды и енины. Интересно
отметить, что в последнем случае присоединение дибромкарбена

4. Дибромкарбен и другие карбены
85
по двойной связи превалирует над присоединением по тройной
связи. Простые реакции присоединения дибромкарбеиа к ряду
субстратов согласно уравнению (4.1) представлены в табл. 4.1.
основание, растворитель
3
катализатор
СВг2
/ \
R2C CR2
(4.1)
Присоединение дибромкарбена к прохиральпым олефинам,
если реакция проводится в присутствии хиральиой соли |3-окси-
этилтриалкиламмония, приводит к продуктам, в которых один
из энантиомеров находится в небольшом избытке. Так, стирол и
[5-метилстирол подвергаются хиральному дибромциклопропани-
рованию с выходом 73 и 60% соответственно, но их оптическое
вращение (при D-линии натрия) менее 1° [5].
4.3. Присоединение дибромкарбена к напряженным алкенам
Присоединение дибромкарбена к напряженной
углерод-углеродной двойной связи может приводить к продуктам
перегруппировки. Процесс протекает следующим образом.
Первоначально образующийся аддукт ионизуется с раскрытием кольца, в
результате чего возникает ионная пара аллильный ион карбо-
ния — бромид-анион. Сдвиг алкильной группы с последующим
«схлопыванием» ионной пары приводит к продуктам
перегруппировки (разд. 2.6). Три примера таких реакций
иллюстрируются уравнениями (4.2) — (4.4) [9, 12, 13]. Подобные
примеры показаны также уравнениями (2.17) — (2.21).
:СВг2
/ (48%)
Вг
(4.2)[9]
:СВг2
(80-90%
:СВг2
HQ"
..Вг Вг
51»/
(31%)
(4.3) [12]
27%
(4.4) [13J

86
4, Дибромкарбен и другие карбены
4.4. Присоединение дибромкарбена к индолам
Присоединение дибромкарбенов к индолам приводит к
образованию 3-бромхинолинов [уравнения (4.5) и (4.6)] [32].
Как краун-эфиры, так и четвертичные соли аммония —
эффективные катализаторы межфазного переноса в этих реакциях.
.СИ.,
N
Н
СНВгз
БГЭАХ
NaC'H
(24%)
(4.5)
N
I
Н
-с6н5
СНВгз
NaOH
ДБ 18-К-6
(37%) (4.6)
С6Н5
4.5. Присоединение дибромкарбена к акцепторам Михаэля
Известны многочисленные примеры присоединения
дибромкарбена по углерод-углеродной двойной связи а,|3-ненасыщен-
ных простых эфиров и кетонов. Интересно, что в этих случаях
эффективными межфазными катализаторами являются простые
четвертичные соли аммония (подобные БТЭАХ) [14, 15]. Для
получения хороших выходов 1,1-дибромаддуктов не требуется
ни применения большого избытка бромоформа, ни введения
спирта. Возможно, что в этом случае реакция заключается в
присоединении по Михаэлю трибромметильного аниона к |3-ато-
му углерода активированной двойной связи. Далее, вероятно,
происходит внутримолекулярное замещение бромнд-иона,
сопровождающееся образованием цикла. Этот путь кажется более
вероятным, чем прямое присоединение дибромкарбена по
двойной углерод-углеродной связи. Обе возможности изображены
ниже.
Вг3С
(4.7)

4. Дибромкарбен и другие карбены
Таблица 4.2
Дибромциклопропанирование а, р-ненасыщенных карбонильных
соединений
Субстрат
Л/
II
о
/V
)
И/<
О
X
\\
о
\
>
у
Выход, %
85
79
25
21
30
87
20
76
50
90
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ROH
БТЭАХ
БТЭАХ
.Питература
14
15
14
15
15
15
15
3
14
14

4. Дибромкарбен и другие карбены
Продолжение табл. 4.2
Субстрат
_/
-с7
0
/
J
/
Выход, %
70
80
30
30
60
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
Литература
14
14
14
14
14
С этой точкой зрения согласуется тот факт, что
дибромкарбен присоединяется к а,|3-ненасыщеныым карбонильным
соединениям [14]. Дибромкарбеи электрофилен и, следовательно,
будет реагировать скорее с более богатой электронами
(изолированной) двойной углерод-углеродной связью, чем с а,|3-нена-
сыщенными карбонильными системами. Реакция успешно
протекает только с теми а,(3-непредельными карбонильными
соединениями, которые имеют заместитель у ос-атома углерода. Это
ограничение было преодолено защитой кетонной функции перед
циклопропанированием [14]. Ряд примеров представлен в
табл. 4.2.
4.6. Другие реакции дибромкарбена
Дибромкарбен использован вместо дихлоркарбена при
проведении в каталитической двухфазной системе карбиламинного
синтеза Гофмана (разд. 3.5). Метил- и этилизонитрилы имеют
низкие температуры кипения, и поэтому их трудно отделить от
остатков хлороформа. Для того чтобы облегчить их выделение,
необходимо вместо хлороформа использовать бромоформ [урав-

4. Дибромкарбен и другие карбены
89
нение (4.8)] [16].
:свг2
RNH2 > RNC + 2НВг
(4.8)
Изучена реакция дибромкарбена с несколькими адаманти-
ловыми спиртами, в которой с низкими выходами образуются
соответствующие бромиды [17]. Реакция аналогична более
тщательно изученной реакции спиртов с дихлоркарбеном (разд. 3.3).
со2сн3
со2н
СО-СНз
COjCHj
:CBr2
(10-15%)
:CBr2
(37%)
:СВг2
(4.9)
(4.10)
(4.11)
4.7. Другие галогенкарбены
Не только дихлоркарбен (гл. 2 и 3) и дибромкарбен
(разд. 4.2—4.6), но и многие другие возможные дигалогенкар-
бены были генерированы в условиях межфазного катализа.
Фтордихлорметан (фреон-21) реагирует с 50%-ным водным
раствором щелочи в условиях межфазного катализа, образуя фтор-
хлоркарбен (:CFCl) [18, 19]. Как фтордибром- [19], так и
фтордииодметаи [20] в этих условиях дают фторгалогенкарбен.
Подобным образом были обработаны хлордииодметан и трииод-
метан (йодоформ), при этом получили ожидаемые карбены
[21]. С другой стороны, желаемый дифторкарбен не удалось
получить из хлордифторметаиа (фреон-22), и, по-видимому,
пока нет сообщения о попытках получения хлорбром- или иод-
бромкарбена. Реакции этих карбенов простые и происходят
согласно общим принципам, изложенным в разд. 2.4 и 4.2.
Несколько реакций присоединения галогенкарбенов к простым
олефинам приведены в табл. 4.3.

90
4 Дибромкарбен и другие карбены
Таблица 4.3
Реакции галометанов с олефинами
Число
атомов
углерода
3
4
5
6
8
9
14
Олефин
СН2=СН—СН2ОН
(СН3)2С=СН2
НОСН2(СНз)С=СН2
(СНз)2С=СНСН3
С2Нг,ч
;с=сн2
СНзХ
(СНз)2С=С(СН3)2
(С2Н5)2С=СН2
трет~\->^Нд—Сг1====Сг12
Циклогексен
с6н5сн=сн2
4-С1—С6Н(—СН=СН2
С6Н5(СНз)С=СНг
(С6Н5)2С=СН2
транс-С61 ЬСН=СН—С6Н5
Карбен
:CFC1
:CFBr
.-CFC1
:CFC1
:CFI
:CC1I
:C12
:CFBr
:CFC1
:CFC1
:CFI
:CC1I
:CFC1
:CFI
:CC1I
:CFBr
:CFI
:CFC1
:CC1I
:C12
iCCH
:C12
:CF1
:C12
:CC1I
:C12
Выход, %
15
40—50
24
43
—
65
4
40-50
45-60
71
—
56
45-60
20
53
40-50
60
45—60
49
21
—
59
17
20
59
2
Литература
18
19
18
18
20
21
21
19
19
18
20
21
19
20
21
19
20
19
21
21
21
21
20
21
21
21
Таблица 4.4
Цнклопропанирование олефинов фенилтио- и фенилтио(хлор)карбенами
Число
атомов
углерода
4
Олефин
Чис-СН3СН=СН—СНз
тра«с-СН3СН=СНСН3
СН3СН2О—СН=СН2
Карбен
:CHSC6H5
:CHSC6H5
:CHSCGH5
Выход, %
65
79
60
Литера
тура
23
23
23

4. Дибромкарбен и другие карбены
91
Продолжение табл. 4.4
Число
атомов
углерода
5
6
8
Олефин
ч
сн3(сн2)з—а-сн=сн2
СН3(СН,)з—S—СН=СН2
Циклогексеи
Циклогексен
С6Н5СН=СН2
Карбен
:CC1SC6H5
:CC1SC6H5
:CC1SC6H5
:CHSC6H5
:CC1SC6H5
:CHSC6H5
:CC1SC6H5
Выход, %
51
58
49
67
44
70
63

Литература
22
22
22
23
22
23
22
4.8. Фенилтио- и фенилтио(хлор)карбены
Достаточно успешно методом межфазного катализа
генерируются серузамещенные карбены. При обработке фенил (хлор-
метил) сульфида или фенил (дихлорметил) сульфида 50%-ным
водным раствором едкого натра в присутствии олефина и
межфазного катализатора (обычно БТЭАХ) происходит циклопро-
панирование олефина согласно уравнению (4.12). Несколько
примеров реакций циклопропанирования олефинов фенилтио- и
фенилтио (хлор) карбенами приведены в табл. 4.4 [22, 23].
R2C=CR2 + CGH5—S—CHC1Y
50%-ный NaOH
БТЭАХ
Y—С—SC6H5
R2C CR2
Y = H, Cl
(4.12)
из
Метилтио (хлор) карбен получен в межфазных условиях
дихлорметил (метил) сульфида. Присоединяясь к тетраметилэти-
лену, этот карбен образует соответствующий продукт циклоиро-
панирования с выходом 43% наряду с
1,2-дихлор-1,2-бмс-(метилтио) этиленом (выход 24%) [24].
4.9. Ненасыщенные карбены
В каталитической двухфазной системе генерирован также
ряд ненасыщенных карбенов. Особенно много работ связано
с диметилвинилиденкарбеном. Этот карбен генерирован у-эли-
минированием НС1 из З-хлор-З-метилбутина-1 и а-элиминиро-

4. Дибромкарбен и другие карбены
Таблица 4.5
Присоединение диметнлвнинлнденкарбеиа к олефииам
Число
втомов
уГ'Ле-
рйда
в ал-
кене
Алкеи
Катали
затор
ход.

Источник
кар-
бена а

Литера
Простые аякены
(СНз)2С=СНСН3
Циклопентен
СН3(СН2)3—СН=СН2
(СН3)2С=С(СНз)2
(СНз)2С=С(СН3)2
Циклогексен
Норборнен
Норборнадиен
Камфен
Цнклооктадиен-1,5
а-Пинен
Р-Пинен
(Д3-Карен)
\
ГДТМАХ
ДЦ-18-К-6
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
84
37
27
25
68
87
61
37
19
18
моно
6
19
моно
20
31
20
Б
А
А
Б
Б
А
Б
А
А
А
А
А
А
А
А
Стиролы
CgHs—СН^СНг
СеН5С(СН3)=СН2
С6Н5СН=СН—СНз
Инден
ДЦ-18-К-6
ГДТМАХ
БТЭАХ
ВТЭАХ
БТЭАХ
Сопряженные олефины
Бутадиен-1,3
Изопрен
ДЦ-18-К-6
БТЭАХ
69
81
52
36
16
58
моно
23
моно,
голова
з
моно,
хвост
А
А
А
А
А
А
А
26
28
25
25
25
26
25

4. Дибромкарбен и другие карбены
Число
атомов

углерода
в ал-
кене
8
4
5
7
9
5
6
9
10
Продолжение
Алкен
(СН3)2С=СН—СН=С(СН3)2
СН2=С(СН3)—С=С— С(СН3)=СН2

Катализатор
ДЦ-18-К-6
БТЭАХ
ДЦ-18-К-6
БТЭАХ
Ненасыщенные спирты
СН2=-С(СН;0—СН2—ОН
(CHj)2C=CH-CH2OH
(СН3)2С=СН—СН2ОАс
С6Н5—СН=СН—СН2ОН
БТЭАХ
ГДТМАХ
БТЭАХ
ДЦ-18-К-6
БТЭАХ
Ненасыщенные эфиры
Дигидропиран
(СНз)2СН—СН2О—СН=СН2
С2Н5О—СН(СНз)—ОСН2СН=С(СН3)2
СНз(СН2)3С(С2Н5)~СН2—ОСН=СН2
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ДЦ-18-К-6

Выход,
%
38
28
моно
59
моно
38
моно
14
16
15
табл.

Источник
кар-
бена в
А
А
А
А
А
А
А
Выделен
спирт
46
21
38
35
48
82
65
А
А
А
А
А
А
А
а Источник карбепа: А — 3-хлор 3-метилбутии; Б— -бром-З-метнлбутадиен-1,2.
i.5
Лн-
тора
тург
26
25
26
25
23
28
25
26
25
26
26
28
28
26
ванием НВг из 1-бром-3-метилбутадиена-1,2 при катализе
основанием [уравнение (4.13)]. Показано, что одинаково
эффективными катализаторами в этой реакции являются как различные
краун-эфиры, так и четвертичные соли аммония. Выходы
продуктов диметилвинилиденциклопропанирования, полученные в
каталитических двухфазных системах, выше выходов,
полученных предыдущими методами, каждый из которых требовал
тщательного исключения влаги. В случае простых олефинов оба
типа межфазных катализаторов дают приблизительно равные
выходы диметилвинилиденциклопропанов. Однако с олефинами,
содержащими гидрофильные функциональные группы (ОН,
—CO2R), краун-эфиры оказываются более эффективными

94 4. Дибромкарбен и другие карбены
катализаторами. Примеры реакций присоединения днметилви-
нилиденового карбена к олефинам приведены в табл. 4.5.
ТЕон ^ C'*W =с=<сн' <4-13>
О* или краун-эфир \у СИ3
Исследовано также присоединение
диметилвинилиденкарбена к трем типам неолефиновых субстратов. Диметилвинилиден-
карбен реагирует с азобензолом, давая 1-фенил-2-изобутенил-
бензнмидазол (10%) [уравнение (4.14)]. Этот продукт мог
образоваться путем перегруппировки первоначального аддукта
карбена по азо-связи [29].
С=С: + C6H-N=N-C6H5 —* [ 1 м>—л С4-14)
Взаимодействие диметилвинилиденкарбена с 3-метилбуте-
нил-2-метилсульфидом приводит к 4-метилтио-3,3,6-триметил-
гептен-5-ину-1 (36%)- Последовательность реакций,
изображенная в уравнениях (4.15), предложена для объяснения состава
полученных продуктов. Очевидно, ненасыщенные карбены
предпочтительнее атакуют атом серы, чем двойную
углерод-углеродную связь [28].
сч
i-н ^ III (4Л5)
с н
Попытки внедрения диметилвинилиденкарбена по третичной
бензильной С—Н-связи изопропилбензола не были успешны
[28].

4. Дибромкарбен и другие карбены
95
Пентаметиленвинилиденкарбен генерирован в условиях
катализируемого основанием уэлиминирования НС1 из 1-хлор-1-
этинилциклогексана в присутствии дициклогексил-18-краун-6-
или 18-краун-6-эфиров как межфазных катализаторов. Этот
ненасыщенный карбен успешно улавливался стиролом [40%,
уравнение (4.16)], 2,6-диметилгексадиеном-2,4 (36%) и
изопреном (32%) [26].
\—I С1
СНСН
СН,
I8-K-6
КОН
С«Н
(4.16)
Дициклопропилвинилиден генерировали обработкой 2-(N-hh-
трозоацетиламино)-1,1-дициклопропилэтанола 50%-ным водным
раствором едкого натра в присутствии каталитических
количеств трикаприлметиламмонийхлорида (ТКМАХ) и улавливали
in situ циклогексеном; при этом получили с выходом 64% 7-(ди-
циклопропилметилен)бицикло-[4,1,0]-гептан [30]. Подобным
образом 2-циклопропилпропилиден генерировали из 2:(Ы-нитро-
зоацетиламино)-2-циклопропилпропанола-2 и присоединили к
циклогексену с образованием 7-(циклопропилэтилиден)бицикло-
[4,1,0]-гептана (52%) [30]. Циклогексилиденкарбен
генерировали из 1-(Ы-нитрозоацетиламинометил)циклогексанола и
улавливали in situ различными олефинами [табл. 4.6 и
уравнение (4.17)].
IKMAX
он
II S0% NaOH
CHjNCCHj
NO
(4.17)
Таблица 4.6
Реакция циклогексилиденкарбенов
с олефинами [31]
Олефин
Цнклогексен
Цнклогептен
Циклооктен
СН2=СН—0—С6Н5
СН2=СН—0—С2Н5
СН2=СН—0—САН<,-трет
Выход, %
78
61
60
60
83
60
Катализатор
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ

96 4. Дибромкарбен и другие карбены
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Skuttebol L, Abskharoun G. A., Greibrokk Т., Tetrahedron Lett., 1973, 1367.
2. Fedorynski M., Makosza M., Bull. Acad. Polon. Sci., 19, 105 (1971).
3. Makosza A!., Fedorynski M., Synthetic Comm., 3, 305 (1973).
4. Makosza M., Kacprowicz A., Fedorynski M., Tetrahedron Lett., 1975, 2119.
5 Hlyama T. Sawada //., Tsukanaka M., Nozaki H., Tetrahedron Lett., 1975,
3013.
6. Костиков P. P., Молчанов А. /7., ЖОрХ, 11, 1767 (1975).
7. Dehmlow E. V., Schonefeld /., Ann., 744, 42 (1971).
8. Dehmlow S. S., Dehmlow E. V., Ann.. 1973, 1753.
9. Kraus W. Klein G., Rothenwohrer W., Sadio //., Synthesis, 1972, 485.
10. Allan A R., Baird M. S., Chem. Commun., 1975, 172.
11. Dunkclblum £., Singer В., Synthesis, 1975, 323.
12. Jefford С W., de los Heros V., Burger U., Tetrahedron Lett., 1976, 703.
13. Sasaki Т., Eguchi S., Kiriyama Г., J. Org. Chem., 38, 2230 (1973).
14. Barlet M. R., C. R. Acad. Sci. Paris, 278C, 621 (1974).
15. Sydncs L., Skallcbol L., Tetrahedron Lett., 1975, 4603.
16. Weber W. P., Gokel G. W., Ugi I. /C, Angew. Chem., Int. Ed., 11, 530
(1972).
17. Tabushi /., Aoyama Y., J. Org. Chem, 38, 3447 (1973).
18. Chan L. V., Schlosser M., Synthesis, 1973, 112.
19. Weyerstahl P., Bliime G., Muller С Tetrahedron Lett., 1971, 3869.
20. Weyerstahl P., Mathias R., Bhime G., Tetrahedron Lett., 1973, 611.
21. Mathias R., Weyerslahl P., Angew. Chem., Int. Ed., 13, 132 (1974).
22. Makosza M., Bialecka E., Tetrahedron Lett., 1971, 4517.
23. Roche G., Schneider D. R., Tetrahedron Lett., 1975, 4247.
24. Moss R. A., Pilkiewicz F. G., Synthesis, 1973, 209.
25. Sasaki Т., Eguchi S., Ogawa Т., J. Org. Chem., 39, 1927 (1974).
2b. Sasaki Т., Eguchi S., Ohno M., Nakata Г., J. Org. Chem., 41, 2408 (1976).
27. Patrick Т., Tetrahedron Lett., 1974, 1407.
28. Julia S., Michelot ZX, Linstrumelle G., С R. Acad. Sci. Paris, 278C, 1523
(1974).
29. Sasaki Т., Eguchi S., Ogawa Т., Heterocycles, 3, 193 (1975).
30. Newman M. S., Gromelskl S. J., J. Org. Chem., 37, 3220 (1972).
31. Newman M. S., Din Z. U., J. Org. Chem., 38, 547 (1973).
32. Kwon S., Nishimura Y.. Ikeda M., Tamura Y., Synthesis, 1976, 249.

5. Синтез простых эфиров
5.1. Введение
Одним из примеров наиболее полезного применения метода
межфазного катализа для синтеза органических соединений с
помощью реакций нуклеофильного замещения является
получение простых эфиров по Вильямсону. Реакция алкоголят-анио-
на с алкилгалогенидами или алкилсульфонатами, в результате
которой образуются симметричные или несимметричные
простые эфиры (в зависимости от природы реагентов), при
проведении ее в условиях межфазного катализа дает более высокие
выходы продуктов, протекает с большей скоростью и является
более простой в техническом исполнении.
5.2. Несимметричные эфиры. Механизм
Фридман и Дюбуа [1] показали, что при взаимодействии
первичных или вторичных спиртов с первичными алкилхлори-
дами (доступными и недорогими) в присутствии избытка
концентрированного водного раствора едкого натра и бисульфата
тетрабутиламмония как катализатора можно получать
разнообразные эфиры. Образование я-бутил-м-гексилового эфира
показано в уравнении (5.1). Типично, что Б^-реакции не
приводят к успеху в случае вторичных алкилгалогенидов даже в
условиях фазового переноса.
водн. NaOH
«-C4H9OH + «-C8HI3Cl (CH9)4NHSO> н-С4Н9-О-С8Н13-н (5.1)
Тем не менее сама процедура проведения реакции значительно
легче, чем в традиционном синтезе простых эфиров по
Вильямсону, в котором требуется предварительное получение алкого-
лята (обычно реакцией спирта с сильными основаниями,
такими, как гидрид натрия, амид натрия или металлический
натрий).
В двухфазном синтезе простых эфиров по Вильямсону в
качестве основания используется концентрированный водный
раствор едкого натра. Обычно применяют 50%-ный водный раствор
едкого натра, но, вероятно, эффективны и более
концентрированные растворы. Спирт в растворе депротонируется под
4 За к. 226

98 8. Синтез простых эфиров
действием гидроксил-аниона в водной фазе или на границе
раздела фаз и затем растворяется в органической фазе за счет
образования ионной пары с четвертичным ионом аммония. Успех
реакции основан на предпочтительной экстракции в
органическую фазу алкоголята тетрабутиламмония, а не гидроксида.
Такое предпочтительное экстрагирование алкоголята по
сравнению с гидроксильным ионом можно приписать двум факторам.
Во-первых, вероятно, мягкий (большего размера, более
поляризуемый) четвертичный ион будет образовывать ионную пару
с мягким (большего размера, более поляризуемым) алкоголят-
анионом, а не с жестким гидроксил-ионом. Во-вторых, гидро-
ксил-анион более эффективно сольватируется водой, чем алко-
голят-анион, и поэтому предпочитает оставаться в водной фазе.
В условиях фазового переноса вторичные спирты реагируют с
меньшей скоростью, чем первичные спирты, вероятно, из-за
более низкой их кислотности или стерических факторов.
После депротонирования спирта [уравнение (5.2)] и
образования ионной пары с четвертичным ионом [уравнение (5.3)]
происходит реакция между этой ионной парой и алкилгалоге-
нидом [уравнение (5.5)]. На каждый моль эфира образуется
также моль галогенида четвертичного аммония. Обмен
уходящей группы в молекуле нуклеофила с последующим переносом
фазы завершает каталитический цикл, который изображен
приведенными ниже уравнениями:
ROH + NaOH +=£ RONa + H2O (5.2)
RONa (водн.) + QC1 (водн.) ч=* QOR (водн.) + NaCl (водн.) (5.3)
QOR(boah.) ^=t QOR (орг.) (5.4)
QOR(opr.) + R'Cl (орг.) 4=fc RO—R'(opr.) + QCl (орг.) (5.5)
QC1 (орг.) ч=> QC1 (водн.) (5.6)
Алкилиодиды менее пригодны для этих реакций, чем алкил-
хлориды, по двум причинам. Во-первых, иодиды, как правило,
более дороги, чем хлориды. Во-вторых, иодиды отравляют
межфазные катализаторы, поскольку иодид-ион имеет тенденцию
образовывать ионные пары с ионами четвертичного аммония в
неполярных растворителях. В результате реакция обмена,
приводящая к образованию алкоголят-аниона (который далее
участвует в образовании продукта реакции), тормозится, и реакция
в целом замедляется или останавливается. В случае,
исследованном Фридманом и Дюбуа [1], скорость образования
простого эфира в присутствии 5 мол.% тетрабутиламмонийиодида
составляет только две трети от скорости реакции, в которой
используется эквимолярное количество бисульфата
тетрабутиламмония.

5. Синтез простых эфиров
99
Кинетическое изучение, проведенное в растворе тетрагидро-
фурана, показало, что реакция имеет первый порядок по
каждому из реагентов — катализатору, алкилгалогениду и спирту.
Низкое значение энергии активации (13,9 ±0,5 ккал/моль) и
величина энтропии активации (—26,5 ± 1,6 э. е.) согласуется с
бимолекулярной природой процесса. Наконец, скорость реакции
не чувствительна к скорости перемешивания выше некоторого
предела, который необходим для поддерживания эффективного
переноса фазы. Примеры получения ряда несимметричных
эфиров этим методом представлены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Получение несимметричных простых эфиров
Спирт
СН2=СНСН2—ОН
«-С4Н9—ОН
НО—(СН2)4—ОН
СН3ОСН2СН(СН3)—ОН
«-C4H9OCH2CH2—ОН
«-с4н9осн2сн2—он
СН3(СН2)7—ОН
Галогеиил
С8Н5СН2С1
С6Н5СН2С1
СН3СН2С1
«■С4Н9С1
«-С4Н9С1
и,ик,ло-СеНиС\
н-С4Н9С1
ТБАБ, мол. %
5а
5
6
23
5
6
б
Выход, %
72
92
93
97
82
б
95
а Бензилтриэтиламмоиийхлорид как катализатор,
б Только 50% цнклогексена.
5.3. Повышение скорости реакции Вильямсона
Ускорение, наблюдаемое для реакции синтеза простых
эфиров по Вильямсону, вероятно, объясняется несколькими
причинами [2]. Главная компонента энергетического барьера в
реакциях бимолекулярного нуклеофильного замещения — удаление
молекулы растворителя от нуклеофила. Десольватация нуклео-
фила обеспечивает близкий подход нуклеофила к атому
углерода алкнлирующего агента, тем самым облегчая реакцию.
Десольватация нуклеофил-аниона требует большой затраты
энергии, особенно в протонных растворителях, которые могут
образовывать водородные связи с отрицательно заряженным
анионом. В связи с этим в реакции типа реакции Вильямсона
обработку первичного алкилбромида или алкилиодида
проводили алкоголятом натрия, растворенным в спирте. В условиях
межфазного катализа анион переносится из водной фазы в
неполярную органическую фазу в паре с большим липофильным

ICO 5. Синтез простых эфиров
катионом. Поскольку после транспортирования аниона в
органическую фазу [3] с ним остается связанным только небольшое
количество молекул воды, анион значительно менее сольвати-
рован в неполярной органической фазе, чем в водной фазе. Де-
сольватация является не единственным эффектом, который
следует рассмотреть. Реакционная способность аниона в
неполярном растворителе зависит также от размера катиона, с которым
он образует ионную пару. В случае контактных ионных пар, чем
больше катион, тем выше реакционная способность аниона. Так,
проведено сравнение относительных скоростей реакции
фенолята тетрабутиламмония и фенолята калия с м-бутилбромидом
(образуется w-бутилфениловый эфир) в ряде растворителей
[2]. В диоксане ионная пара фенолята тетрабутиламмония
реагирует в 3-Ю4 раз быстрее ионной пары фенолята калия [2]1.
С другой стороны, в ионизирующем растворителе, диметилформ-
амиде, различие в скоростях реакции между этими двумя
солями небольшое.
Объяснение влияния размера катиона и природы
растворителя на реакцию можно найти, рассмотрев выражение для
энергии, требующейся для разделения двух зарядов: Е =
= (qiq2)/(Dr2), где г — расстояние между ионами и D —
диэлектрическая проницаемость среды. Разделение центров
зарядов (г) в ионной паре тетрабутиламмония больше, чем в
ионной паре фенолята калия, поэтому фенолят тетрабутиламмония
обладает большей энергией, а нуклеофил-анион более реакцион-
носпособен. Вследствие этого в условиях межфазного катализа
алкоголят-анионы обладают повышенной реакционной
способностью.
5.4. Метилирование
Подобные результаты получены для реакции алкилирования
действием диметилсульфата (электрофильный агент) в
условиях межфазного катализа [4] (табл. 5.2). В этом случае
скорость реакции была чувствительна к скорости перемешивания.
Это предполагает, что реакция может быть некаталитической и
происходить в полярном растворителе (диметилсульфате).
5.5. Фениловые эфиры
Метод межфазного катализа был применен для получения
разнообразных эфиров фенолов [5]. Интересно, что при алки-
лировании фенолят-анионов обычно образуется смесь О- и
С-изомеров, в которой преобладает тот или иной изомер в
зависимости от растворителя. Например, 2-нафтолят натрия бен-
зилируется исключительно по атому углерода в таких
протонных растворителях, как этанол, в то же время в тетрагидрофу-

5. Синтез простых эфиров
101
Таблица 5.2
Образование метиловых эфиров в условиях
межфазиого катализа [4]
ROH + (CH3)2SO4
NaOH/ТБАИ
ROCH3 +
+ Na+(CH3OSO3)
Спирт
«-С5Н,,ОН
(СН3)зССН2ОН
«-С3Н7СН(ОН)СНз
н-С6Н,3ОН
н-С7Н,5ОН
С6Н5СН2ОН
н-С8Н17ОН
с6н5сн2сн2он
С6Н5СН(ОН)СН3
С6Н5СН(ОН)СС13
с6н5сн=снсн2он
С6Н5СН=СНСН2ОН
(НС=С)2С(ОН)С4Н9-«
(НС=С)2С(ОН)С6Н„-цикло
(НС=С)2С(ОН)С6Н5
(С6Н5)3СОН
" + н2о
Выход, %
~90
70
60
~90
~90
92
-90
~90
93
86
~90
85
95
~90
97
80
ране преимущественно происходит О-алкилирование.
Увеличение размера катиона в 2-нафтоляте (например, при переходе
от Li+ к R4N"1") благоприятствует О-алкилированию. С этими
наблюдениями согласуется сообщение, что в условиях
межфазного катализа происходит О-алкилирование нафтола-2 [5].
Заслуживает внимания также успешное проведение О-алкилирова-
ния изомерных нитрофенолов и салицилового альдегида в этих
условиях. Изложенные выше факты согласуются с той точкой
зрения, что реакция скорее происходит в' органической, чем в
водной фазе. Как видно из данных табл. 5.3, в присутствии
бензилтрибутиламмонийбромида, катализирующего двухфазное
алкилирование фенолов в хлористом метилене, образуются
исключительно продукты О-алкилирования.
Ряд стерически затрудненных фенолов алкилирован диме-
тилсульфатом в условиях межфазного катализа. При замене
метилиодида диметилсульфатом оказалось, что для полноты
реакции требуется стехиометрическое количество катализатора
[5]. В табл. 5.4 приведены результаты алкилирования нескольких

102
5. Синтез простых афиров
Таблица 5.3
Получение алкилариловых эфнров ArOR [5]
ArOH
C6H5OH
2-NO2C6H4OH
3-NO2C6H4OH
4-NO2C6H4OH
2-OHCC6H4OH
4-CH3OC6H4OH
2-HO2CC6H4OH
4-rper-C4H8C6H4OH
1-C,0H7OH
2-C10H7OH
2-C6H5C6H4OH
RX
CH3I
CH2=CHCH2Br
CH2—CHCH2C1
н-С4Н8Вг
цикло-С5НцВт
C6H5CH2C1
C8H5CHBrCH3
BrCH2CO2C2H5
CH3I
CH3I
CH3I
[CH3O]2SO2
[C2H5O]2SO2
[CH3O]2SO2
[CH3O]2SO2
[C2H5O]2SO2
CH3I
CH2=CHCH2Br
C6H5CH2Br
CH2—CHCH2C1
CH3I
[CH3O]2SO2
[C2H5O]2SO2
CH2—CH2CH2C1
[CH3O]2SO2
Выход. %
95
77
77
85
73
86
91
86
81
79
83
78
83
91
78 a
85 a
96
77
83
42 б
92
92
81
41
81
a Относится к эфиру 2-RO2C-CeH4OR.
" Сопровождается образованием 20% ди-1-нафтоксиметаиа.
стерически затрудненных фенолов, катализируемого бензилтри-
бутиламмонийбромидом.
Имеется лишь одно сообщение о получении метилфенилового
эфира из соответствующего хлорида. Метилат калия, активиро-
ианный дициклогексил-18-крауном-6, замещает хлорид-ион в
1,2-дихлорбензоле, образуя с хорошим выходом 2-хлоранизол.

5. Синтез простых эфиров
103
Таблица 5.4
Метилирование стерически затрудненных фенолов
диметилсульфатом
АгОН
2,6-Диметилфенол а
2,6-Диметоксифенол
2,6-Диизопропилфенол
2,6-Ди-грег- бутилфенол
2,6-Диметил-4-грег-бутилфенол
2,6-Ди-грег-бутил-4-метил фенол
2,6-Ди-грег-бутил-4-метоксифенол
2,4,6-Три-трег-бутилфенол
Выход, %
92
91
84
83
79
84
85
93
а Использован метилиодид.
Другие изомеры в продуктах реакции не найдены. Этот факт
свидетельствует о том, что реакция происходит по механизму
нуклеофильного замещения, а не через образование дегидро-
бензола [22].
5.6. Метоксиметиловые эфиры фенолов
В условиях межфазного катализа фенольный гидроксил
можно с успехом защитить метоксиметильной группой, используя в
качестве электрофила монохлордиметиловый эфир. Твердый
фенолят калия растворяется с помощью 18-крауна-6 в сухом аце-
тонитриле, который содержит также алкилирующий агент [7].
Защита оксигрупп в двух кетофенолах (с хорошим выходом)
показана ниже.
—СН2ОСНз
СНзО
(5.7)
(5.8)
СНзО
СНзО

104
5. Синтез простых эфиров
5.7. Диэфиры из дигалогенметанов
Подобным образом в условиях межфазного катализа
проведено О-алкилирование пирокатехинов, которые в реакции с
бромистым метиленом образуют метилендиоксипроизводные [8].
Эта реакция может служить не только полезным источником
широко распространенного кислородсодержащего гетероцикла,
но и удобным методом защиты гидроксильных групп в 1,2-ди-
оксиаренах. Обычно используют бромистый метнлен, а не более
реакционноспособный йодистый метилен. Последний является
источником иодид-иона, который отравляет межфазный
катализатор, образуя селективно ионную пару с катионом
четвертичного аммония. Очевидно, в этих условиях фенолят-ион может
успешно конкурировать с бромид-ионом, но не с иодид-ионом
в образовании экстрагируемой ионной пары (табл. 5.5).
Таблица 5.5
Защита 1,2-диоксибеизолов [8]
ОН
+ СН:Вг2
ОН
Реагент
Пирокатехин
2,3-Диоксибензальдегид
4-Метилкатехин
2,3-Диоксинафталин
Продукт
Бензо-1,3-диоксол
Пиперональ
4-Метилбензо-1,3-дяохол
Выход, %
76
80
86
82
Вероятно, в этой реакции вместо бромистого метилена
можно использовать хлористый метилен, поскольку после
замещения первого атома хлора второй атом должен замещаться
чрезвычайно быстро. Циклизация с образованием пятичленного
кольца является благоприятным процессом, а алкилирующим
агентом на этой стадии будет алкоксиметилгалогенид.
Замещение первого атома хлора в хлористом метилене вполне
возможно, достаточно вспомнить, что в условиях межфазного катализа
и алкоголят- и фенолят-анионы образуют симметричные диал-
кил- или диарилацеталн формальдегида (табл. 5.6) [9]. Отме-

5. Синтез простых эфиров
105
Таблица 5.6
Ацетали, образованные из дихлорметана
Реагент
н-С4Н8ОН
цикло-СвН\\ОН
СвН5СН2ОН
1-С10Н7ОН
Продукт
(н-С4Н8О)2СН2
(цикло-СеНпО)2СНг
(СвН5СН2О)2СН2
(1-С10Н7О)2СН2
Выход, %
65
79
77
20
Литература
9
9
9
5
тим также (табл. 5.3), что при алкилировании нафтола-1 эпи-
хлоргидрином в растворе хлористого метилена в качестве
побочного продукта образуется динафтоксиметан (20%) [5].
Иногда это направление реакции может стать основным. Так,
основным продуктом, образующимся при попытке алкилирова-
ния 4-трет-бутилфенола бензилхлоридом в условиях
межфазного катализа, является не желаемый арилбензиловый эфир, а
ди-4-трет-бутилфеноксиметан [5].
5.8. Реакция Кенигса-Кнорра
Вторичные алкилгалогениды обычно не дают
удовлетворительных выходов в синтезе простых эфиров по Вильямсону в
катализируемой двухфазной системе, однако более реакционно-
способные а-галогенэфиры достаточно полезны и вместе с тем
активнее простых алкилгалогенидов. Так, в условиях
межфазного катализа успешно осуществлена реакция Кенигса — Кнор-
ра [10]. а-2-Бром-3,4,5,6-тетраацетокснглюкоза реагирует с
различными спиртами в присутствии нитрата серебра и
каталитических количеств дибензо-18-крауна-6 [11, 12], 1,10-диаза-
18-крауна-6 [12] или [2,2,2]-криптата [12], причем образуется
продукт нуклеофильного замещения (с инверсией) — р-алкокси-
3,4,5,6-тетраацетоксиглюкозид (табл. 5.7). В случае вторичных и
третичных спиртов конкурирующим направлением является
образование эфиров азотной кислоты.
5.9. Эпоксиды
Кислородсодержащие трехчленные циклические системы,
известные как оксираны или эпоксиды, легко образуются и
чрезвычайно реакционноспособны. Эти соединения обычно
получают одним из трех методов: внутримолекулярным нуклеофиль-
ным замещением, метиленированием карбонильных соединений

106
5. Синтез простых эфиров
Таблицы 5.7
Реакция Кенигса — Киорра в условиих межфазиого катализа
Н,ОАс
I, Пили 111
+ n AgNO, + х ROH — »■
СН2ОАс
СН2ОАс
■О ONO,
ROH
СН3ОН
«эо-С3Н7ОН
г/?ег-С4Н9ОН
Циклогексанол
Диглим
I А:Б
100:0
100:0
100:0
100:0
—
II А:Б
100:0
100:0
95:5
98:2
0:100
III А:Б
98:2
89:11
64:36
73:27
0:100
HN
NH
ш
или эпоксидированием олефинов. Все три синтетических метода
представлены и в литературе по межфазному катализу.
СН-Кислоты, такие, как хлорацетонитрил и хлорметил-п-то-
лилсульфон, легко депротонируются под действием
концентрированного водного раствора едкого натра в условиях
межфазного катализа. В присутствии альдегидов или кетонов карбанион
конденсируется с ними, образуя промежуточно сс-алкоксихло-
рид. Внутримолекулярное замещение галогенид-аниона
приводит к образованию глицидного нитрила или а,р-эпоксисульфо-
на. Суммарный процесс является фактически разновидностью
реакции Дарзана в условиях межфазного катализа [13] [урав-

5. Синтез простых эфиров
107
нение (5.9)]. И бензилтриэтиламмонийхлорид (БТЭАХ), и ди-
бензо-18-краун-6 (ДБ-18-К-6) катализируют перенос фазы в
конденсации по Дарзану хлорацетонитрила [14, 15]. Результаты
представлены в табл. 5.8.
Cl-CHjCN + ООН
Cl-CHCN
(5.9)
R,
Таблица 5.8
Синтез глицидных нитрилов в условиях межфазиого катализа
Ri
CH3
Ri
СНз
-(CH2)4-
-(CH2)5—
-(CH2)4—CH-
CH3
C6H5
C6H5
CeH5
CeH5
H
H
CH3
CeH5
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ДБ-18-К-6
БТЭАХ
БТЭАХ
Выход, %
60
65
79
78
75
78
80
55
Литература
14
14
14
14
14
15
14
14
Точно так же БТЭАХ катализирует подобную конденсацию
хлорметил-п-толилсульфона с карбонильными соединениями
[уравнение (5.10)]. Синтезы нескольких а,р-эпоксисульфонов
Таблица 5.9
Синтез а,р-эпоксисульфонов в условиях
межфазного катализа
Ri
СНз
иэо-С3Н7
-(СН2)5-
свн5
с6н5
R,
СНз
н
н
свн5
Выход, %
91
65
90
60
90

108
5. Синтез простых эфиров
Таблица 5.10
Синтез гх,р-эпоксикетонов в условиях межфазного катализа
Алкен
транс-СцН5— CH=C(CH3)NO2
0
осУ
о
О
свн5—с—сн=сн—с6н5
О
II
4-С1—СвН4—СН=СН—С—С6Н5
О
II
4-O2N—С6Н4—СН=СН—С—С6Н5
О
и
2-СН3О—С6Н4—С—СН=СН—СвН5
О
[J * ГЧ1
II ^ ^СНз
L.5H5 ^ L.H^-^L.M || || Т/
О
II
2-С ,0Н7—С—СН=СН-СвН5
Окислитель
Н2О2
Н2О2
г/?ет-С4Н9ООН
Н2О2
7-/?ег-С4Н9ООН
Н2О2
Н2О2
Н2О2
Н2О2
Н2О2
Н2О2
Н2О2


лизатор а
X
X
X
X
X
Y
X
X
Y
X
X
X
|а|К0мн.темп
эпоксида
-3° (578 нм)
-12° (436 нм)
-8° (436 нм)
-51° (578 нм)
+24° (578 нм)
+49° (578 нм)
-62° (578 нм)
-33° (578 нм)
+29° (578 нм)
-34° (578 нм) б
-56° (578 нм)
-31° (578 нм)
= сн
+ У=соль хинидин—
сн2с6н5
Установлен 24%-ный избыток энантиомера методом сдвигающих реагентов.

5. Синтез простых эфиров 109
приведены в табл. 5.9.
снзсл*о2-сн2-а + к,^к, ^- ch/v^W^r, (5.10)
о
R2
Проведено успешное меТиленирование карбонильных
соединений илидами серы, генерируемыми в условиях межфазного
катализа. Метиленирование бензальдегида диметилметиленсуль-
фураном показано в уравнении (5.11) и обсуждается детально
в гл. 14 [17—19].
О
\ Q+OH" \ / \
XS+— >- 4S+—СЩ + QH5CHO —> CeH5CH—CH2 (5.11)
а,р-Эпоксикетоны получены присоединением по Михаэлю
пероксидного или трет-бутилпероксидного анионов
(генерируемых в условиях межфазного катализа) к а,р-ненасыщенным ке-
тонам [20]. Особый интерес представляет тот факт, что хи-
ральные катализаторы фазового переноса, синтезированные на
основе природных алкалоидов, индуцируют оптическую
активность в эпоксидированных олефинах. Этот метод получения
оптически активных соединений является лучшим из
опубликованных до сих пор в межфазных реакциях асимметрического
синтеза (см., например, табл. 5.10).
о <5Л2)
оптически
активный
продукт
При окислении циклогексена водной 30%-ной перекисью
водорода, катализируемом МоО3 или H2WO4 и четвертичными
солями алкиламмония, получена с хорошим выходом окись
циклогексена (30—40%) наряду с циклогександиолом-1,2 (23—
28%). Четвертичные ионы служат для переноса перекиси
водорода в органическую фазу. Это стабилизирует перекись
водорода н позволяет ее использовать как соокислитель.

ПО 5. Синтез простых зфиров
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Freedman H. H., Dubois R A., Tetrahedron Lett., 1975, 3251.
2. Ugelstad J., Ellingsen Т., Berge A., Acta Chem. Scand., 20, 1593 (1966).
3. Starks С M., Owens R. M., J. Am. Chem. Soc, 95, 3613 (1973).
4. Merz A., Angew. Chem., Int. Ed., 12, 846 (1973).
5. McKillop A., Fiaud J. C, Hug R. P., Tetrahedron, 30, 1379 (1974).
6. Kornblum N., Seltzer R., Haberfield P., J. Am. Chem. Soc, 85, 1148 (1963)
и ссылки в этой работе.
7. Rail G. J. H., Oberholzer M. £., Ferreira D., Roux D. G., Tetrahedron Lett.,
1976, 1033.
8. Bashall A. P., Collins J. F., Tetrahedron Lett., 1975, 3489.
9. Dehmlow E. V., Schmidt J., Tetrahedron Lett., 1976, 95.
10. Koenigs IF., Knorr E., Chem. Ber., 34, 957 (1901).
11. Knochel A., Rudolph G., Thiem J., Tetrahedron Lett., 1974, 551.
12. Knochel A., Rudolph G., Tetrahedron Lett., 1974, 3739.
13. Newman M. S., Magerlein B. I., Organic Reactios, 5, p. 413, New York,
N. Y., J. Wiley, 1957
14. Jonczyk A-, Fedorynski M., Makosza M., Tetrahedron Lett., 1972, 2395.
15. Makosza M., Ludwikow M., Synthesis, 1974, 665.
16. Jonczyk A., Banko K-, Makosza M., J. Org. Chem., 40, 266 (1975).
17. Merz A., Markl G., Angew. Chem., Int. Ed., 12, 845 (1973).
18. Yano Y., Okonogi Т., Sunaga M., Tagaki W., Chem. Commun., 1973, 527.
19. Hiyama Т., Mishima Т., Sawada H., Nozaki H., J. Am. Chem., Soc, 97,
1626 (1975).
20. Helder R., Hummelen J. С Laane R. W. R. M., Wiering J. S., Wynberg H.,
Tetrahedron Lett, 1976, 1831.
21. Starks С. М., Napier D. R., пат. ЮАР 71-1495.
22. Sam D. L., Simmons H. E., J. Am. Chem. Soc, 96, 2252 (1974).

6. Синтез сложных эфиров
6.1. Введение
Сложные эфиры обычно синтезируют реакцией карбоновой
кислоты с избытком спирта в присутствии каталитического
количества минеральной кислоты. В некоторых случаях, если это
диктуется практическими соображениями, кислоту можно
превратить сначала в ацилгалогенид, а затем ввести в реакцию с
соответствующим спиртом. Реже применяется метод прямого ал-
кнлирования карбоксилат-иона алкилгалогенидами. Однако
даже с карбоксилатами серебра и алкилгалогенидами
[уравнение (6.1)] эта реакция имеет ограниченное применение.
R—COO~Ag++R'Cl —> R—COO—R' + AgCl (6.1)
Межфазный катализ облегчает растворение карбоксилатов
в неполярных средах. В таких растворах благодаря
относительно слабой сольватации анионов карбоксилаты являются
эффективными нуклеофилами, которые легко реагируют с ал-
килгалогеиидами. ТДоль данной 1лавы — рассмотрение синтеза
сложных эфиров в условиях межфазного катализа, а также
катализаторов этих реакций — аминов, солей аммония и краун-
эфиров.
6.2. Третичные амины и четвертичные аммониевые соли
Одним из первых примеров реакции, в которой обнаружен
катализ солями четвертичного аммония, является реакция алки-
лирования жирных кислот эпихлоргидрином [1]. Мейркер, Кар-
михаэль и Порт сообщили в 1961 г., что при кипячении
стеариновой кислоты с эпихлоргидрином в присутствии бензилтриме-
тиламмонийхлорида образовалось менее 10% эфира. Однако в
этих же условиях из натриевой соли стеариновой кислоты
получен с высоким выходом глицидный эфир [уравнение (6.2)],
хотя в отсутствие катализатора реакция в заметной степени не
происходит.
О
H-CI7H35COO-Na++CH2—CH—СН2С1 —>
О
—>- h-Ci7H3SCOOCH2—СН—CH2 + NaC1 (6.2)

112 6. Синтез сложных эфиров
Оказалось, что в этих условиях механизм реакции, как и
предполагали, включал первоначальную атаку нуклеофила на эпо-
ксид и что присутствие небольших количеств воды не
оказывало на нее влияния. Авторы предположили, что эффективность
катализатора зависит от его растворимости в эпихлоргидрине.
Подобные результаты несколько ранее были сообщены в
патентной литературе [2].
Хеннис и соавторы [3, 4] сообщили, что реакция карбокси-
латов с алкилхлоридами катализируется третичными аминами,
смесью третичных аминов и йодистого натрия или
четвертичными солями аммония. Было найдено, что образование эфира
катализируется солями четвертичного аммония, которые в свою
очередь генерируются in situ из амина и алкилгалогенида.
Йодистый натрий в растворе бутанона-2 превращает алкилхло-
рид в более реакционноспособный иодид (реакция Финкель-
штейна), который затем, алкилирует амин. Алкилиодиды,
добавленные непосредственно в реакционную смесь, были даже
более активными сокатализаторами, но все же наиболее
эффективными катализаторами оказались предварительно полученные
соли четвертичного аммония. Было высказано предположение,
что повышенная реакционная способность карбоксилатов
четвертичного аммония обусловлена их лучшей растворимостью и
отсутствием в них контактных ионных пар. Эти предположения
согласуются с низкой каталитической активностью галоге-
нидов тетраметиламмония по сравнению с триэтиламмоний-
иодидом.
Норман и сотр. [5] недавно сообщили, что реакция
твердого ацетата калия с бензилхлоридом в ацетонитриле
катализируется большим числом третичных ди- и полиаминов
[уравнение (6.3)]. Эффективность катализатора зависит от природы
катиона, связанного с ацетат-анионом; эффективность
повышается с увеличением мягкости катиона (и уменьшением
энергии решетки).
СНзСОСГК* + СвН6СН,С1 —>- СНзСО2СН2СвН5 + КС1 (6.3)
Каталитическая активность анионов может быть обязана
координации их с ацетатом калия, в результате которой
повышается его растворимость, или образованию in situ соли
аммония (или обоим факторам одновременно). Хотя авторы
исключают последний как механизм катализа, однако кажется
невероятным, чтобы в процессе реакции не оперировала ни
одна компонента этого механизма. Основанием для такого
вывода служат наблюдения, что в реакциях Виттига — Хорнера —
Эммонса" не требуется дополнительного катализатора [6] и что
некоторые а-фосфорнлсульфоксиды катализируют двухфазное

6. Синтез сложных эфиров
113
алкилирование [7]. Очевидно, требуется дальнейшее изучение
механизма. Данные по алкилированию нескольких карбокси-
лат-анионов приведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Образование эфиров, катализируемое четвертичными солями и аминами
Соль карбоновой
кислоты
CH3CO2Na
сн3со2к
CH3CH2CO2Na
C6H5CO2Na
ОН
СОТ
Алкилгалогенид
СаН5СН2С1
СН2=СНСН2Вг
СН3СН-=СНСН2Вг
H-C6Hi3Br
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2Вг
Вг(СН2)4СО2С2Н5
H-C8Hi7Br
H-CeH13CHBrCH3
Вг(СН2)3Вг
Вг(СН2)4Вг
СН3С1
СН2=СНСН2С1
н-С4Н9С1
СН3С1
СН2=СНСН2С1
н-С4Н9С1
СвН5СН2С1
СН3С1
СН2=СНСН2С1
н-С4Н9С1
С6Н5СН2С1
Катализатор
NaI/(C2H5)3N
ТМЭДА
ТМЭДА
ТМЭДА
ТМЭДА
ТМЭДА
ТМЭДА
ТОПАХ
ТМЭДА
ТМЭДА
ТМЭДА
ТОПАХ
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
Nar/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
NaI/(C2H5)3N
Выход,
97
90
84
90
100
90
100
68
0
100
100
75 (ди)
96
80
87
96
93
85
89
98
87
92
89
Литера
тура
3
5
5
5
5
5
5
8
5
5
5
8
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
6.3. Некаталитическая этерификация в присутствии
солей аммония
Известно несколько некаталитических систем, которые дают
хорошие выходы сложных эфиров. Например, при нагревании
эквимолярной смеси карбоновой кислоты, алкилгалогснида и
третичного амина (чаще всего триэтиламина) при 140°С в
течение нескольких часов обычно получаются эфиры с
прекрасными выходами. Найдено, что в этих условиях из хлористого

114
6. Синтез сложных эфиров
метилена образуются б«с-эфиры метандиола [9]. Примеры
эфиров, синтезированных этим методом, приведены в табл. 6.2.
Таблица 6.2
Сложные эфиры из кислот, галогеиидов и триэтиламина [9]
Кислота
Малеиновая
Бензойная
Каприновая
Изофталевая
Монобутилфталат
Фталевая
Монобутилфталат
Алкилгалогеиид
я-Децилхлорид
трет- Бутил бром ид
я-Додеиилхлорид
н-Децилхлорид
н-Бутилхлорнд
н-Октилхлорид
»
втор -Октилхл ори д
Хлористый метилен
Дихлорэтан
Выход эфира,
% а
74
12
82
87
90
84
98
89
72
91
а Выход рассчитан на концентрацию кислоты.
Имеется сообщение также о гомогенной реакции карбокси-
лата тетрабутиламмония (ион-парная экстракция) с йодистым
метилом в двухфазной системе из водного основания и
хлористого метилена. В большинстве случаев при использовании
одноосновных карбочовых кислот эфиры получены с хорошими
или даже количественными выходами. Отмечали также, что в
этих условиях этерификация нечувствительна к стерическим
препятствиям в молекуле кислоты [уравнение (6.4)] [10].
+ сн3!,
СН2С12
-сн3
(6.4)
На основе ранних работ [9, 10] разработан общий метод
синтеза метиленовых диэфиров с использованием хлористого
метилена и как растворителя и как алкилирующего агента
[уравнение (6.5)]. Реакция относительно медленная, но
выходы хорошие [11]. Метиленовые диэфиры, полученные таким
образом, представлены в табл. 6.3.
2R—COOH + СН2С12
ТБА+О1Г
(RCO2)2CH2
(6.6)

6. Синтез сложных зфиров
115
Таблица 6.3
Диэфиры из дихлорметана [И]
Кислота
Масляная
Пивалиновая
Бензойная
4-Хлорбензойная
4-Нитробензойная
4-Метоксибеизойная
Мезитойиая
Выход, %
79
80
88
84
60
85
87
С хорошими выходами эфиры образуются в реакции карбо-
ксилатов четвертичного аммония с первичными алкилгалоге-
нидами в растворе ДМФ [12] (табл. 6.4).
Таблица 6.4
Получение эфиров реакцией тетраметил- и тетраэтиламмоний-
карбоксилатов с алкилгалогенидами [12]
Карбоксилат
Формиат
Ацетат
Оксалат
Акрилат
Цианоацетат
Малоиат
Гликолат
Кетомалонат
Тартрат
Малат
Адипат
Алкилгалогенид
С2Н5Вг
NCCH2C1
я-С4НвС1
н-С4Н8Вг
вгор-С4Н8С1
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2С1
СН31
СН31
СН31
С2Н5Вг
СН31
СН31
СН31
«-С4Н9Вг
Выход, %
80
80
86
90
48
100
б
87
90
б
100
б
60 (ди)
92 (ди)
б
Соль
аммония а
э
э
э
э
э
э
э
м
м
м
м
м
м
м
э
а Э—тетраэтил; М—тетраметил
Продукт —диэфир, выход ие приведен.

116
6. Синтез сложных эфиров
6.4. Образование поликарбонатов
Важной в промышленном отношении и одной из первых
реакций, в которой применен катализ четвертичными солями
аммония в двухфазной системе, является синтез поликарбонатов
[13]. В типичном примере 2,2-(4,4'-диоксидифенил)пропан (бис-
фенол А) растворяют в концентрированном водном растворе
едкого натра и обрабатывают фосгеном в растворе хлористого
метилена. Соли типа бензилтриэтиламмонийхлорида или
третичные амины катализируют поликоидеисацию [13—18].
Двухфазная полимеризация изображена ниже.
NaCI +
сн,
(6-6)
6.5. Этерификация, катализируемая краун-эфирами
Алкилирование карбоксилат-ионов катализируется также
краун-эфирами. Обычно реакция проводилась с алкилгалогени-
дом в органической фазе, например в ацетонитриле, который
находится в контакте с твердой солью карбоновой кислоты.
Сочетание краун-эфира и растворителя (по крайней мере
довольно полярных растворителей, подобных ацетонитрилу)
способствует растворению соли. Слабо сольватированный карбо-
ксилат-анион — эффективный нуклеофил в таких условиях,
поэтому алкилирование происходит легко. Ионная пара ацетат
калия — краун-эфир является реакционноспособным нуклеофи-
лом, но, вероятно, относительно слабым основанием. Синтез
нескольких сложных эфиров из солей карбоновых кислот в
присутствии краун-эфиров как межфазных катализаторов
представлен в табл. 6.5.
Количество ацетата калия, которое растворяется в бензоле
или ацетонитриле в присутствии 18-крауна-6, значительно
меньше количества краун-эфира, которое присутствует в растворе.
Например, в бензоле при концентрациях краун-эфира 0,55 и
1 моль ацетат калия растворяется до концентрации 0,4 и
0,8 моля соответственно. Аналогично в ацетонитриле 0,14 М
краун-эфира растворяют 0,1 экв. соли [9]. В этих синтезах
эфиров реакцией обмена ионная пара ацетат калия — краун-эфир

6. Синтез сложных зфиров
117
Таблица 6.5
Синтез сложных эфиров, катализируемый краун-эфирамн
Карбокснлат
СНзСООК
СНзСООК
КО2ССН2СН2СО2К
гронс-КО2ССН=
=снсо2к
Субстрат
1,2-Дибромэтан
С2Н5О ^-L^^N-e, q gs
н-СвН13Вг
K-C8Hi7Br
2-C8H17Br
С6Н5СН2Вг
4-NO2C6H4CH2Br
4-NO2C6H4CH2Br
Продукты
Диацетат этиленгликоля
CjHsOe-l^NiiciliiOAc
н-С6М13ОАс
к-С8Н17ОАс
2-С8Н17ОАс +
+ октены
СвН5СН2ОАс
(4-NO2C6H4CH2OCOCH2)2
(4-NO2CeH4CH2OCOCH)2
ч
а°
m
90
100
'00
96
~90
~10
100
97
98

Литература
19
20
19
19
19
!9
19
19
19
должна быть более растворимой, чем ионная пара бромид
калия— краун-эфир, в противном случае можно ожидать
отравления катализатора.
6.6. Катализируемый краун-эфирами синтез
фенациловых эфиров
Особенно полезен катализ-краун-эфирами для синтеза
фенациловых эфиров [21, 22]. В катализируемых краунами реакциях
карбоксилатов калия с а,4-дибромацетофеноном образуются
производные, которые обычно являются кристаллическими и
которые легко обнаружить с помощью УФ-спектроскопии [23].
Кроме того, фенацильная группа удобна для защиты
карбоксильной функции, так как она легко удаляется в мягких
условиях [24]. Образование фенациловых эфиров можно
катализировать также третичными аминами [5]. Примеры реакций
конденсации, протекающей согласно уравнению (6.7), приведены
в табл. 6.6.
RCOO"K+ + BrCH2COCeH4Br-4
RCOOCH2COC6H,Br-4
(6.7)
Подобным образом взаимодействием фенилацетата калия с
а-бромкетонами или а-бромальдегидами получены а-кето- и
а-альдегидоэфиры. Реакция замещения проводится в растворе

118
6. Синтез сложных эфиров
Таблица 6.6
Синтез фенацнловых эфнров, катализируемый краун-эфнрами
Кислота
Муравьиная
Уксусная
Пропионовая
Пивалиновая
Энантовая
Бензойная
2-Иодбензойная
2-Метнлбензойная
Мезитойная
4-грег-Бутнлбензойная
Малеиновая
Малоиовая
Метил малоновая
Янтарная
Фумаровая
Глутаровая
Адипиновая
Галогент а
А
А
Б
А
А
А
А
А
А
А
А
Б
Б
Б
Б
Б
Б
Б
Выход, %
93
98
88
98
95
99
93
92
90
98
92
97
94
95
98
80
97
95
Литература
22
22
5б
22
22
22
22
22
22
22
22
21
21
21
21
21
21
21
а А —4-ВгС6Н4СОСНгВг; Б —С6Н5СОСН2Вг.
6 Катализатор —CH3N. ' .NCH3.
бензола или ацетонитрила и катализируется 18-крауи-6-эфиром.
а-Кето- и а-альдегидоэфиры можно выделить при коротком
времени проведения реакции, при продолжительном
нагревании они могут превратиться в (5Н)-фураноны-2, продукты
внутримолекулярной альдольной конденсации и последующей
дегидратации. Последовательность превращений показана в
уравнениях (6.8) [25]. Результаты нескольких таких реакций
конденсации представлены в табл. 6.7
С6Н5СН2СООК + Вг—CR'R2— CO—R3
краун-эфир
R\ /CH,
,=0 (6.8)

6. Синтез сложных эфиров
119
Таблица 6.7
Синтез (5Н)-фуранонов-2 нз эфнров феннлуксусных кислот
R1
С6Н3
с6н5
с6н5
4-СН3ОС6Н4
с6н5
с6н5
СбН5
СНз
R!
с6н5
4-СН3ОС6Н4
н
н
4-ВгС6Н4
4-NCC6H4
И
Н
R3
Н
Н
4-СН3ОС6Н4
СбНб
н
н
СбН5
СНз
Выход, %
90
81
80
75
62
20
80
90
Фенилацетат-ион, вероятно, превосходный нуклеофил в
неполярной среде, но относительно слабое основание. В случае
а-бромальдегидов реакция замещения кажется более вероятной,
чем конденсация альдольного типа, даже для неэкранированных
альдегидов [25]. Подобным примером такого равновесия ну-
клеофил/основание является случай 4-бромциклогексенона [8].
В условиях межфазного катализа замещение бромид-иона на
ацетат происходит быстрее, чем дегидрогалогенирование с
образованием фенола [уравнение (6.9)] [8].
о—
В г
=< >—О2ССН3
(6.9)
6.7. Катализируемая краун-эфирами этерификация
грег-бутоксикарбониламинокислот
до хлорметилированных смол
Твердофазный пептидный синтез по Меррифилду требует
образования на первой стадии этерифицированной смолы.
Замещение хлорид-иона на остаток N-ацилированной
аминокислоты должно быть количественным, иначе в конечном счете
будет выделена слишком короткая аминокислота. Показано, что
18-краун-6 катализирует количественное образование эфиров из
калиевой соли трет-бутоксикарбониламинокислот (Вос-амино-
кислот) и хлорметилированных смол в растворе ДМФ.
Хлористый метилен сам реагирует в этих условиях [26]. Результаты
этих реакций замещения, протекающих согласно уравнению

120
б. Синтез сложных эфиров
(6.10), представлены в табл. 6.8.
полимер—С6Н,СН2С1 + (СН3)3С—О—С—NH—CHR—COOK —>
А
—v полимер-СЛСНгОСОСНИ—NH—СООС(СН3)3 (6.10)
Комплексы ацетата калия с краун-эфирами недавно были
использованы для инициирования полимеризации акриловой
кислоты [27].
Таблица 6.8
Этерификация полистироловых смол [26]
Вос-аминокислотаа
Bcc-Leu
Вос-Рго
Boc-Phe
Boc-Val
Boc-Ser
Boc-Ile
Выход, %
101
96
99
96
97
93
Вос-амииокислотаа
Boc-£-Z-Lys
Boc-D-Ala
Boc-Nim-Ts-His
Boc-Gly
Boc-Ser (OBz)
Boc-Tyr (OBz)
Выход, %
99
92
100
96
92
89
a Boc — грег-бутоксикарбоиил; Ts — /г-толуолсульфоиил; Z — беизилокснкарбонил;
Вг —беизил.
6.8. Реакции этерификации, катализируемые
криптатами и смолами
Реакция этерификации, как указано выше, катализируется
краун-эфирами, четвертичными ионами и аминами; в этой ре-
Таблица 6.9
Образование эфиров, катализируемое криптатами [28]
Карбоксилат
СНзССОК
СНзСООК
сн3сн2соок
СН3СН2СООК
СН3СН2СООК
(СНзЬСНСООК
(СНзЬСНСООК
Бромид
СбНьСНгВг
СН3(СН2)6СН2Вг
ВгСН2СН2Вг
С6Н5СН2Вг
СНз(СН2)0СН2Вг
С6Н5СН2Вг
СН3(СН2)6СН2Вг
Выход. %
99
85
89 (дн)
85
90
95
99

6. Синтез сложных зфиров
121
акции также эффективны криптаты. В присутствии
каталитических количеств [2,2,2]-криптата карбоксилат калия реагирует
с рядом алкилгалогенидов, образуя с хорошими выходами
соответствующие эфиры [28]. Результаты суммированы в табл. 6.9.
Алкилирование карбоксилатов катализируется также
четвертичными аммониевыми группами, связанными со сшитыми
смолами. Амберлит IRA-904 был превращен в гидроксильную
форму и затем обработан кислотой, в результате чего образовалась
ионная пара с карбоксилатом аммония. Алкилирование
проводилось как периодический процесс в растворителях, например
эфире, гексане или этаноле [уравнение (6.11)] [29].
Результаты суммированы в табл. 6.10.
смола—N(CH3)3OH + R'—СООН
смола—N(CH3)3O2C—R1 + Н2О
R2X
т
(6.11)
смола—N(CH3)3 X" + R1—COO—R2
Таблица 6.10
Образование эфиров, катализируемое'смолами,
содержащими четвертичные ионы
Кислота
С6Н5СООН
цыкло-СбНцСООН
С6Н5СН=СНСООН
К-СцНгзСООН
Галогенид
СН31
ызо-С3Н7Вг
С2Н5О2ССН2Вг
С6Н5СН2С1
СН31
ызо-С3Н7Вг
СН31
ызо-С3Н7Вг
СН31
ызо-С3Н7Вг
Выход, %
90
60
99
73
76
28
97
59
93
52
6.9. Синтез сульфонатов и фосфатов
в условиях межфазного катализа
В условиях межфазного катализа получены оба типа
эфиров— сульфонаты и фосфаты. Хорошие выходы сульфонатов
получены при проведении реакции 3-оксистероидов
(ароматическое кольцо А) с диалкиламиносульфохлоридами в
двухфазной системе, содержащей бензол и водное основание. Типичный

122 6. Синтез сложных эфиров
пример ацилпрования с использованием пирролидннсульфохло-
рида и каталитических количеств хлорида бензилтриэтиламмо-
ния показан в уравнении (6.12) [30].
(6.12)
В условиях межфазного катализа в присутствии нуклеофиль-
ного катализатора проведено фосфорилирование фенолов [31,
32]. Реакция 4-нитрофенола с диметокситиофосфорилхлоридом
является обычно медленной и приводит к образованию смеси
желаемого метилового эфира паратиона и продуктов гидролиза.
Добавка N-метилимидазола повышает скорость реакции,
однако лучшие результаты получены в том случае, когда имидазол и
четвертичная соль аммония (ТБАБ) использовались
одновременно. Явление сокатализа объяснено нуклеофильной
активацией ацилирующего агента имидазолом и повышением
растворимости фенолят-иона за счет образования ионной пары с
четвертичным ионом аммония. Суммарное превращение
изображено в уравнении (6.13).
|| ^ ||
ArONa + (СНзО)2Р—С1 м^ ■> АгО—Р(ОСН3)2 (6.13)
МФК,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Maerker G., Carmichael 1. F., Port W. 5., J. Org. Chem., 26, 2681 (1961).
2 Mueller А. С, пат. США 2772296, November 27, 1956.
3 Hennis H. E., Easterly J. P., Collins L. R., Thompson L R., Ind Eng
Chem., Prod. Res. Dew, 6, 193 (1967).
4. Hennis H. E., Thompson L. R., Long J. P., Ind. Eng. Chem., Prod. Res.
Dev., 7, 96 (1968).
5. Normant H., Cuvigny Т., Savignac P., Synthesis, 1975, 805.
6. Mikolajczyk M., Grzejszcak S., Midura W., Zatorski A., Synthesis, 1975, 393.
7. Mikolajczyk M., Grzejszcak S., Zatorski A., Montanari F., Cinquini M.,
Tetrahedron Lett., 1975, 3757.
8. Тоги Т., Kurozumi S., Tanaka Т., Miura S., Kobayashi M.t Ishimoto S.,
Synthesis, 1974, 867.
9. Mills R. H., Farrar M. W., Weinkauff 0. J., Chem. and Ind., 1962, 2144.
10. Brandstrdm A., Preparative Ion Pair Extraction, pp. 109—111, 155—156,
Lakemedel, Sweden, Apotekarsocieteten/Hassle, 1974.
11. Holmberg K., Hansen В., Tetrahedron Lett., 1975, 2303.
12. Wagenknecht J. //., Baizer M. M., Chrumz J. L, Syn. Commun., 2, 215
(1975).
13. Schnell H., Angew. Chem., 68, 633 (1956).
14. Англ. пат. 808490, April 6, 1956, Bayer.

6. Синтез сложных эфиров 123
15 Герм. пат. F17167, March 26, 1955, Bayer.
16 Oxenrider В. С, Park F., Hetterly R. M., пат. США 3297634, January 10,
1967, Allied.
17. Schnell H., Chemistry and Physics of Polycarbonates, pp. 37—41, 93—94,
New York N. Y., Interscience Publishers, 1964.
18. Curtius £/., Bockum K., Bollert V., Fritz H., Fritz G., Nentwig J., пат. США
3326958, June 20, 1967, Bayer.
19 Liotla С L. Harris H P., McDermott M., Gonzalez Г., Smith K-,
Tetrahedron Lett., 1974, 2417.
20. Maryanoff С. A., Ogura Г., Mislow K-, Tetrahedron Lett., 1975, 4095.
21 Grushka E. Durst H D., Kikta E. J., J. Chromatogr., 112, 673 (1975).
22 Durst H. D., Tetrahedron Lett., 1974, 2421.
23 Durst H. D., Milano Л1, Kikta E. J., Connelly S. A., Grushka П., Anal.
Chem., 47, 1797 (1975).
24. Hendrickson J. В., Kendall C, Tetrahedron Lett., 1970, 343.
25 Padwa A., Dehm D., J. Org. Chem., 40, 3139 (1975).
26. Roeske R. W., Gesellchen P. D., Tetrahedron Lett., 1976, 3369.
27. Yamada В., Yasuda Y., Matsushita Т., Otsu Т., Polymer Letters, 14, 277
(1976).
28. Akabori A. Ohtomi Л1, Bull. Chem. Soc. Japan, 48, 2991 (1975).
29. Cainelli G.\ Maneschalchi F-, Synthesis, 1975, 723.
30. Schwarz S., Weber G., Z. Chem., 15, 270 (1975).
31. Ridgway R. W., Greenside H. S., Freedman H. H., J. Am. Chem. Soc. 98,
1979 (1976).
32 Freedman H. H., пат. США 3972887, August 3, 1976, Dow.

7. Реакции с цианид-ионом
7.1. Введение
Одной из первых реакций, в которой нашел применение
межфазный катализ, была реакция замещения под действием
цианид-иона. Старке [1, 2] детально изучил эту реакцию, и в
основном благодаря его работе концепция межфазного
катализа была так четко сформулирована на ранней стадии.
Безусловно, и другие исследователи интересовались этой реакцией, и
их достижения нельзя не учитывать. Брэндстрем [3] получил
растворимый цианид-ион методом ион-парной экстракции. Со-
лодар [4], применив цианид тетрабутиламмония, облегчил
протекание бензоиновой конденсации. Дарст [5] и Лиотта [6]
использовали краун-эфиры для межфазного переноса цианид-
иона. Большое число работ выполнено по реакциям с цианид-
ионом в условиях межфазного катализа. Рассмотрение этих
работ и является предметом настоящей главы.
7.2. Механизм и общие особенности реакции
замещения под действием цианид-иона
Как следует из работы Старкса, эта реакция — одна из
стандартных, где применяется межфазный катализ. Простое ну-
клеофпльное замещение (Sn2) уходящей группы цианид-ионом
[уравнение (7.1)] хорошо понятно; этот механизм в общих
чертах обсуждается в разд. 1.4 и в сравнении с механизмом цик-
лопропанирования — в разд. 2.2. Вследствие этого для
получения общего представления о механизме читатель отсылается к
перечисленным разделам, здесь же будут изложены только
особенности, присущие именно механизму этой реакции.
Q+X"
R—X + NaCN >■ R—CN + NaX (7.1)
Каталитический цикл, объясняющий существенные
особенности реакции замещения цианид-ионом, иллюстрируется
уравнением (7.2). Отметим, что это тот же цикл, который приведен
в разд. 1.4, за исключением того, что анионы здесь вполне
определенные. В сущности, процесс включает равновесие между
цианидом натрия и цианидом четвертичного аммония в водной

7. Реакции с цианид-ионом 125
фазе с последующим равновесием переноса фазы через границу
раздела фаз. Как только цианид четвертичного аммония
перейдет в органическую фазу, становится возможным нуклеофиль-
ное замещение, в результате которого образуется продукт
реакции и регенерируется межфазный катализатор.
Q+CN~ + R-C1 -> R-CN + Q+C1~ (органическая фаза)
Q+CN" + NaCl ^ NaCN + Q+CT (водная фаза.
Реакция замещения под действием цианид-иона в условиях
межфазного катализа имеет несколько специфических
особенностей, на которые следует обратить внимание [1, 2]:
1. Предполагается, что реакция нуклеофильного замещения
происходит в органической фазе и эта бимолекулярная стадия
является скоростьопределяющей.
2. В соответствии с ожидаемым для бимолекулярного
процесса реакция происходит быстрее с первичными, чем со
вторичными алкилгалогенидами. Точно так же скорость реакции
замещения цианидом в «-октилметансульфонате больше, чем
скорость реакции с соответствующим бромидом. Кроме того, в
случае вторичных алкилгалогенидов с реакцией замещения
конкурирует процесс элиминирования; элиминирование
оказывается единственным процессом, наблюдаемым для реакции
цианид-иона с циклогексилгалогенидами.
3. Реакция является истинным межфазным процессом, ее
скорость не зависит от скорости перемешивания выше
некоторой минимальной величины, необходимой для смешения фаз
( — 250 об/мин) [2, 7].
4. Вероятно, реакция не является мицеллярной, поскольку
такие слабые поверхностно-активные вещества, как соли тет-
радодециламмония, эффективно ее катализируют.
Реакция с цианид-ионом в условиях межфазного катализа,
по-видимому, превосходит даже реакции, проводимые в дипо-
лярных апротонных растворителях. Например, из вгор-хлорок-
тана в условиях межфазного катализа образуется 85—90%
продуктов замещения и только 10—15% продуктов
элиминирования [1], в то время как в гомогенной реакции в диметил-
сульфоксиде образуется только 70% втор-цианоктана [8].
Уходящими группами в межфазной реакции могут быть хлорид,
бромид или метансульфонат; хуже, когда уходящие группы —
иодид или n-толуолсульфонат (тозилат). Это связано с тем
фактом, что большие липофильные и поляризуемые четвертичные
катионы имеют тенденцию необратимо образовывать ионные

126 7. Реакции с цианид-ионом
пары с нодид- или тозилат-анионами. Эту трудность часто
можно преодолеть обновлением водной фазы.
Краун-эфиры также использовались как межфазные
катализаторы в реакциях замещения цианид-ионом в системе
твердая фаза — жидкость. Эти реакции обычно проводятся в
растворах хлористого метилена или ацетонитрила с 18-краун-6-эфи-
ром в качестве катализатора н твердым цианистым калием как
источником нуклеофила [5, 6J. Найдено, что небольшие
количества воды не влияют на ход реакции [5], что предполагает
некоторую гидратацию цианид-нона в этих условиях. Это и не
удивительно, если вспомнить сообщение Старкса [2] о том, что
в жидкофазных процессах с переносом фазы переход каждой
молекулы нуклеофила в неполярную фазу сопровождают, по-
видимому, от четырех до пяти молекул воды. Вероятно, если бы
воду можно было тщательно исключить (т. е. получить «голые»
анионы), то реакционная способность цианида была бы еще
выше. Несмотря на очевидное сходство процессов переноса в
жидкофазных системах и системах твердая фаза — жидкость,
следует отметить качественные различия в относительной
реакционной способности первичных алкилгалогенидов (RC1
относительно RBr), которые наблюдались для случаев краун-эфиров
и четвертичных ионов [2, 6]. Характерно, что Старке
обнаружил, что в реакции цианид-иона с н-октилгалогенидами метан-
сульфонат-аниои был лучшей уходящей группой, чем бромид,
который в свою очередь являлся лучшей уходящей группой по
сравнению с хлоридом. Лиотта [6], с другой стороны, показал,
что в растворе ацетонитрила при использовании крауп-эфира
как межфазного катализатора бензплхлорид более
чувствителен к нуклеофилыюму замещению, чем бензнлбромид.
Известно также, что третичные амины влияют на процесс
замещения цианид-ионом первичных, аллильных и бензильных га-
логенидов в двухфазных системах [9]. Влияние структуры
амина на его эффективность как катализатора оказалось сходным
в этой реакции и в реакции образования сложных эфиров в
двухфазной системе, исследованной Хеннисом (разд. 1.7). Для
успешного осуществления реакции необходимо, чтобы и атом
азота аминогруппы и атом углерода, связанный с галогеном в
алкилгалогениде, были стернчески доступны для атаки. Так,
н-гексиламнн эффективен вместе с н-бутилбромидом, но смеси
втор-бутилбромида с н-гексиламином или н-бутилбромида с
цнклогексиламином неэффективны. Третичные амины, как
правило, более эффективны, чем вторичные или первичные амины.
Кроме того, выходы первичных цианидов резко снижаются с
увеличением размера первичной алкильной группы алкилбро-
мида, например, от количественного, когда А1к = н-С4Н9, до 6%
при А1к «=» к-СюН21 при использовании н-гексиламина в качестве

7. Реакции с цианид-иОном 127
катализатора. С другой стороны, грибутиламин оказывается
одинаково полезным как катализатор для количественного
превращения и 1-бромгексана и 1-бромдекана в соответствующие
нитрилы [9]. В общем, эти наблюдения согласуются с
предположением Хенниса с сотр. [10], что эти реакции катализируются
солями четвертичного аммония, которые образуются in situ.
Наконец, следует отметить, что реакция цианид-иона с
1-бромоктаноы, в которой образуется 1-октнлцианид,
катализируется четвертичными аммониевыми группами, связанными с
полистирольной смолой. Смола образует одну из трех фаз, две
другие — это водный раствор цианида и толуол, в котором
находится субстрат. Кинетические закономерности, наблюдаемые
для этой трехфазной системы, удивительно похожи на
закономерности, полученные Старксом [11].
7.3. Образование алкилцианидов
Алкилцианиды получаются всеми тремя основными
разновидностями метода межфазного катализа. Они включают метод
жидкофазного переноса (катализаторы — амины и
четвертичные ионы), катализируемый краун-эфирами перенос в системе
твердая фаза — жидкость и трехфазный каталитический метод.
Каждый из этих методов обсуждался в предыдущем разделе со
ссылкой на механизм, так что в основном остается
проиллюстрировать каждый метод примерами. Однако нужно отметить,
что опубликованы многочисленные синтезы нитрилов из стехио-
метрических количеств реагентов, среди них и синтезы в апро-
тонных диполярных растворителях [12].
Стехиометрические количества цианида тетраэтиламмоиия
реагируют с алифатическими бромидами в хлористом метилене,
ацетонитриле или ДМСО, образуя с хорошими выходами
соответствующие нитрилы [13]. Эти реакции по типу относятся к
этой теме, но в действительности не являются примерами
синтезов с применением межфазного катализа. Интересно, однако, что
в этих гомогенных условиях тетраэтиламмонийцианид оеагирует
с неопентилбромидом в ацетонитриле, образуя соответствующий
нитрил [уравнение (7.3)]. Обычно реакции бимолекулярного
нуклеофильного замещения с такими стерически
затрудненными субстратами происходят с трудом.
CHjiCN
(C2H5)4N+CN~ + (СНз)зССНг-Вг »■
—> (СН3)зССН2—CN + (C2H5)4N+Br' (7.3)
Получение ряда алифатических нитрилов сведено в табл. 7.1.
Несколько примеров иекаталитических реакций включены в эту
таблицу для удобства читателей, интересующихся больше
самим продуктом, чем методом его синтеза.

128
7. Реакции с цианид-ионом
Таблица 7.1
Синтез алифатических нитрилов
Субстрат
Первичные субстраты
С2Н5Вг
к-С4Н9Вг
изо-С4Н9Вг
м-С5НиВг
7-рет-С4Н9СН2Вг
K-C6Hi3Br
н-С6Н13С1
«-С7Н15Вг
к-С8Н17Вг
н-С8Н17С1
«-C8H17OSO2CH3
к-С8Н171
k-C8H17OTs
K-CioHjiBr
«-Ci2H25Br
Br(CH2)2Br
Br(CH2)3Br
Br(CH2)3Cl
С1(СН2)3С1
Br(CH2)4Br
С1(СН2)4С1
Катализатор а
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
ГА
ГА
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
ГА
ТБА
18-К-б
18-К-6
ГА
ТБА
ГДТБФБ
ГА
ДоМЭБ
ГДТБФБ
Криптат
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ТЭАЦ (ст)
ГА
ТБА
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
18-К-б
18-К-6
ТЭАЦ (ст)
18-К-б
18-К-б
ТЭАЦ (ст)
18-К-б
18-К-б
Выход, %
65
74
100
2
75
80
54
66
100
100
90
39
100
95
32
87
95
93
94
95
5—30
5-30
91
6
99
70
86
97
100
85 (моно)
100 (ди)
96
90
100
95

Растворитель б
А
А
—
—
В
А
Б
—
—
Б
Б
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
А
—
—
А
А
Б
С6Н„
А
Б
Б
А
Б
Б

Литература
13
13
9
9
13
13
13
9
9
6
6
9
9
1
9
15
1
14
14
1
1
1
13
9
9
13
13
б
6
13
6
б
13
6
б

7. Реакции с цианид-ионом
Продолжение табл. 7.1
Субстрат
Вторичные субстраты
«эо-С3Н7Вг
вгор-С4Н9Вг
цикло-С5Н9Вг
цикло-СвНцВг
цикло-С6НцС1
erop-C8Hi7Br
erop-C8Hi7Cl
Аллильные и бензильные
субстраты
СН2=СНСН2Вг
СН3СН=СНСН2Вг
С6Н5СН2Вг
cgHscp^cl
4-NO2C6H4CH2Cl
4-С1С6Н4СН2С1
3,4-(СН3О)2С6Н3СН2С1
2-ВгСН2С6Н4СН2Вг
Риз шчные субстраты
С2Н5ОСОСН2Вг
С2Н5ОСОС(СН3)2Вг
(С2Н5О)2СНСН2Вг
СН3ОСН2С1
(CH3)3SiCl
Катализатор а
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
18-К-6
ГА
ТЭАЦ (ст)
ТБА
18-К-6
18-К-6
18-К-6
ГДТБФБ
18-К-6
ТЭАЦ (ст)
ТБА
ТЭАЦ (ст)
18-К-6
ТЭАЦ (ст)
ТБА
18-К-6
18-К-6
18-К-6
18-К-6
18-К-6
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
ТЭАЦ (ст)
18-К-6
Выход, %
72
80
70
0
68
0
Только
элиминирование
То же
57
(17-элиминирова-
ние)
85-90
78
(3-элиминирова-
ние)
50
79
55
100
74
100
94
90-95
85—95
85—95
85-95
85 (ди)
60
80
85
30
40-50

Растворитель б
В
А
Б
—
Б
Б
—
Б
А
—
А
Б
А
—
Б
А или Б
Б
Б
Б
А
А
Б
Б
А
А

Литература
13
13
6
9
13
9
б
6
б
1
6
13
9
13
б
13
9
6
5
5
5
5
13
13
13
[3
13
5
5 .-*ак. 228

130
7. Реакции с цианид-ионом
Продолжение
"б
. Кричат- Г J
6 А-СНгСЬ; Б —CH3CN; В—ДМСО;-без растворителя.
7.4. Образование ацилнитрилов
Реакции нуклеофильного замещения могут происходить не
только у насыщенного атома углерода, но и у sp2-aTOMa
углерода, хотя в последнем случае это в сущности уже не реакция
иуклеофильного замещения, а последовательность реакций
присоединения— элиминирования. Например, бензоилхлорид
реагирует с цианистым натрием в условиях межфазного катализа,
образуя бензоилцианид согласно уравнению (7.4) [16].
Несколько примеров этой реакции представлено в табл. 7.2.
ArCOCl + NaCN
Q+C1~
ch2ci2
ArCOCN + NaCi
(7.4)
Ранее ароилцианиды получали взаимодействием ароилхлори-
да с цианидами ртути [17], серебра [18, 19,] или меди [20].
И хотя двухфазная каталитическая реакция более удобна для
получения ароилцианидов, чем реакция, катализируемая
цианидами металлов, ценность ее снижается из-за побочной
реакции образования димеров. По-видимому, эти димеры образуются
путем бензоилирования промежуточного дицианалкоголята
Таблица 7.2
Получение ароилцианидов
Ацилгалогенид
С6Н6СОС1
4-СН3С6Н4СОС1
4-СН3ОС6Н4СОС1
4-С|С6Н4СОС1
Выход, %
ароилцианида
60
72
60
22
димера
30
46

7. Реакции с цианид-ионом
131
[уравнение (7.5)]. Попытки проведения этой реакции с
алифатическими ацилхлоридами пока безуспешны.
О"
CN~ I ArCOCI
ArCOCN >- Ar—C(CN)2 *■ ArC(CN)2OCOAr (7.5)
7.5. Синтез эфиров цианугольной кислоты
Ряд эфиров хлоругольной кислоты превращен в эфиры
цианугольной кислоты взаимодействием с цианидом калия в
условиях межфазной катализируемой краун-эфиром реакции [21].
В отличие от ацилгалогенидов в этой реакции не наблюдалось
образования димеров (разд. 7.4), однако, к сожалению, ни
фосген, ни грег-бутиловый эфир хлоругольной кислоты не удалось
превратить в соответствующие нитрилы. Интересно, что в
отсутствие небольших количеств воды реакция происходит крайне
медленно. Вероятно, вода необходима для содействия
разрушению кристаллической решетки цианида калия; кроме того, вода
может играть важную роль в гидратации аниона. Превращение
эфиров хлоругольной кислоты в соответствующие цианпроиз-
водные изображено в уравнении (7.6), примеры синтезов
приведены в табл. 7.3.
18-краун-6
ROCOC1 + KCN »- ROCOCN + KC1 (7.6)
Таблица 7.3
Получение цианформиатов согласно уравнению (7.6) [21]
R
Метил
Этил
я-Бутил
Изобутил
2,2,2-Трихлорэтил
Выход, %
76
72
90
94
88
R
Изопропил
2-Октил
Циклогексил
Бензил
Фенил
Выход, %
62
88
90
65
82
7.6. Образование циангидринов
Реакция получения сложных эфиров циангидринов довольно
успешно проведена в каталитической двухфазной системе, в
которой одна из фаз — водный раствор цианида натрия или
калия, а вторая — раствор альдегида и хлорангидрида кислоты в
хлористом метилене. Эффективными катализаторами этой
реакции являются и соли четвертичного аммония, и 18-краун-
6-эфир. Механизм образования эфиров циангидринов альдеги-
5*

132
7. Реакции с цианид-ионом
дов {уравнение (7.7)], вероятно, подобен механизму,
предложенному для объяснения образования димеров бензоилциани-
дов [уравнение (7.5)] [3, 22]. Согласно этому механизму,
цианид-анион присоединяется по карбоксильной группе альдегида,
давая алкоголят-анион, который в свою очередь ацилируется
ацилхлоридом.
О" О—СО—С6Н5
ArCHO + CN'
ArCH—CN
СвН5-СО-С1
->■
I
ArCH—CN
(7.7)
При попытках заменить хлорангидриды кислот на эфиры
хлоругольной кислоты получили не ожидаемые эфиры циан-
гидринов (карбонаты), а цианугольные эфиры [22].
По-видимому, этот результат объясняется различием реакционной
способности карбонильных групп в данных соединениях, которая
изменяется в ряду: хлоругольные эфиры > ароматические
альдегиды > ароилхлориды.
? ?
C6HS-C-H + R-O-C-C1
C6HS-C-H
CN
(7.8)
? ?
C6H5-C-H + RO-C-CN
В условиях межфазного катализа получены также аллило-
вые эфиры циангидринов альдегидов [23]. Органическая фаза,
содержащая циангидрин альдегида, аллилгалогенид
(желательно бромид) и хлористый метилен, перемешивается с водным
раствором едкого натра и хлоридом трикаприлметиламмония.
Анионный обмен в водной фазе приводит к ионной паре
гидроокись— трикаприлметиламмоний, которая реагирует с циангид-
рином, образуя соответствующий алкоголят. Реакция алкого-
лята с аллилгалогенидом дает аллиловый эфир циангидрина
[уравнение (7.9)]. Образование небольших количеств аллил-
нитрила, очевидно, обусловлено побочной реакцией галогенида
с небольшой равновесной концентрацией цианид-иона.
Несколько примеров подобных реакций представлены в табл. 7.4.
г
R-C-H +
О+ОН~
о-
R-C-H
CN
1
R-CHO + CN-

7. Реакции с цианид-ионом
133
Таблица 7.4
Получение эфиров циангидринов согласно уравнению (7.9)
R
(СН3)2СНСН2
(СН3)2СНСН2
(СН3)2СНСН2
СН3СН(ОСН3)СН2
СНз
(СН3)2СНСН2
сн3
R,
н
н
СНз
СНз
СНз
СНз
СНз
R,
Н
СНз
СНз
СНз
СНз
(СН3)2С = СН(СН2)2
(СН3)2С=СН(СН2)2
Выход, %
46
45
46
27
32
37
30
7.7. Бензоиновая конденсация
Кроме выше перечисленных реакций, в которых цианид-ион
применялся в стехиометрических количествах, в нескольких
органических реакциях цианид-ион был использован как
межфазный катализатор. Среди них заслуживает внимания
бензоиновая конденсация, которой способствует присутствие небольших
количеств цианида тетрабутиламмония. Например, при
введении небольшого количества цианида тетрабутиламмония при
комнатной температуре в 50%-ный водно-метанольный раствор
бензальдегида последний превращается в бензоин [уравнение
+
(7.10)] [4]; в отсутствие (CtHg^NCN- бензоин не образуется.
2С6Н5СНО + (C4H9)4N+CN~ (кат.) —> С6Н5СН(ОН)СОС6Н5 (7.10)
Солодар [4], а позднее и другие исследователи показали,
что бензоиновая конденсация катализируется смесью
цианистого калия с краун-эфиром [24] или ионообменными смола-
Таблица 7.5
Каталитическая бензоиновая конденсация
Альдегид
с„нБсно
4-СН3С6Н4СНО
4-СН3ОС6Н4СНО
Фурфурол
Выход, %
70
78
51
99
11
66
64
Катализатор
ТБАЦ
18-К-6 или ДБ-18-К-6
Амберлит — цианид
18-К-6 или ДБ-18-К-6
Амберлит — цианид
18-К-6 или ДБ-18-К-6
Амберлит — цианид
Температура,
Комнатная
60
85-90
60
85—90
60
85-90

Литература
4
24
25
24
25
24
25

134 7. Реакции с цианид-ионом
ми— амберлитом IRA-400 и IRA-410 [25]. В последнем случае
требуется значительное количество катализатора [25].
Результаты, полученные при проведении нескольких бензоиновых
конденсаций, приведены в табл. 7.5.
Цианид-ион — не единственный известный катализатор
бензоиновой конденсации. Эта реакция катализируется также
бромидами N-алкилтиазолия. Образующий мицеллы бромид N-лау-
рилтиазолия — гораздо лучший катализатор, чем N-бутилзаме-
щенная соль. Это означает, что реакция в этом случае не
только межфазная, но и мицеллярная. N-Алкилтиазолийбромид
эффективен также для ацилоиновой конденсации [уравнение
(7.11)] алифатических альдегидов, в то время как цианид-ион
ие катализирует эту конденсацию (табл. 7.6) [26].
катализатор
2RCHO »■ RCH(OH)COR (7.U)
Таблица 7.6
Получение ацилоинов а [26]
Альдегид
Выход,
Пропаналь
Бутаналь
Гексаналь
Октаналь
Бензальдегид
Фурфурол
а Использовалась 0,07 экв.
16
39
67
63
95
80
катализатора.
7.8. Гидроцианирование, циансилилирование
и другие реакции
В настоящее время в литературе имеется только один
пример гидроцианирования олефина в условиях межфазного
катализа. Метакрилонитрил в ацетонитриле реагирует с цианидом
калия и ацетонциангидрином в присутствии каталитических
количеств 18-крауна-6, давая, согласно уравнению (7.12), 1,2-ди-
цианопропан (выход 92%). Циангидрин является донором
протона и источником цианид-иона [6].
краун-эфир - (CH3)2G(CN)OH
CH2=C(CH3)CN >- NC—CH2—C(CH3)CN >-
K+GN"
NCCHsCH(CH3)CN (7.12)

7. Реакции с цианид-ионом 135
Реакция карбонильных соединений с триметилсилилциани-
дом, в результате которой образуются триметилсилиловые
эфиры циангидринов (способ защиты карбонильной функции),
катализируется цианидом калия в присутствии 18-крауна-6,
цианидом тетрабутиламмония или смолой, содержащей тетраалкил-
аммонийцианид [27, 29]. Предполагают, что нуклеофильный
цианид-анион атакует карбонильную группу, давая анион ци-
ангидрина. Этот анион силилируется триметилсилилцианидом,
генерируя одновременно эквивалент цианид-аниона.
Последовательность превращений изображена в уравнении (7.13).
(CH3)3SiCN
—> R1R2C(CN)—OSi(CH3)3 + CN" (7.13)
В соответствии с этим уравнением пентанон-3 и 4-грег-бутил-
циклогексанон циансилилированы с выходами 89 и 99%
соответственно при использовании каталитических количеств
цианистого калия и 18-краун-6-эфира [28].
Система KCN — краун-эфир катализирует также реакцию
гранс-циансилилирования пентаналя и октанона-2 действием
триметилсилилового эфира ацетонциангидрина, в которой
образуются замещенные циангидрины — с выходами 76 и 85%
соответственно [28]. Реакция гранс-циансилилирования показана
в уравнении (7.14).
120°С
R'R2C=O+(CH3)2C(CN)-OSi(CH3)3 KCN/18K-6> R1R2C(CN)-OSi(CH3)3
ацетон
(7.14)
Результаты моноциансилилирования хинонов представлены в
табл. 7.7. Найдено, что альдольная конденсация этилового
эфира а-триметилсилилдиазоацетата с альдегидами [уравнение
(7.15)] катализируется комплексом цианида калия с 18-крау-
ном-6 [30]. Предложен механизм, включающий енолят-анион
диазоэфира. Несколько примеров этой конденсации приведены
в табл. 7.8.
KCN
RCHO + (CH3)3Si-C(=N2)—СООС2Н6 - —*-
краун-эфир
—> R—CH(OSiMe3)C(=N2)—COOC2H5 (7.15)
Фотохимическое цианирование ароматических углеводородов
в ацетонитриле дает большие выходы продуктов, когда
источником цианид-ионов является комплекс цианистого калия с
18-краун-6-эфиром [31], по сравнению с подобной реакцией,
проводимой в двухфазной водно-органической системе [32];

136
7. Реакции с цианид-ионом
Таблица 7.7
Циансилилирование хинонов [27, 29]
CN
Ri
H
СНз
ОСНз
ОСНз
ОСНз
СНз
rper-CiHg
н
СНз
ОСНз
R,
н
н
н
н
ОСНз
СНз
трег-С4Н9
R,
н
н
н
СНз
н
н
н
-с4н4-
-С4Н4-
-С4Н4-
Отношение
А : Б
89: 11
100:0
100:0
100:0
94:6
0: 100
91 :9
100:0
Выход, %
80
92
80
90
65
100
98
75
96
82
Таблица 7.8
Альдольиая конденсация
этил-а-триметилсилилдиазоацетата [30]
Альдегид
СН3(СН2)4СНО
(СНзЬСНСНО
С6Н5СНО
4-С1С6Н4СНО
4-СН3ОС6Н4СНО
сн3сн=ссно
СНз
Выход аддукта, %
86
93
86
93
83
44
[уравнение (7.16)]. В этой реакции использовали 10-кратный
избыток комплекса 18-краун-6 — KCN относительно
ароматического углеводорода (концентрация которого Ю-4 М).
Повышение выхода приписали увеличению активности цианид-иона

7. Реакции с цианид-ионом 137
благодаря уменьшению его гидратации. Бифенил, нафталин,
фенантрен и антрацен фотоцианированы с выходами 50, 15, 25
и 20% соответственно; в последнем случае получена смесь
продуктов моно-и дицианирования [31].
ftv
АгН + KCN/краун-эфио СНзСЫ > ArCN (7.16)
Агенты фазового переноса добавляли в органические
растворители, чтобы растворить соли, которые являются
индифферентными растворителями в электролитических синтезах [33].
И нафталин, и анизол были подвергнуты анодному
цианированию в хлористом метилене [уравнение (7.17)]. Реакция
оказалась простой, в обоих случаях получены высокие выходы
продуктов, которые представляют собой смеси изомеров.
Реакция не особенно эффективна, однако этот недостаток
компенсируется использованием дешевых индифферентных
электролитов.
-2е
ArH + CN" » ArCN + H+ (7.17)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Storks С. М., J. Am. Chem. See, 93, 195 (1971).
2. Storks С. M., Owens R. M., J. Am. Chem. Soc, 95, 3613 (1973).
3. Brandstrom A., Preparative Ion Pair Extraction, pp. 108—109. Hassle,
Sweden, 1974, Apotekarsocieteten.
4. Solodar I., Tetrahedron Lett., 1971, 287.
5. Zubrlck J. W., Dunbar B. /., Durst H. D., Tetrahedron Lett., 1975, 71.
6. Cook F. L, Bowers С W., Llotta С L, J. Org. Chem., 39, 3416
(1974).
7. Menger F. M., J. Am. Chem. Soc, 92, 5965 (1970).
8 Smiley R. A., Arnold C, J. Org. Chem., 25, 257 (1960).
9. Reeves W. P., White M. R., Synthetic Commun., 6, 193 (1976).
10. Hennis H. £., Thompson L. R., Long J. P., Ind. Eng. Chem., Prod. Res.
Dev., 7, 96 (1968).
11. Regen S. L, J. Am. Chem. Soc, 98, 6270 (1976).
12. Friedman L, Shechter H., J. Org. Chem., 25, 877 (1960).
13. Simchen П., Kobler H., Synthesis, 1975, 605.
14. Cinquini M., Montanari F., Tundo P., Chem. Commun., 1975, 393.
15. Colonna S., Fornasier R., Synthesis, 1975, 531.
16. Koenig к. £., Weber W. P., Tetrahedron Lett., 1974, 2275.
17. Wohler F., Liebig J., Ann., 3, 249 (1832).
18. Habner H., Ann., 120, 330 (1861).
19. Nef J. [/., Ann., 287, 307 (1875).
20. Oakwood T. S., Weisberger С. Л., Org. Syn., Cooll. Vol. Ill, p. 112, New
York, N. Y., J. Wiley, 1955.
21. Childs M. £., Weber W. P., J. Org. Chem., 41, 3486 (1976).
22. Koenig K- E., Childs M. E., Weber W. P., неопубликованные данные
23. Cazes В., Julia S., Tetrahedron Lett., 1974, 2077.
24. Akabori S., Ohtomi M,. Aral K., Bull. Chem. Soc. Japan, 49, 746
(1976).

138 7. Реакции с цианид-ионом
25. Dun G., Compt. Rend., 242, 1630 (1956).
26. Tagakl W., Нага Я., Chem. Commun., 1973, 891.
27. Evans D. A., Truesdale L. K-, Carroll G. L, Chem. Commun., 1973, 55.
28. Evans D. A., Truesdale L. /(., Tetrahedron Lett., 1973, 4929.
29. Evans D. A., Hoffman I. M., Truesdale L. K-, J. Am. Chem. Soc, 95, 5822
(1973).
30. Evans D. Л., Truesdale L. K-, Grimm K. G., J. Org. Chem., 41, 3355 (1976).
31. Beugelmans R., LeGoff M.-T., Pusset I., Roussi G., Chem. Commun., 1976,
377.
32. Vink J. A., Verheijdt P. L., Cornelisse J., Havinga E., Tetrahedron, 28,
5081 (1972).
33. Eberson L., Helgee В., Chem. Scripta, 5, 47 (1974).

8. Реакции супероксид-ионов
8.1. Введение
Соли перекисей, подобные перекисям натрия или калин,
практически нерастворимы в неполярной среде, несколько
лучше они растворимы в протонных средах, однако именно в этих
средах они неустойчивы [1]. Перекись калия только умеренно
растворима в диполярном апротонном растворителе ДМСО [2].
В связи с плохой растворимостью перекисей, а также
недоступностью электрохимически генерируемых перекисей [3] для
большинства лабораторий, химия этого потенциально интересного
нуклеофила до сих пор мало изучена.
Однако в последние пять лет было показано, что краун-эфи-
ры, такие, как 18-краун-6 или дициклогексил-18-краун-6,
образуют комплексы и растворяют перекись калия в таких
растворителях, как диметилсульфоксид, бензол, тетрагидрофуран, диме-
тилформамид, диметоксиэтан и даже диэтиловый эфир [4].
В последнее время солч перекисей привлекли к себе
значительное внимание в связи с интересом к их роли в биологических
процессах, а также появившейся возможностью растворять их
в органических растворителях. О некоторых достижениях в
области применения перекисей в органическом синтезе и
сообщается в этой главе.
8.2. Реакции у насыщенного углерода
Дициклогексил-18-краун-6 катализирует реакцию перекиси
калия с первичными и вторичнымии алкилбромидами, алкил-
мезилатами и алкилтозилатами в бензоле, которая приводит к
образованию диалкилперекисей [уравнение (8.1)] [5]. Реакция
краун-эфир
2R—Х + КО2 »■ R—О—О—R (8.1)
является бимолекулярным процессом замещения типа SN2 н
происходит с обращением конфигурации: из (—)-R-2-6poM-
октана образуется (+)-5,5-ди-2-октилперекись (инверсия
>94%). Стереохимия этой реакции доказана с помощью цикла

140
8. Реакции супероксид-ионов
превращений, приведенных в уравнении (8.2).
(S)«-C6H13-CH-OH
+ 8,6
PBfj
СН3
(R) «С6Н13-СН-Вг НЬ-42.5
КОз/ДЦ-18-К-б
I
(S)»-C6H13-CH-OH
[a]bs + 7,7
L1A1H
(8.2)
± (S.S) («-С6Н,з-СН-О)2 [а]Ь5+39.9
Эта реакция замещения под действием супероксид-иона часто
дает спирты и олефины в качестве побочных продуктов.
Результаты нескольких реакций замещения под действием
супероксид-ионов, в которых образуются перекиси, спирты и(или)
олефины, приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1
Замещение у насыщенного атома углерода супероксид-ионом [5]
Субстрат (RX)
я-СбНцВг
H-CeH,3Br
H-C7Hi6Br
к-С1бН33Вг
K-CieH37Br
H-Ci8H37Br
цикло-СвНцВг
ЦИКЛ0-С5Н9ВГ
С6Н,3СН(СНз)Вг
«-Ci8H37OTs
K-dsHsrOMs
C6H,3CH(CH3)OTs
C6H,3CH(CH3)OMs
Выход продукте
перекись
53
54
56
44
77
61
—
42
55
50
46
52
44
спирт
—
—
21
21
18
—
—
—
42
40
13
19
в, %
олефины
—
—
—
—
—
67
24
37
—
—
16
14
Катализатор
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
Если катализируемая краун-эфиром реакция с алкилгалоге-
нидом проводится в растворе диметилсульфоксида, то ее
продуктом является соответствующий спирт [6—9]. Образование
спирта, а не диалкилперекиси в этой реакции — результат
взаимодействия алкилгидроперекисного аниона с диметилсульфокси-
дом, которое дает алкоголят и диметилсульфон [уравнения

8. Реакции супероксид-ионов
141
(8.3) — (8.5)] [9]. Предполагают, что алкилгидроперекисный
анион образуется в результате восстановления первоначального
алкилгидроперекисного радикала супероксид-анионом [8, 9]
RX + Oj- —> R—О—О. + Х" (8.3)
R—О—О • + Of
R—О—О" -f O2
(8.4)
R_O—О" + CH3SOCH3
RO" + CH3SO2CH3 (8.5)
Таблица 8.2
й
о
Число атои
углерода
4
6
7
8
10
Замещение у насыщенного атома углерода
КО2 в
Субстрат
гре7-С4Н9Вг
СН3(СН2)2С(СН3)2Вг
гране-1,2-Дибромциклогексан
ОТ
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2Вг
С1(СН2)7СН3
СН3СНС1(СН2)5СН,
Вг(СН2)7СН3
1(СН2)7СН3
СН3СНВг(СН2)5СНз
СН3СН1(СН2)5СНз
TsO(CH2)7CH3
CH3CH(OTs)(CH2)5CH3
Вг(СН2)9СН3
СНз
(СН3)2С=СН(СН2)2С==СНСН2Вг
4uc-4-rper-C4H9C6HioOTs
rpa«C-4-rper-C4H9CsH,0OMs
дмсо
Выход
спирт
Немного
20 (инв.)
(Г
100
(Г
^^ ОТНР
29
41
75
34
36
63
46
51
48
75
75
80
75
95 (инв.)
96 (инв.)
под действием
1родуктов, %
олефин
Немного
30
—
a
67
—
—
1
12
1
3
34
48
1
23
—
—
—
—
альдегид
или кетон
—
—
—
6
—
5
1
12
11
1
1
1
1
—
—
—
—
Литератур
7
6
7
7
6
7
6
6
6
6
6
6
6
6
7
7
7
7

142 8. Реакции супероксид-ионов
Первая реакция между алкилгалогенидом и
супероксид-анионом представляет собой процесс нуклеофильного замещения
[уравнение (8.3)], поскольку в случае оптически активных
вторичных галогенидов, тозилатов и мезилатов реакция приводит
к спиртам с обращением конфигурации. Однако наблюдается
относительно небольшое различие в скоростях реакций с
первичными и вторичными алкилгалогенидами, что не
укладывается в рамки обычных представлений о SN2-MexaHH3Me. Примеры
превращения алкилгалогенидов в спирты в растворе ДМСО
приведены в табл. 8.2.
8.3. Присоединение по карбонильной группе
Супероксид-ионы реагируют со сложными эфирами в
присутствии 18-краун-б-эфира, образуя после обработки водой
соответствующие кислоты [7, 8, 10]. Эту реакцию впервые
осуществил Кори, который показал, что в реакции одновременно
происходят расщепление и замещение. Два примера этой
реакции приведены в уравнениях (8.6) и (8.7):
Наблюдение, что из R-2-октилацетата образуется И-октанол-2
с 99%-ным сохранением конфигурации, исключает ту
возможность, что реакция происходит путем расщепления связи ал-
кил •—кислород [10]. Эти результаты согласуются с
механизмом обычного гидролиза эфиров, который осуществляется
путем расщепления связи ацил — кислород. Ни амиды, ни
нитрилы не вступают в подобную реакцию в условиях межфазного
катализа [10]. Данные по расщеплению сложных эфиров
супероксид-ионом суммированы в табл. 8.3.
Перекись калия, как найдено, вступает в реакцию
нуклеофильного замещения с ацилхлоридами, образуя в растворе
бензола диацилперекиси [уравнение (8.8)]. Эта реакция,вероятно,

8. Реакции супероксид-ионов
Таблица 8.3
Расщепление эфиров супероксид-иоиом [10]
Эфир
CH3CO2CH(CH3)CeHi3
(СН3)зССО2СН3
С6Н5СО2С2Н5
«-С7Н15СО2СНз
«-С7Н15СО2СН(СН3)2
«-С7Н15СО2С(СН3)з
к-С7Н15СО2СН2С6Н5
М-С9Н19СО2С6Н5
Образующаяся кислота
Уксусная
Пивалиновая
Бензойная
Октановая
„
Бензойная
ос»*
Дскановая
Выход, %
89
81
88
98
98
96
100
55
85
84
Таблица 8.4
Получение диарилперекисей (11]
О О О
R—С—С1 —>
R
с6н5-
4-СН3ОС6Н4-
4-С1С6Н4~
2-С1С6Н4-
2-СН3С6Н4-
СНз(СНг)12 —
СН3(СН2)14-
R—С—О—О—С—R
Выход, %
61
62
69
57
53
74
50
Таблица 8.5
Реакции расщепления под действием супероксид-иона
Субстрат
Дибензоил
Камфорхинон
Циклогександион-1,2
Образующаяся кислота
Бензойная
Камфарная
Адипиновая
Выход, %
87
87
53

144
8. Реакции супероксид-ионов
Субстрат
2-Кетоглутаровая кислота
2-Кетофеннлуксусная кислота
Этил-2-кетофенилацетат
Бензоин
2-Окснциклогексанон
Миндальная кислота
2-Оксистеариновая кислота
1-Циклогексилминдальная кислота
1 -Оксициклогептанкарбоновая кислота
Этил манделат
2-Хлорциклогексанон
2- Хлорциклооктанон
З-Бромкамфора
Фенапилхлорид
2-Бром-2-фенилуксусная кислота
2-Бромоктановая кислота
Метил-2-бром-2-циклогексил ацетат
П родолжение
Образующаяся кислота
Янтарная
Бензойная
п
п
Адипнновая
Бензойная
Гептадекановая
—
—
Бензойная
Адипиновая
Октандиовая
Камфарная
Бензойная
„
Гептановая
Циклогексанкарбоновая
табл. 8.5
Выход, %
43
93
93
98
69
94
77
0
0
93
60
62
54
72
90
58
54
не требует никакого катализатора [11] и, по-видимому,
происходит на границе раздела твердая фаза — жидкость
(табл. 8.4).
О 0 0
II II I!
2R—С—С1 + 2КО2 —> R—С—О—О—С—R + 2KCI + О2 (8.8)
Катализируемая краун-эфирами реакция перекиси калия с
а-кето-, а-окси- и а-галогенкетонами и с соответствующими
производными сложных эфиров и карбоновых кислот в бензоле
дает карбоновые кислоты, как показано в уравнении (8.9) [12].
Требованием, необходимым для осуществления реакции,
является наличие а-водорода у реакционного центра, так как
реакция не происходит с 1-окси-1-карбоксициклогептаном и а-цик-
логексилминдальной кислотой (табл. 8.5).
краун-эфир
R—СНХ—СО—R' -f КО2 >■ R—СООН + R'—СООН (8.9)
Ряд халконов расщеплен перекисью калия [13], при этом
образуется смесь двух, а иногда трех карбоновых кислот, как
видно из уравнения (8.10). Эксперименты с мечеными
соединениями показывают, что енон снимает электрон с перекисного
аниона, затем образующийся радикал реагирует с
молекулярным кислородом. Общий механизм для таких реакций предло-

8. Реакции супероксид-ионов
145
Таблица 8.6
Расщепление супероксид-ионом халконов
R1
н
4-СНз
4-СНзО
4-С1
4-Вг
4-СНз
4-Вг
Н
Н
Н
Н
R
Н
Н
н
н
н
4-Вг
4-СН-
4-Вг
4-С1
2-NO2
З-Вг
I
II
90
62 32
72
73
52
64
59
62
57
53
64
29
35
33
24
43
40
39
35
36
Ш
5
6
5
5
5
_
6
—
3
—
—
жен в работе [13]. Результаты нескольких реакций
расщепления халконов приведены в табл. 8.6.
R>-C6H4—СО—СН=СН-С6Н4—R —^
—> R1—C6H4COOH + RCeH4COOH + RC6H4CH2COOH (8.10)
I II III
8.4. Реакции с арилгалогенидами
Перекись калия в присутствии дициклогексил-18-краун-6-
эфира использована для проведения реакции нуклеофильного
замещения галогенбензолов, активированных электроноакцеп-
торными нитрогруппами [14] [уравнение (8.11) и табл. 8.7].
х ОН
No2
ДЦ-18-К-6
»■
ко,
NO2
(8.11)
NO2
Механизм реакций нуклеофильного ароматического
замещения под действием перекисных анионов отличается от
механизма реакций нуклеофильного замещения в алифатическом ряду.
Так, в катализируемой 18-краун-6-эфиром реакции меченной 18О
перекиси калия с 1-бром-2,4-динитробензолом в бензоле,
насыщенном немеченым кислородом, образуется 2,4-динитрофенол.
практически не содержащий метки. Потеря метки 18О в этой

146
8. Реакции супероксид-ионов
Таблица 8.7
Реакция ароматического иуклеофильиого замещения под действием
супероксид-иоиа
Субстрат
Катализатор
Выход,
г
у'
NO2
X = F
X = C1
X = Br
X = I
2-Нитробромбензол
4-Нитробромбензол
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
1,2-Динитробензол
1,3-Динитробензол
1,4-Диннтробензол
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
ДЦ-18-К-6
53
95
95
95
95
55
НО
31

8. Реакции супероксид-ионов
147
реакции исключает механизм прямого замещения. Этот
результат согласуется с механизмом, включающим перенос электрона
от перекисного аниона к нитроароматическому соединению с
образованием промежуточного ароматического анион-радикала,
который реагирует с кислородом (из любого источника), давая
фенол. Этот механизм сформулирован в уравнениях (8.12),
примеры реакции суммированы в табл. 8.7.
N0]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. LeBerre A., Berguer У., Bull. Soc. Chim. France, 1966, 2363, 2368.
2. Johnson E. L, Pool K. H., Hamm R. E., Anal. Chem., 38, 183 (1966).
3. Mayed E. A., Bard A. J., J. Am. Chem. Soc, 95, 6223 (1973).
4. Valentine J. S., Curtis А. В., J. Am. Chem. Soc, 97, 224 (1975).
5. Johnson R. A., Nidy E. G., J. Org. Chem., 40, 1680 (1975).
6. San Filippo, Jr., J., Chem C.I., Valentine J. S., J Org. Chem. 40, 1678
(1975).
7. Corey E. J., Nicolaou K. C, Shibasaki M., Machida Y. Shiner С S
Tetrahedron Lett., 1975, 3183.
8. Corey E. J., Nicolaou K. C, Shibasaki M., Chem. Commun., 1975, 658.
9. Gibian M. J., Ungermann Т., J. Org. Chem., 41, 2500 (1976).
10. San Filippo, Jr., J., Romano L. J., Chem C-L, Valentine J. S. J Org
Chem., 41, 586 (1976).
11. Johnson R. A., Tetrahedron L(*t, 1976, 331.
12. San Filippo, Jr., J., Chem C.-L, Valentine J. S., J Or?. Chem 41, 1077
(1976).
13. Rosenthal I., Frimer A., Tetrahedron Lett., 1976, 2805.
14. Frimer A., Rosenthal I., Tetrahedron Lett., 1976, 2809.

9. Реакции других нуклеофилов
9.1. Введение
В предыдущих главах мы рассмотрели несколько различных
реакций нуклеофильного замещения, проводимых в условиях
межфазного катализа. Подробное рассмотрение каждой из этих
реакций оправдывалось либо большим количеством известной
для них информации, либо их индивидуальностью. Однако
имеются реакции, еще мало изученные или достаточно простые,
в которых реакционную способность нуклеофила можно
предсказать заранее. Примеры именно таких реакций мы собрали
в этой главе, надеясь, что такая информация будет полезна
читателю.
В данной главе представлены реакции с галогенид-ионами —
фторидом, хлоридом, бромидом и иодидом, а также с псевдо-
галогенид-ионами и среди них — реакции с азидом и нитритом.
Кроме того, в этой главе обсуждаются некоторые реакции
элиминирования (нуклеофил/основание — гидроокись) и несколько
реакций с металлоорганическими соединениями. Мы также
коротко упомянем о нескольких процессах полимеризации,
инициируемых в условиях межфазного катализа.
9.2. Галогенид-ионы
В двухфазных системах проведены реакции со всеми
четырьмя галогенид-ионами (фторидом [1—5], хлоридом [5—11],
бромидом [5, 8—10] и иодидом [5, 7—10, 12—15], причем
изучены процессы, катализируемые четвертичными ионами [1, 6—8,
10, 12—15], краун-эфирами [2, 4, 8, 9, 13], криптатами [3, 13]
и смолами [5]. Большинство из этих процессов в сущности
представляют собой реакцию Финкельштейна [16]. В типичном
межфазном процессе с фторид-ионом, катализируемом краун-эфи-
ром, раствор бензилбромида в ацетонитриле перемешивается с
каталитическим количеством 18-краун-6-эфира и твердым
фторидом калия. Продукт реакции бензилфторид [уравнение (9.1) ]i
выделяется с количественным выходом [2].
краун-эфир
С,Н»СН2—Br + KF — >- CeH5CH2-F + КВг (9.1)

9. Реакции других нукЛеофилов 149
В двухфазных жидких системах для растворения галогенида
в неполярном растворе субстрата используется или соль
четвертичного аммония [6, 7], или краун-эфир [9]. Источником
галогенид-иона в таких случаях является водный раствор
галогенида щелочного металла.
Субстратами, используемыми для замещения, были
различные галогениды, метансульфонаты, брозилаты и тозилаты. Для
получения вторичных алкилгалогенидов, по-видимому, наиболее
удобны метансульфонаты; в этом случае галогениды получаются
с более высокими выходами и образуется меньше продуктов
элиминирования, чем с бромидами. Метансульфонаты оптически
активных вторичных спиртов реагируют с хлоридами или
бромидами с преимущественным обращением конфигурации [10].
Соответствующая реакция с иодид-ионом приводит к почти
рацемическому продукту. Вторичные алкильные субстраты
обычно менее реакционноспособны, чем первичные, однако ряд ну-
клеофильности остается общим для обоих случаев: I > Вг >
> Cl > F [10]. Комплексы галогенидов щелочных металлов с
краун-эфирами, вероятно, лучше диссоциируют и оказываются
более реакционноспособными, чем соответствующие галогениды
тетрабутиламмония [8]. Реакции с галогенид-ионами в
условиях межфазного катализа приведены в табл. 9.1.
Интересной разновидностью метода синтеза хлоридов в
межфазных условиях являются метод с использованием
концентрированного водного раствора iHCl в качестве источника
хлорид-ионов. Нерастворимые в воде первичные спирты
перемешиваются при нагревании с НС1 в присутствии гексадецилтрибу-
тилфосфонийбромида. Реакция протекает довольно медленно, но
выходы хорошие [11]. Эти данные также включены в табл. 9.1.
Может возникнуть законный вопрос о преимуществе метода
межфазного катализа для синтеза галогенпроизводных,
особенно иодидов, когда реакция Финкельштейна йодистого натрия
с органическим субстратом в ацетоне является особенно
эффективной и дает высокие выходы продуктов. Действительно, в тех
случаях, где возможно провести сравнение [17], оказалось, что
метод межфазного катализа практически не имеет преимуществ.
Однако следует учитывать, что этот метод позволяет проводить
такие реакции не только в ацетоне и бутаноне-2, но и в других
растворителях и, что еще более важно, вводить в реакцию не
только иодиды, но и другие галогениды щелочных металлов.
Последнее обстоятельство особенно важно для синтеза
фторидов, поскольку в этом случае выбор методов синтеза весьма
ограничен.
Как и ожидалось для реакции Финкельштейна, галогенид-
ноны в межфазных условиях ведут себя и как нуклеофилы, и
как основания. Например, имеется сообщение, что бромцикло-

)5Q
9. Реакции других нуклеофилов
Таблица 9.1
Реакции галогенид-ионов
Субстрат
Фторид
СН3СОС1
(СНз)зССН2Вг
OSi(CH3)3
Cl
d^
Ci
Br
k-C6H,3C1
OSi(CH3)3
Cl
NO2
NOj
Реагент/катализатор
KF/18-K-6
KF/ГДТБФБ
ТБАФ/ТГФ
БТМАФ
КР/[2,2,2]-криптат
Смола—N(CH3)3F"
KF/ГДТБФБ
KF/18-K-6
KF/ГДТБФБ
Р7БТМАФ/ТГФ
KF/18-K-6
CH3CN
Продукт (выход, %\
CH3COF (100)
0
H5C2OCO—СН
O"
(67)
2-C5CI4FN (65)
2,6-C5Cl3F2N (12)
Циклогексен (50)
0
Циклогексен (100)
k-C6H13F (80)
О"
(79)


тература
2
1
19
18
5
1
2
1
18

9. Реакции других нуклеофилов
151
Продолжение табл. 9.1
Субстрат
Реагент/катализатор
Продукт (выход, %|
OSi(CH3)3
OSi(CH3)3
(CH3)3SiCH2CO2C2H5
н-С8Н17С1
M-C8Hi7Br
k-C8H,7OSO2CH3
KF/18-K-6
(Мейзенгеймер)
KF/ГДТБФБ
KF/18-K-6
Смола—N(CH3)3F"
2: 1 KF/18-K-6
БТМАФ/ТГФ
БТМАФ/ТГФ
ТБАФ/ТГФ
KF/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3F"
KF/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3F"
KF/I8-K-6/CH3CN
KF/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3F"
ДЦ-18-К-6
F F
NO 2
NO2
C6H5CH2F (90)
C6H5CH2F (100)
C6H5CH2F (95)
О О
CH2CO2C2H5
h-C3H,7F (82)
k-C3H,7F (87)
k-C8H,7F (64)
h-C8H17F (82)
k-C8H,7F (92)
k-C8H17F (90)
h-C8H17F (92)
k-C8H17F (65)
(59)
* Очевидно, здесь опечатка; в оригинальной статье \'1\ получение соединения не опи-
ааио. — Прим. вед

152
9. Реакции других нуклеофилов
Субстрат
г
KF/N
1
k-C6Hi3CH(CH3)C1
«-СвН13СН(СН3)Вг
«-C6H13CH(CH3)OSO2CH3
H-CeH13CH(CH3)OSO2CH3
(оптически активный)
«-C6H13CH(CH3)OTs
С6Н5СО—CH2Br
«-С12Н25С1
н-С16НззВг
изо-С4Н9—СН—NH
| |
1 1
о=с с=о
1
NH О—СН2С6Н6
1
сн2
1
СО—ОС2Н5
Реагент/катализатор
О О N
О О 1
KF/ГДТБФБ
KF/ГДТБФБ
KF/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3F"
KF/18-K-6/CH3CN
KF/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3F~
KF/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3F~
Смола—N(CH3)3F-
KF/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3F~
ТБАФ/ТГФ
Продолжение табл.
Продукт (выход, %)
к-С„Н17Р (85)
w-C8H,7F (99)
«-C6H13CHFCH3 (20)
Алкен (66)
Алкен (100)
Алкен (20)
w-C6H13—CHFCH3 (32)
Октены (68)
«-C6H13CH(CH3)F (54)
Алкен (26)
«-C6H13CH(CH3)F (70)
m-C6Hi3CHFCH3 (57)
[а]20 = +6,2°
«-C6H13CH(CH3)F (62)
С6Н5СО—CH2F (99)
н- С l2H25F (77)
h-C16H33F (77)
«зо-С4Н9—СН—NH (90)
О-С С-0
\/
N
1
СН2
1
СО—ОС2Н5
9.1

Литера
тур!
13
13
1
1
5
2
1
5
10
5
5
1
5
20

9. Реакции других нуклеофилов
Продолжение табл. 9.1
Субстрат
СН2—OSi(CeH5)2C4He-rper
СН2
\о-(
(
ZH
:н—Оч
.сн2
сн—о/
СН2ОН
Хлорид
«-С4Н9ОН
«-СвН13ОН
«-с8н17он
«-С8Н,7С1
«-С8Н,7Вг
k-C8H17OSO2CH3
R-«-C6Hl3CH(CH3)OSO2CH3
N-Ci0H2lBr
к-С,2Н25ОН
*-C,eH33OH
Бромид
и-С8Н17С1
w-C8H,7OSO2CH3
N-C8H,7I
N-CeH,3CH(CH3)OSO2CH3
R-M-CeHi3CH(CH3)OSO2CH3
Реагеит/катализатор
ТБАФ/ТГФ
НС1/ГДТБФБ
НС1/ГДТБФБ
НС1/ГДТБФБ
Na 3eCl
Смола—Й(СН3)зСГ
№С1/ДЦ-18-К-6
КС1/ДЦ-18-К-6
КС1/ТКМАХ
NaCl/TKMAX
НС1/ГДТБФБ
НС1/ГДТБФБ
Смола—N(CH3)3Br"
NaBr/flU-18-K-6
КВг/ДЦ-18-К-6
КВг/ДЦ-18-К-6
КВг/ДЦ-18-К-б
КВг/ГДТБФБ
Продукт (выход, %)
(
сн2
\о-(
(
:н2о" (90)
-1TJ
^Н
:н
И-Оч^
сн—о/
СН2ОН
н-С4Н9С1 (65)
к-С6Н,3С1 (95)
к-С8Н17С1 (94)
к-С8Н17звС1 (равн.)
к-С8Н17С1 (100)
к-С3Н17С1 (75)
«-С8Н,7С1 (89)
89% S-хлорида,
11% R-хлорида
(83)
k-CioH2,C1 (86)
«-С,2Н25С1 (94)
«-С,6НззС1 (97)
к-С3Н,7Вг (95)
к-С3Н17Вг (88)
к-С8Н,7Вг (96)
«-С8Н17Вг (40)
к-СвН13СН(СН3)Вг
(100)
72% S-бромида,
28% R-бромида
(78)
Ли
тера-
тура
21
11
11
11
7
5
9
9
10
6
11
11
5
9
9
9
9
10

1Б4
9. Реакции других нуклеофилов
Субстрат
Иодид
СН2С1»
CH3OTs
CeH5CH2OTs
«-C8H17CI
к-С8Н,7Вг
h-CsH,7OSO2CH,
к-С8Н171
~^0H
ОС
\^\СН2—N—СО—СНз
1
N0
«-С6Н13СН(СН3)Вг
Реагеит/катализатор
2,4 экв. NaI/ГДТБФБ
3,0 экв. NaI/ГДТБФБ
0,2 экв. NaI/ГДТБФБ
Nal/ацетон
Nal/ацетон
КР/криптата
К1/криптатб
К1/ГДТЙФБ
KI/криптат а
KI/криптат б
К1/[2,2,2]-криптат
К1/ГДТБФБ
К1/ДЦ-18-К-6
Смола—Й(СН3)зГ
KI/полипод а
KI/полипод б
KI/полипод в
KI/полипод г
KI/полипод д
KI/полчпод е
К1/ПОЛ!1ПОД Ж
KI/полипод 3
К1/ГДТБФБ
Ыа1/ДЦ-18-К-6
К1/ДЦ-18-К-6
Na1371/TKMAX
Nal/NaOH/TKMAX
KI/ГДТБФБ
KI/криптат б
Продолжение табл.
Продукт (выход, %i
СН21С1 (13)
СН212 (67)
СН21С1 (7)
СН212 (75)
СН21С1 (45)
СН212 (14)
СН31 (~ 100)
С6Н5СН21 (~ 100)
«-С8Н,71 (77)
«-С8Н171 (85)
«-С8Н171 (80)
м-С8Н,71 (100)
н-С8Н171 (92)
к-С8Н171 (90)
«-С8Н171 (93)
«-С8Н171 (100)
rt-C8H,7I (80)
н-С8Н171 (82)
н-С8Н171 (85)
н-С8Н171 (45)
н-С8Н171 (42)
н-С8Н171 (45)
н-С8Н171 (51)
н-С8Н171 (< 1)
н-С8Н171 (< 1)
н-С8Н171 (72)
н-С8Н171 (100)
н-С8Н171 (100)
Равновесие, 5 мин
U <72)
«-С6Н,зСН(СН3)1 (89)
н-С6Н13СН(СНз)1 (86)
9.1


тература
12
12
12
17
17
13
13
13
13
13
13
13
9,13
5
15
15
15
15
15
15
15
15
15
9
9
7
14
13
13

9. Реакции других нуклеофилов
155
Продолжение табл. 9.1
Субстрат
R-H-C6HI3CH(CH3)OSO2CH,
K-CioHsiBr
к-СвНззС!
Реагент/катализатор
К1/ГДТБФБ
Nal/TKMAX
Nal/Q+
Продукт (выход, %)
н-С6Н,3СН(СНз)1 (74)
(почти рацемический)
н-С,0Н2,1 (96)
«-С16Нзз1 (99)


тература
10
6
6
Криптаты:
N О' О N
\J
a: R = н-СиНа9
б: R=«-CUH27
Пол и поды:
»—Я Относятся к 1,3.5-триазолам
a R = N[(CH2CHa0)4-«-C4H9]a.
б R = N[(CH2CH2O)4-«-C8H17]2.
в R = (ОСН2СН2)Ю м-С4Н9.
г R = (0CH2CH2),O-«-C8H17.
Д~3 Относятся к W-CioHji—О—СН2
д R' = H.
е R' = СН2СН2ОН.
ж R' = «-C8Hi7.
з R' = «-C8Hi7—OCH2CH2.
N
-C[CH2(OCH2CH2)3OR']3.
гексан реагирует с фторидом калия, активированным 18-краун-
6-эфиром, образуя с количественным выходом циклогексен [2].
Соответствующая реакция хлорциклогексана с фторид-ионом в
присутствии смолы, содержащей четвертичные ионы, дает
только 50% циклогексена [5]. Однако наблюдается количественное
образование алкена, когда вгор-октилбромид обрабатывается
фторидом калия в присутствии иона гексадецилтрибутилфосфо-
ния [1]. Более сложная ситуация встречается в реакции 2-хлор-
2-метилциклогексанона с фторид-ионом. В этом случае
получена смесь продуктов элиминирования н замещения [69 и 31%
соответственно, уравнение (9.2)]. Реакции элиминирования под

Таблица 9.2
Реакции активированных галогенидов с Р-хлор-а, ^-ненасыщенными эфирами [4]
Субстрат
Ск /СО,СН3
с=сх
н/ "Vc^ch,
Ск^ ХО2СН3
Cl/ "^СОгСНз
СНзОСОч /СООСНз
)с=с(
СК ХСООСН3
NC^ ^СООСНз
СНзОСО—СНС1—СНС1СО2СН3
Реагент/катализатор
КР/ДЦ-18-К-6
КР/ДЦ-18-К-6
КС1/ДЦ-18-К-6
КС1/ДЦ-18-К-6
КС1/ДЦ-18-К-6
Продукт (выход, %)
F. /СО2СН3
хс=с
С1, XI
;С=С( (70)
СК ЧЮ2СНз
СНзООС—С=С—СООСНз (7)
NC—С=С—СООСНз (16)
цис- и грансХН3ОСОСН=СС1СО2СН3 (58)

.9. Реакции других нуклеофилов 157
действием галогенид-ионов в условиях межфазного катализа
включены в табл. 9.1
О О
СН,
KF
*- II +| I^F (9.2)
крауи-эфир ' ' ' '
Важной реакцией фторида четвертичного аммония является
замещение им енолят-иона из енолсилильного эфира. Реакция
обычно проводится при стехиометрических соотношениях
реагентов. Этот метод упоминается также в гл. 10 [уравнение
(10.3)]. Например, легко получить триметилсилильный эфир
енола циклогексанона, который является вполне стабильным
[18]. Фторид-ион в паре с катионом тетрабутиламмония
атакует кремний, образуя очень прочную связь кремний — фтор;
при этом выделяется стехиометрическое количество енолята
циклогексанона, который затем можно моноалкилировать.
Несколько примеров этой реакции [уравнение (9.3)] включены в
табл. 9.1.
OSi(CH3)3
(C4H9)4NF
(CH3)3SiF >■ (9.3)
Недавно Якман и Холл [4] сообщили о изученной ими
реакции р-хлор-а,р-ненасыщенных эфиров с галогенидами калия,
активированными краун-эфирами. В присутствии дициклогек-
сил-18-крауна-6 происходит замещение хлора или карбомето-
ксильной группы или реакция элиминирования. Эти
превращения приведены в табл. 9.2.
9.3. Азид-ионы
Азид-ионы в межфазных условиях введены в реакцию с
рядом ацилхлоридов. которые с хорошими выходами превращены
в ацилазиды [уравнение (9.4)] [22]. Полученные ацилазиды
можно в дальнейшем превратить r соответствующие изоциана-
ты, используя перегруппировку Курциуса [23].
оХ
RCO—C1 »- RCO—N3 + Q+Cr (9.4)
Имеется сообщение о том, что из реакции разложения N-ни-
трозоацетамида, катализируемой основанием (в условиях
межфазного катализа), выделен винилазид. Однако не известно,

168
9. Реакции других нуклеофилов
Таблица 9.3
Получение азидов в неполярной среде
Ацнлхлорид
СН3СОС1
СН3СН2СОС1
«-С3Н7СОС1
С1(СН2)зСОС1
(СН3)2СНСН2СОС1
(СНз)зССОС!
С6Н5СОС1
^/^CH,—N—CO—CH3
СН3(СН2)нСОС1
СН3(СН2)16СОС1
Реагент/катализатор
ТВА+Щ
TBA+Ng
TBA+N"
ТБА+Ыз
ТБА+Ыз
TBA+Nj
NaN3/MTHAX
TBA+Nj
NaN3/NaOH/TKMAX
NaN3/MTHAX
NaNa/MTHAX
Продукт (выход, %)
CH3CON3 (52)
CH3CH2CON3 (61)
h-C3H7CON3 (73)
CI(CH2)3CON3 (87)
(CH3)2CHCH2CON3 (86)
(CH3)3CCON3 (60)
C6H5—N=C=O (90)
C6H5CON3 (89)
1 I (56)
CH3(CH2),,N=C=O (90)
CH3(CH2)16N=C=O (93)
| Литера- 1
тура 1
22
22
22
22
22
22
23
22
14
23
23
является ли этот метод общим [14]. Примеры получения азидов
и соответствующих изоцианатов приведены в табл. 9.3.
Недавно было показано, что реакция азид-иона с поливи-
нилхлоридом в неполярных растворителях типа диоксана, тет-
рагидрофурана и циклогексанона катализируется такими
катионными поверхностно-активными веществами, как тетра-
бутиламмонийхлорид или лаурилпиридинийхлорид. Анионные
поверхностно-активные вещества, подобные лаурилбензолсуль-
фонату натрия, не были активными катализаторами в этой
реакции [уравнение (9.5)] [24].
~СН-СН2-СН-СН2~
ii a
3 ) —СН-СН2-СН-СН2-
0+СГ I I
n3 а
(9.5)
9.4 Реакции элиминирования под действием нуклеофилов
Реакции элиминирования в межфазных условиях
осуществлены различными способами [1, 2, 4, 5, 25—28]. Среди них
преобладают реакция дегидрогалогенирования алкилгалогени-
дов или алкилсульфонатов [1, 2, 5] и реакция дегалогениро-

9. Реакции других иуклеофилов 159
вания вицинальных дигалогенидов [25]. В первом случае
элиминирование иногда наблюдается как побочная реакция,
сопровождающая процесс обмена галогенами S^-rana. Реакция
прямого замещения галогена на галоген (реакция Финкель-
штейна) протекает гладко с первичными алкилгалогенидами,
хорошие результаты дает применение в качестве уходящих
групп сульфонатов. Например, при использовании смолы,
содержащей фторид-ионы, 2-бромоктан в растворе пентана
превращается в смесь октена и фторида с соотношением 73% : 20%.
Однако из 2-октилмезилата образуется та же смесь продуктов,
но с обратным соотношением компонентов [25% :70%, см.
уравнения (9.6) и (9.7)] [5].
+
смола—NR3F"
K-CeHisCH (СНз)Вг »- k-C6Hi3CHFCH3 (20%) + октены (73%) (9.6)
+■ _
смола—NR3F
к-С6Н13СН(СНз)—OSO2CH3 *■
—v «-C6H13CH(CH3)F (70%) + октены (25%) (9.7)
Подобным образом, 1-бромоктан превращается под действием
комплекса Кр с 18-краун-6-эфиром в ацетонитриле в 1-фтор-
октан (92%); побочный продукт, олефин, образуется только с
выходом 8%. С другой стороны, в таких же условиях бромцик-
логексан превращается количественно в циклогексен [2].
Вероятно, в большинстве систем всегда образуется смесь
продуктов замещения (SN2) и элиминирования (Е2), однако,
по-видимому, сульфонаты наиболее благоприятны для процессов
замещения, а система нуклеофил (фторид) —■ нуклеофуг (бромид)
наиболее благоприятствует процессам элиминирования.
В условиях межфазного катализа [25] проведено дегалоге-
нирование вицинальных дигалогенидов. В этом случае вици-
нальные дибромиды обрабатываются водным раствором
йодистого натрия и тиосульфата натрия в присутствии
четвертичного аммониевого катализатора. При этом 1,2-дибромоктан
превращен в октен-1 с выходом 92% [уравнение (9.8)] [25].
Обнаружено, что элиминирование может происходить и под
действием самого тиосульфата натрия, но реакция в этом случае
более медленная, чем в присутствии иодид-иона. В этой
реакции иодид-ион требуется только в каталитических количествах,
так как он постоянно регенерируется в результате реакции с
тиосульфатом
Nal—Na2S2O8
к-С6Н13СНВгСН2Вг ГДТВфВ > к-С6Н13СН=СН2 (9.8)
Другой метод элиминирования, который заслуживает
упоминания— это деоксигенирование эпоксидов под действием три-
метилсилилкалия [26]. Очевидно, реакция метилата калия с

Таблица 9.4
Элиминирование под действием иуклеофилов: образование олефинов
Субстрат
Хлорциклогексан
Бромцнклогексан
Эпоксид гракс-гексена-3
Эпоксид цис-гексена-3
Эпоксид транс-З-метилпентена-2
Эпоксид цис-З-метилпентена-3
О
2-Хлороктан
2-Бромоктаи
Система реагентов
KF/ГДТБФБ
Смола—Г\[(СНз)зР~/пентаи
KF/18-K-6/CH3CN
КОСНз—(ТМС)2/18-К-6/ГМФТА
КОСНз—(ТМС)2/18-К-6/ГМФТА
КОСНз—(ТМС)2/18-К-6/ГМФТА
КОСНз—(ТМС)2/18-К-6/ГМФТА
KF/18-K-6/CH3CN
KF/ГДТБФБ
KF/ГДТБФБ
KF/18-K-6/CH3CN
Смола—N(CH3hF "/пентан
Выход, %
Циклогексеи (100)
Циклогексен (50)
Циклогексен (100)
час-Гексен-3 (99)
гракс-Гексен-3 (86)
г(ис-3-Метилпентен-2 (91)
гракс-З-Метилпентен-2 (99)
1
J (69) + SN2 (31)
Октены (66)
Октены (64)
Октены (68) + SN2 (32)
Октены
(73) + SN2 (20)


ратура
1
5
2
2S
26
26
26
2
1
1
2
5

2-Мезилоксиоктаи
2-Мезилоксиоктаи
2-Тозилоксиоктаи
Эпоксид гранс-октена-4
Эпоксид цис-октена-4
Эпоксид граис-2,5-диметилгексеиа-3
Эпоксид ч«с-2,5-диметилгексеиа-3
1,2-Дибромоктан
Метиловый эфир эригро-2,3-ди-
бром-3-феиилпропноиовой кислоты
Метиловый эфир грео-2,3-ди-
бром-3-феиилпропиоиовой кислоты
Метиловый эфир эр«гро-2,3-ди-
бром-4-оксофеиилмасляиой кислоты
Метиловый эфир грео-2,3-ди-
бром-4-оксофеинлмасляиой кислоты
Мезо-1,2-дибром-1,2-днфеиилэтан
й,Ы,2-Дибром-1,2-дифеиилэтаи
+
Смола—N(CHshF "/пентаи
KF/ГДТБФБ
Смола—Г\[(СНз)зР~/пентан
КОСНз—(ТМС)2/18-К-6/ГМФТА
КОСНз—(ТМС)2/18-К-6/ГМФТА
КОСНз—(ТМС)2/18-К-6/ГМФТА
КОСНз—(ТМСЬ/18-К-6/ГМФТА
Nal—Na2SOз/ГДTБФБ
Nal—Na2SOз/ГДTБФБ/тoлyoл
Nal—№25О3/ГДТБФБ/толуол
Nal—ЫагЗОз/ГДТБФБ/толуол
Nal—Na2SOз/ГДTБФБ/тoлyoл
Na I—Ыа25Оз/ГДТБФБ/с« жж-тетра-
хлорэтан
Nal—ЫагЗОз/ГДТБФБ/толуол
Октены (25) + SN2 (70)
Октены (26) + SN2 (7)
Октеиы (25) + SN2 (62)
цис-Октеи-4 (96)
граис-Октеи-4 (93)
Ч«с-2,5-Диметилгексеи-3 (91)
граяс-2,5-Диметилгексен-3 (99)
Октеи-1 (92)
Метиловый эфир коричной кислоты
(85)
Метиловый эфир коричной кислоты
(95)
Метиловый эфир граяс-4-оксо-4-фе-
нилбутеновой кислоты (86)
Метиловый эфир гранс-4-оксо-4-фе-
нилбутеновой кислоты (84)
гранс-Стильбеи (89)
Стильбен (86)
5
1
5
26
26
26
26
25
25
25
25
25
25
25

[62
9. Реакции Оругих нуклеофилое
гексаметилдисиланом в растворе ГМФТА катализируется
18-крауи-6-эфиром. Трнметилсилнлкалий, генерируемый таким
образом, деоксигенирует эпоксид с обращением конфигурации
(по отношению к исходному олефину). Процесс показан в
уравнении (9.9), примеры подобных реакций приведены в табл. 9.4.
О
(CH3)3SiK + R—СН—СН—R —V RCH=CHR + (CH3)3Si0K (9.9)
В нескольких случаях для превращения а,|3-ненасыщенных
Р-хлорэфиров в соответствующие ацетилены в межфазных
каталитических условиях использовали хлорид-ион [уравнение
(9.10) и табл. 9.2 и 9.5] [4]. Выходы в этой реакции несколько
ниже, чем обычно, однако комплекс КС1 с дициклогексил-18-
крауном-6 катализирует превращение диметилового эфира
2-хлор-2-цианэтилен-1,1-дикарбоновой кислоты в 1-циан-2-карб-
метоксиацетилен с выходом только 16%.
NC4 COOCH3
,с=с' —_—v nc—c=c—соосн3 16% (эло)
ск \соосн3 дц-и-к-6
Таблица 9.5
Элиминирование, вызываемое нуклеофилом: образование алкинов
Субстрат
С12С=СНС1
СН2Вг—СНВг—СН(ОС2Н5)2
СС12=СН— СН(ОС2Н5)2
NC—СС1=С(СО2СН3)2
С6Н5— СНВгСН2Вг
СНзОСО—СС1=С(СО2СН,)2
4-СНз— СвН4—СС1=СН2
С6Н6—СНВг—СНВг—С6Н5

Реагент/катализатор
Q+СГ/эпихлор-
гидрин
NaOH/ТБАБ
NaOH/ТБАБ
КС1/ДЦ-18-К-6
NaOH/ТБЛБ
КС1/ДЦ-18-К-6
NaOH/ТБАБ
NaOH/ТБАБ
Продукт ^выход, %)
CI—С=С—С1
НС=С—СН(ОС2Н5)2 (80)
CI—Cs=C—СН(ОС2Н5)2 (70)
NC— С=С—СООСНз (16)
С6Н5—С=.С—Н (87)
СНзОСО—С=ССО2СН3 (7)
4-СН3—С6Н4—С=СН (77)
С6Н5—С^С—С6Н5 (75)
Литера- |
тура
28
27
27
4
27
4
27
27
Опубликовано сообщение о более прямом методе синтеза
ацетиленов, в котором использовали реакцию дегндрогалогени-
рования а-галогенолефинов или дегалогенирования внциналь-
ных дигалогенидов под действием гидроокиси тетрабутиламмо-
ния, генерируемой в межфазных условиях. Примером последней
реакции является взаимодействие 1,2-дибром-1-фенилэтана в
пентане с 50%-ным водным раствором едкого натра в
присутствии бисульфата тетрабутиламмония. Этим методом продукт

9. Реакции других нуклеофилов 163
реакции, фенилацетилен, получается с выходом 87% менее чем
за 1 ч [уравнение (9.11)] [27]. Преимущество этого метода
становится очевидным, если вспомнить, что в традиционном
методе синтеза фенилацетилена а-бромстирол (получается де-
гидрогалогенированием и декарбоксилированпем дибромида
коричной кислоты) нагревается с КОН при температуре выше
200°С; фенилацетилен выделяют перегонкой с выходом 67%
[28].
ХаОН
СвН5СНВг—СН2Вг -—->- С6Н5С=СН (9.11)
ГБАБ
Синтез дихлорацетилена из трпхлорэтилена в неполярном
растворителе [29] в присутствии эпоксида является
одновременно и общим методом генерирования гидроксил-нона в
растворе [30]. В качестве типичного примера можно привести
реакцию галогенид-иона, такого, как хлорид-ион, с окисью
этилена с образованием 2-хлорэтнлалкоголята. Эта реакция
является обратной реакции образования эпоксида из 2-хлоралко-
голята, катализируемой гидроксил-анионом [уравнение (9.12)].
О
/\
С1" + СН2—СН2 + Н2О з=* C1CH2CH2OH + HO" (9.12)
Образование дихлорацетилена можно представить как
процесс, в котором хлорид-ион (из хлористого натрия или хлорида
четвертичного аммония) присоединяется к эпоксиду, такому,
как эпихлоргидрин, и получающийся алкоголят дегидрогалоге-
нирует трихлорэтилен. Суммарный процесс изображен ниже:
О
R—СН—СН2 + СГ + С12С=СНС1 —> R—СНОН—СН2С1 + CI—С=С—С1
(9.13)
Исследованы многочисленные реакции, в которых алкого-
ляты генерированы in situ взаимодействием галогенид-иона с
эпоксидом. Сходство этих реакций с процессами, проводимыми
в условиях межфазного катализа, очевидно, однако детальное
обсуждение этой группы реакций выходит за пределы
настоящей книги. Кроме того, недавно опубликован обзор,
посвященный реакциям галогенид-ионов с эпоксидами [30].
9.5. Нитрит-ион
Выше уже обсуждались реакции с участием галогенид- и
азид-ионов, а также цианид-ионов (гл. 7); несколько позже
будут рассмотрены реакции с тиоцианат-ионами (разд. 13.5).
Естественно здесь же рассмотреть реакции с нитрит-ионами,
6*

164
.4. Реакции других нуклеофилов
которые успешно осуществлены в межфазных условиях [31, 32].
Выходы нитроалканов в процессах, катализируемых краун-эфи-
рами [31] или четвертичными ионами [32], удовлетворительны
для первичных радикалов, однако низки в случае вторичных
систем. Например, из бромциклогексана при обработке нитриг-
ионом образуются только следы нитроцнклогексана, побочными
Таблица 9.6
Получение нитроалканов из нитритов щелочных металлов
в условиях межфазного катализа
Субстрат
цикло-С6НпВг
С6Н6СН2С1
«-С8Н17Вг
н-С8Н,71
СбН6СН2СН2Вг
С6Н6СН2СН2СН2Вг
Продукт
цикло-С6НцМО2
C6H5CH2NO2
h-C8H17NO2
4-C8Hi7NO2
4-C8Hi7NO2
C6H5CH2CH2NO2
C6H6CH2CH2CH2NO2
Выход, %
0-3
34
<20
65-70
50-55
32
51
Литература
31
31
32
31
31
31
31
продуктами являются эфир азотистой кислоты (реакция по
кислороду) или олефин. Превращение н-октилбромида в
соответствующее нитросоединение показано в уравнении (9.14);
несколько примеров подобных превращений приведено в табл. 9.6.
KNO2
краун-зфир
—NO2.
(9.14)
9.6. Реакции гидролиза
В 1967 г. Педерсен [33] сообщил, что комплекс едкого кали
с дициклогексил-18-краун-6-эфиром растворим в толуоле и в
этом растворителе легко гидролизует пространственно
затрудненные эфиры мезитойной кислоты. Позднее он сообщил, что
этот комплекс может гидролизовать также грег-бутиловые
эфиры [34]. Комплекс едкого кали с [2,2,2]-криптатом, как
показал Лен [35], даже более эффективен при омылении эфиров в
аналогичных условиях. Реакция гидролиза изображена
уравнением (9.15). Недавно этот метод применен для гидролиза
меченного 13С метилового эфира тетрадекановой кислоты [36]. Эта
реакция является одним из немногочисленных примеров
реакций, в которых краун-эфиры как катализаторы явно
превосходят соли четвертичного аммония, поскольку, как показал Старке

9. Реакции других нуклеофилов 165
[7], тетрадеканоат-анион отравляет катализатор и препятствует
дальнейшему гидролизу.
(9.15)
Старке обнаружил, что трикаприлметиламмонийхлорид
катализирует гидролиз я-додецилсульфохлорида под действием
водного раствора гидроокиси. В присутствии четвертичного
аммониевого катализатора получен количественный выход суль-
фоновой кислоты, в то время как в отсутствие катализатора
реакция практически не идет [6, 7]. Подобным образом
четвертичные аммониевые соли катализируют гидролиз бензотри-
хлорида [уравнение (9.16)] до бензойной кислоты [37].
NaOH
CSH5CC13 ТКМАХ> С6Н5СООН (9.16)
9.7. Инициирование анионной полимеризации
Метод межфазного катализа дает возможность проводить
реакции полимеризации в неполярных апротонных
растворителях, используя инициаторы, которые обычно нерастворимы в
таких средах и мало активны, чтобы инициировать
полимеризацию. В разд. 6.4 мы обсудили поликонденсацию бисфенола А
с фосгеном в условиях межфазного катализа, которая приводит
к образованию поликарбонатов. Эта реакция является примером
одного из первых и наиболее важных (с промышленной точки
зрения) синтезов, в котором нашел применение метод
межфазного катализа.
Несомненно, проведена большая работа по выяснению
влияния агентов межфазного переноса в различных реакциях
полимеризации, особенно в промышленных лабораториях, однако
относительно мало такой информации появилось в общей
литературе. Одним из первых таких сообщений была работа Педер-
сена [34], который показал, что безводный формальдегид легко
полимеризуется в апротонных растворителях под действием
КОН в комплексе с краун-эфиром.
Буало, Кемпф, Шуе и сотрудники изучили катализируемую
криптатами анионную полимеризацию нескольких систем, в том
числе окиси этилена [38], пропиленсульфида [39, 40], изобути-
ленсульфида [40], изопрена [38], метилметакрилата [38], гек-
саметилтрисилоксана [40], е-капролактона [41], стирола [38,
40, 41], а-метилстирола [41], 1,1-дифенилэтилена [41] и р-про-
пиолактона [42]. В последнем случае полимеризация иницииро-

ibb
У. Реакции Орущих нуклеофилов
Таблица 9.7
Полимеризация, инициируемая активированными анионами
Мономер
Формальдегид
Окись этилена
Р-Пропиолак-
тон
Прониленсуль-
фид
Изобутилен-
сульфид
Изопрен
Метилметакри-
лат
Гексаметилцик-
лотрисилоксан
Ё-Капролактам
Стирол
о-Метилстирол
1,1-Дифенил-
этнлен
Инициирующая система
КОН/апротонный растворитель/ДЦ-18-К-6
Карбазилкалий/ТГФ/[2,2,2]-криптат
NaOAc/CH2Cl2/flB-18-K-6
КаС1/толуол/[2,2,2]-криптат
КС1/толуол/[2,2,2]-криптат
КО Ас/тол уол/[ 2,2,2 ]-криптат
КОАс/хлороформ/[2,2,2]-криптат
КСК5/толуол/[2,2,2]-криптат
КСК5/хлороформ/[2,2,2]-криптат
КОН/толуол/[2,2,2]-кринтат
Ка + Инпц-/ТГФ/(2,1,1]-криптат
Ка+Инии,-/ТГФ/[2,2,2]-криптат
Na+Иниц,-/TГФ/[2o,2o.2s]-кpиптaт
Cs Иниц-/ТГФ/[3,2,2|-криптат
Ка+С10Н^/ТГФ/[2,2,2]-криптат
КСК5/ТГФ/[2,2,2]-криптат
КаВ(С6Н5)4/ТГФ/[2,2,1 ]-криптат
КОАс/бензол/[2,2,В ]-криптат
н-С4Н9и/ТГФ/[2,2,2]-криптат
Ка°/ТГФ/[2,2,1]-криптат
К°/бензол/ [2,2,2]-криптат
Сз°/толуол/ [2,2,2]-криптат
Ы+СюН^/ТГФ/[2,1,1]-криптат
Ка+С10Н-/ТГФ/[2,1>1]-криптат
К+С10Н8-/ТГФ/[2>2,2]-криптат
КОН/бензол/[2,2,2]-криптат
гре7--С4НэОК/толуол/[2,2,2]-криптат
Ь1°/бензол/[2,1,1 ]-криптат
Ь1°/ТГФ/[2,1,1]-криптат
Ка°/ТГФ/[2,1,1]-криптат
Са°/ТГФ/[2,2,2]-криптат
К°/диоксан/[2,2,2]-криптат
трег-СзНцОКа/бензол/! 2,2,2 ]-криптат
К°/бензол/[2,2,2]-криптат
К°/толуол/[2,2,2]-криптат
Литера
тура
34
38
43
42
42
42
42
42
42
42
39
39
39
39
38
40
40
40
38
41
41
41
38
38
38
40
42
38
38
41
41
41
40
41
41

9. Реакции других нуклеофилов 167
валась также комплексом ацетата натрия с дибензо-18-краун-6-
эфиром [43]. В общем, реакции полимеризации в присутствии
нуклеофилов, активированных криптатами и краун-эфирами,
протекают быстрее и приводят к образованию полимеров с
более высокими молекулярными массами, чем в отсутствие
активирующего агента. В табл. 9.7 приведены инициаторы, комплек-
сообразователи и растворители, которые использовались в этих
процессах полимеризации.
В двухфазных системах полимеризация 2,4-б«с-(4-оксифе-
нил)-1,1-дихлорэтилена катализируется бензилтриэтиламмоний-
хлоридом [44].
9.8. Металлоорганические системы
Несколько позже мы обсудим реакции с некоторыми
производными металлов, которые использовались как окислители в
межфазных каталитических условиях. Для этих целей успешно
применялись перманганат-анион (разд. 11.2), хромат-анион
(разд. 11.3) и различные соединения Os, Mo, W, Se, V, Cr, Ti, Ce,
Ni, Mn, Co, Pt, Fe и Pb (разд. 11.5). Однако в каталитических
межфазных реакциях соединения металлов оказались
полезными не только как окислители, но и для других целей.
Например, в этих условиях в присутствии краун-эфиров получены
гидроокиси и фториды пентакарбонилов вольфрама и хрома [45].
Межфазный катализ использован для металлирования
производных тиобензофенона в орго-положение. Додекакарбонил-
трижелезо реагирует с тиобензофенонами в бензоле в
присутствии бензилтриэтиламмонийхлорида и водного раствора едкого
натра, образуя комплекс, изображенный в уравнениии (9.17).
В этих условиях успешно проведено металлирование
тиобензофенона, 4,4'-диметилтиобензофенона, 4,4'-диметокситиобензофе-
нона и сернистого аналога кетона Михлера с выходами 70, 36,
80 и 76% соответственно.
Ar-CS-Ar +
(9.17)
Авторы предполагают, что в реакции промежуточно образуется
HFe3(CO)r, [46].
Додекакарбонилтрижелезо применялось также в качестве
реагента для восстановления нитробензолов в анилины [47].
Предполагают, что двухфазная реакция восстановления
включает фазовый перенос аннона НРез(СО)й. Она протекает быстро

168
S. Реакции других нуклеофилов
при комнатной температуре, причем для нее необходимо
0,5 экв. Fe3(CO)i2. Реакция представлена уравнением (9.18),
выходы анилинов составляют 85, 92, 88 и 60% для 4-метил-,
4-метокси-, 4-хлор- и 4-ацетилнитробензолов соответственно.
Интересно отметить, что реакция успешно проведена в растворе
бензола, т. е. в растворителе, в котором обычно БТЭАХ не
эффективен [48].
1/2 Fe3(CO)n
водн. NaOH
БТЭАХ, СИ
(9.18)
В каталитических межфазных условиях получены, согласно
уравнению (9.19), я-аллильные комплексы кобальта [49]
R-CH=CR'-CH2Br + Co2(CO)8 ^м. Na0H,BT34X ^ R I (9 ,9)
С6Н6,0 5-бОмин ^'xtv-
Со(СО)3
Аллилбромиды реагируют с октакарбонилдикобальтом в
двухфазной системе из бензола и водного раствора едкого
натра, образуя с хорошими выходами комплексы. Выходы
комплексов, синтезированных по реакции (9.19), представлены в
табл. 9.8.
Таблица 9.8
Синтез я-аллильных комплексов
в условиях межфазного катализа [49]
R
н
н
сн3
с,н5
R'
н
сн3
н
н
Выход, %
80
73
80
72
Из октакарбонилдикобальта и три- и тетрагалогенидов в
межфазных условиях получены также кластерные соединения
кобальта [уравнение (9.20)] [49].
RCX3 + Со2(СО)8
3-5 н. NaOH
Co
(СО)3
(9.20)
Эти соединения представлены в табл. 9.9 [R — заместитель в
уравнении (9.20].

9. Реакции других нуклеофилов
169
Таблица 9.9
Синтез кластеров в условиях межфазного катализа [49]
Реагент
СС14
СВг4
С6Н5-СС13
СС1эСООС(СНэ)э
СС13СН2ОН
R
С!
Вг
СвН5
СООС(СН3)з
СН2ОН
Выход %
42
11
53
30
Следы
Одним из наболее интересных и полезных примеров
применения метода межфазного катализа в металлоорганической
химии является реакция каталитического карбонилирования ал-
килгалогенидов [50]. Тетракис(трифенилфосфин) палладий
катализирует карбонилирование бензилхлорида в двухфазной
системе, содержащей ксилол и водный раствор едкого натра
[уравнение (9.21)]. Этим методом фенилуксусная кислота
получается с выходом 83% (4000 молей кислоты на 1 моль Pd).
Из л-дибромбензола образуется л-бромбензойная кислота; при
90%-ном превращении дибромида селективность реакции
составляет 95%.
БТЭАХ/ксилол
RX + CO + 2NaOH pd[P(CgH5)3l4 ~» RCOONa + NaX + Н2О (9.21)
Для растворения I^PtCU в хлороформе и для
инициирования реакции этой соли с полимером фосфазена использован
18-краун-6-эфир [51].
9.9. Изотопный обмен
В первой статье по межфазному катализу Старке [7]
показал, что в октаноне-2 легко происходит обмен Н—D под
действием 5%-ного раствора NaOD в тяжелой воде. Также
сообщалось [52], что бисульфат тетрабутиламмония катализирует
обмен дейтерий — водород в некоторых тиазолах.
Систематическое изучение реакции показало, что на ее скорость
оказывают влияние температура и концентрация катализатора;
положение равновесия зависит от характера заместителя в гете-
роцикле. Однако в общем случае скорости реакции большие и
процент обмена высокий. В одной из работ, посвященных
реакциям изотопного обмена солей сульфония в межфазных
условиях, установлено, что на скорость реакции оказывают влияние
как природа растворителя и мицеллярные эффекты, так и
стабильность образующихся карбанионов [53].

170 9. Реакции других нуклеофилов
'-- - - ■ ., |.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Landini D., Montanari F., Rolla F., Synthesis, 1974, 428.
2. Liotta С L, Harris H. P., J. Am. Chem. Soc, 96, 2250 (1974).
3. Gross M., Peter F., Bull. Soc. Chim. France, 1975, 871.
4. Ykman P., Hall H. /(., Tetrahedron Lett., 1975, 2429.
5. Cainelli G., Manescalchi F., Panunzio M., Synthesis, 1976, 472.
6. Starks С M., Napier D. R., англ. пат. 1227144.
7. Starks С. M., J. Am. Chem. Soc, 93, 195 (1971).
8. Sam D. J., Simmons H. £., J. Am. Chem. Soc, 96, 2252 (1974).
9. Landini D., Montanari Г., Pirisi F., Chem. Commun., 1974, 879.
10. Landini D., Quid S., Rolla F., Synthesis, 1975, 430.
11. Landini D., Montanari F., Rolla P., Synthesis, 1974, 37.
12. Landini D., Rolla F., Chem. Ind. (London), 1974, 533.
13. Cinquini M., Montanari F., Tundo P., Chem. Commun., 1975, 393.
14. Newman M. S., Liang C, J. Org. Chem., 38, 2438 (1973).
15. Fornasier R., Montanari F., Podda G. Tundo P., Tetrahedron Lett., 1976,
1381.
16. Finkelstein /■/., Chem. Ber., 43, 1528 (1910).
17. Tipson R. S., Clapp M. A., Cretcher L. H., J. Org. Chem. 12, 133
(1947).
18. Kuwajima I., Nakamura £.,J. Am. Chem. Soc, 97, 3257 (1975).
19. Nakamura £., Shimizu M.t Kuwajima L, Tetrahedron Lett., 1976, 1699.
20. Pless J., J. Org. Chem., 39, 2644 (1974).
21. Hanessian S., Lavallee P., Can. J. Chem., 53, 2975 (1975).
22. Brandstrom A., Lamm В., Palmertz I., Acta Chem. Scand., B28, 699
(1974).
23. Japan Kokai 7466634, June 27, 1974 to General Mills.
24. Takeishi M., Kawashima R., Okawara M., Makromol. Chem., 167, 267
(1973).
25. Landini D., Quid S., Rolla F., Synthesis, 1975, 396.
26. Dervan P. В., Shippey M. A., J. Am. Chem. Soc, 98, 1265 (1976).
27. Gorqu.es A., Le Coq Л., Tetrahedron Lett., 1976, 4723.
28. Hessler J. C, Org. Synth., Coll. Vol., 1, 438 (1941).
29. Dobinson В., Green G. £., Chem. Ind. (London), 1972, 214.
30. Buddrus J., Angew. Chem., fnt. Ed 11, 1051 (1972).
31. Zubrick J. W., Dunbar B. /., Durst H. £>., Tetrahedron Lett., 1975, 71.
32. Kimura C, Kashiwaya /(., Murai /0, Asahi Garasu Kogyo Gijutsu Shoreikai
Kenkyu Hokuku, 24, 59 (1974) [Chem. Abstr., 84, 121027 g (1976)1.
33. Pedersen С J., J. Am. Chem. Soc, 89, 7017 (1967).
34. Pedersen C. J., Bromels M. J., пат. США 3847949 to E. f. du Pont de
Nemours Co., Inc. [Chem. Abstr., 82, 73049 (1975)].
35. Dietrich В., Lehn J. M., Tetrahedron Lett., 1973, 1225.
36. Patel K. M., Pownall H. J., Morrisett J. £>., Sparrow J. T. Tetrahedron
Lett., 1976, 4015.
37. Menger F. M., Rhee I. U., Rhee H. K.., J. Org. Chem., 40, 3803 (1975).
38. Boileau S., Kaempf В., Lehn J. M., Schue F., Polymer Lett. 12, 203
(1974).
39. Hemery P., Boileau S., Sigwatt P., Kaempf В., Polymer Lett., 13, 49
(1975).
40. Boileau S., Hemery P., Kaemp\ B. Schue F. Viguier M., Polymer Lett., 12,
217 (1974).
41. Boileau 5., Kaempf В., Raynal S., Lacoste J., Schue F.} Polymer Lett., 12,
211 (1974).
42. Dejfieux A., Boileau S., Macromolecules, 9, 369 (1976).
43. Slomkowski S., Penczek S., Macromolecules, 9, 367 (1976).

9. Реакции других нуклеофилов 171
44 Brzozowski Z. К., Kiclkiewicz J., Goclawski 2., Angew. Makromo). Chem.,
44, 1 (1975).
45. Cihonski I. C, Levinson R. A., Inorganic Chem., 14, 1717 (1975).
46. Alper H., des Roches D., J. Organometal. Chem., 1976, C44.
47. des Abbayes H., Alper H., J. Am. Chem. Soc, 99, 98 (1977).
48. Herriott A. W., Picker £>., J. Am. Chem. Soc, 97, 2345 (1975).
49. Alper H., des Abbayes H., des Roches D., J. Organometal. Chem., 121, C31
(1976).
50. Cassar L. Foa M., Gardano A., J. Organometal. Chem., 121, C55
(1976).
51. Allcock H. R., Allen R. W., O'Brien J. P., Chem. Commun., 1976, 717.
52. Spillane W. J., Dou H. J.-M., Metzger J., Tetrahedron Lett., 1976, 2269.
53. Okonogi Г., Umezawa Т., Tagaki W.t Chem. Commun., 1974, 363.

10. Реакции алкилирования
10.1. Введение
Образование углерпд-углеродной связи является
центральной проблемой синтетической органической химии, поэтому
естественно, что трудно изобрести новый метод введения С—С-свя-
зи. Это относится и к реакциям алкилирования органических
соединений. Постоянная проблема, существующая в этой
области, (заключается в следующем. Заместители, которые
активируют данное соединение по отношению к алкилированию, могут
активировать более чем один атом углерода. Более того, вновь
замещенный атом углерода часто активируется той же самой
группой и поэтому подвергается повторному алкилированию.
Помимо этого, сама активирующая группа может алкилиро-
ваться, расщепляться и т. д. В связи с этим появление нового
общего метода (МФК) алкилирования СН- и других кислот,
позволяющего проводить селективное алкилирование, быстро
привлекло заслуженное внимание [1, 2].
Метод алкилирования в двухфазной системе в основном
подобен другим межфазным реакциям; для детального
ознакомления с основами МФК читатель отсылается к разд. 1.4—1.7.
Сущность метода заключается в том, что СН-кислота в
органическом растворителе, который находится в контакте с водным
источником едкого натра или кали, депротонируется под
действием этих оснований. Процесс может происходить на границе
раздела жидкость — жидкость или жидкость — твердая фаза, а
также внутри органической фазы. Имеются доказательства того,
что осуществляются все эти возможности; фактически только
внутри водной фазы не происходит ни одна реакция с
органическим субстратом [3—5]. Принципиальная разница между
двумя механизмами, которые реализуются для реакций алкилиро-
ваиия в двухфазных жидких системах, заключается в
следующем. Если депротонирование субстрата происходит на границе
раздела фаз [6, 7], то роль межфазного катализатора состоит
в транспортировании карбаниона в органическую фазу, где он
может алкилироваться. Если же реакция происходит внутри
органической фазы [8], то ионная пара гидроокиси
четвертичного аммония должна легко растворяться в этой фазе. До сих
пор не проведено такого изучения, которое помогло бы опре-

10. Реакции алкилирования 173
делить, какая из этих двух возможностей осуществляется.
Вероятно, в различных ситуациях реализуется тот или другой
механизм или оба механизма одновременно.
Следует отметить, что относительно мало известно о
реакциях алкилирования в системе жидкорть— твердая фаза, хотя
этот метод широко использовался для проведения других
реакций нуклеофильного замещения. Большая часть данных,
известных для реакций алкилирования, относится к алкилирова-
нию в двухфазной системе, в которой органическая фаза
контактирует с 50%-ным водным раствором едкого натра, причем
в реакции используется каталитическое количество соли
четвертичного аммония (метод Макоши) [2] или стехиометриче-
ское количество соли (метод экстракции ионных пар по Брэнд-
стрему) [8]. Кроме того, для расщепления силильных эфиров
енолов применялись стехиометрические количества фторидов
четвертичного аммония [9], а для разделения ионных пар
использовались краун-эфиры [10]. В каждом примере,
приведенном в таблицах, сообщается катализатор, что является
указанием на использованный метод.
Метод Макоши (каталитический):
водн. NaOH
R—CH2—CN+R'X > R—CH— CN (10.1)
две фазы, Q X" |
R'
Метод Брэндстрема (стехиометрический):
R'X
R—CH2—CN + Q+OH" —v R—CH"Q+ > R—CH—R' (10.2)
CN CN
Метод с использованием фторида (стехиометрический):
OSi(CH3)3 О' О
R'X у
(CH3)3SiF ► I J (10.3)
10.2. Субстраты реакции алкилирования
Большинство ранних работ по алкилированию проведено на
нитрилах, особенно на фенилацетонитриле [уравнение (10.4)].
Проалкилированы также многочисленные производные фенил-
ацетонитрила.
БТЭАХ
С6Н6—СН2—CN + СН3СН2—С1 *■ C6H5CH(C2H6)CN (10.4)

Таблица 10.1
Алкилирование нитрилов (см. стр. 243)
Субстрат
Электрофил
Продукт

Выход,
Катализатор
СНз—CN
С1—СН2—CN
С6Н5СНО
4-СНз—СбН4СНО
4-СНзО— С6Н4СНО
4-С1—С6Н4СНО
ост
(С6Н5)2СО
Циклогексанон
С6Н5СНО
СНзСОСНз
С6Н5СОСНз
I
С6Н5—СН=СН—CN
4-СНз—С6Н4—СН=СН—CN
4-СНзО—С6Н4—СН=СН—CN
4-С1—С6Н4—СН=СН—CN
■CH=CH-CN
(С6Н5)2С=СН—CN
, н
о
/\
С6Н5—НС СН—CN
О
/ \
(СН3)2С СН—CN
с—сн—cn
82
61
81
57
86
84
50
75
60
80
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

2 ! Cl—CH2—CN
CH3CHCICN
C6H5—CH2—CN
Цпклопеитанон
Циклогексанон
2-Метилциклогексанон
(С6Н5)2СО
СН2=СН—CN
CH2=C(CN)CH3
СН2=СН— СО2—С,Н9-трет
СН2=СН—SO2CeH5
CH3C1
CH3C1
СНзВг
СН31
сн.
о
сы
CN
(С6Н5)2С СН—CN
Циклопропан
Циклопропан
СНз—CC1(CH2)2SO2C6H5
CN
Ди
Моно
Моно
Ди
Моно
Ди
79
78
55
75
75
67
91
84
80 1
4/
72»
14 f
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТБА+ ОН"

Продолжение табл. 10.1
1 Число атомов I
углерода |
8
Субстрат
С6Н5—СН2—CN
Электрофил
СН31
СН31
С2Н5С1
С2Н5Вг
С2Н51
изо-СзН7Вг
изо-С3Н71
«-С4Н9С1
к-С4Н9Вг
к-С4Н91
изо-С4Н9Вг
вТОр-ОНдВТ
Продукт
Моно
f Моно
1 Ди
Мои о
п
п
п
„
„
п
п
„

Выход,
95
81
92 |
88
88
93
90
60
75
0
87
97
74
91
91
47
63
Катализатор
а-Фосфорил-
сульфоксид
ТБА+ ОН-
(3 : 1 избыток)
БТЭАХ
БТЭАХ
а-Фосфорил-
сульфоксид
ТБА+ОН- (ст)
БТЭАХ
ТБА+ОН- (ст)
а-Фосфорил-
сульфоксид
ТБА
ТБАИ
БТЭАХ
а-Фосфорил-
сульфоксид
а-Фосфорил-
сульфоксид
БТЭАХ
БТЭАХ
1 Литература
39
38
2,
23
23,
98
39
38
23
38
39
40
40
23
39
39
23
23

м-С5НцВг
«зо-С5НцВг
СНз—СН=СН—СНС1—СНз
[ (СНзЬС^ОгЭСНгСНгВг
H-C6Hi3Br
О~вг
«-C7Hi5Br
C6H5CH2CI
С6Н5СН2С1
СвН5СНС1СН3
CeHsCHaCHaCl
(С6Н5)2СНС1
CI
те
CH2C12
CCU
п
п
п
Моио (—Вг)
Моио
..
w
f Моно
1 Ди
Ди
Моно
„
( Моно
1 Ди
с6н5—сн—сн2—сн—с6н5
1 1
CN CN
NC4 .СбН5
72
56
96
20
85
90
76
63
50 1
20)
92
97
35
94
и}
69
70
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
23
23
23
41
23
23
23
42
23
1,
23
13
23
23
23
43
24
29

с
Е
gg
га "
is
8
Субстрат
С6Н3—СН2—CN
Электрофил
(СН2—S—CN)2
С1(СИ2)зС1
Вг(СН2)3Вг
С1(СН2)4С1
Вг(СН2)4Вг
(С1СН2СН2)2О
С1(СН2)5С1
Вг(СН2)5Вг
Вг(СН2)7Вг
С6Н5СНС12
Ts—N(CH2CH2C1)2
CiCH2OCH3
Продукт
S
C6H5N/ \
ncAJ
S
Моно — хлорпропил
( Моно — бромпропил
1 Цнклобутан
Циклопентан
с6н5ч /—\
NC/V^
Моно — хлорпентил
Циклогексан
Моно — бромпентил
Моно — бромгептнл
ССН5
1
С 6Н5—СН—СН—СН—С6Н5
1 1
1 1
CN CN
N-Тозилпиперидин
С6Н5—СН—СН2—СН—CGH5
1 |
CN CN
Продолжение табл.

Выход.
%
45
47
20>
26/
60
88
97
69
40
40
12
28
94
68
88
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТБА* ОН-
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
10.1
тура
Литера
30
24
24
25
24
38
24
24
24
24
24
24
44
28

4-F—C6H4—CHjCN
4-CI—C6H4—CH2CN
4-Br—C6H4—CH2CN
4-1—C6H4—CH2—CN
C6H3—S—CH2—CN
Cl—СНОСНз
I
CH.,
BrCH2CO2—С3Н7-мзо
BrCH2CO2—CiHg-трет
CICH2CO2—СбНц-цикло
Cl—CH2—CN
С1(СН2)гСЫ
Cl(CHj)3CN
Cl—CH2—CH—CN
I
CH3
C1(CH2)4CN
4-NO2—C6H4C1
CICHjCN
CICH2CN
CICH2CN
CICH2CN
СНзВг (избыток)
C2H5Br
CH2=CH—CH2C1 (избыток)
K-QHgBr
С6Н5СН2С1 (избыток)
Вг(СН2)2Вг
Вг(СН2)3С1
Вг(СН2)4Вг
Вг(СН2)5Вг
С6Н5—CH—CH—CH—CsH5
I I I
CN СНз CN
Моно
Ди
Моно
Ди
Моно
Ди
C6H5C(CH2CN)2CN
С6Н5—C(CN)(CH2CH2CN)2
Моно
C6H5C(CN)(CH2—CH—CN)2
:н3
Моно
Ди
Моно
Ди
Моио
Ди
Циклопропан
Моно — хлорпропил
Цнклопентан
Циклогексан
70
18»
12 \
27)
10 }
17
10
41
45
76
16
75
О
36
83
81
79
75
80
80
82
82
47
39
69
50
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

Продолжение табл. 10.1
ш
о
S
£а
:ло а
ерод
п
9
Субстрат
С6Н5—CH(CH3)CN
Электрофил
С1СН2—О—СН2С1
C2H5SCN
нс=сн
C1CH2CN
C1(CH2)2CN
СН3СНСЮСН3
НС=С—ОС2Н5
C1(CH2)3CN
C1(CH2)4CN
СНз—СНО-С3Н7-изо
1
1
С1
Продукт
CN
1
(С6Н5—С—СН2)2О
СНз
СНз
I
1
1
CN
С6Н5Ч /CN
;с(
СНз/ ХСН=СН2
Моно
(~> ТТ (~> XT
^->Г13 L иС2Г15
и
II
сн2
Моно
„

Выход,
84
77
83
73
73
68
64
83
60
75
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
тура
гера
X
28
30
31
11
11
28
32
И
11
28

ВгСН2СОг—С3Н7-«зо
я-С5Н„—SCN
С1—СН2—СОг—С4Нд-трет
НСе=С—S—С4Н9-«
С6Н5СН2С1
ВгСНгСОг—СбНц-Цикло
4-Ш2—С6Н4С1
2-NO2—С6Н4С1
3,4-Днхлорнитробензол
С1
2-Х лор-5-н итротолуол
С1
NO2
4.CI—С6Н4—СО—С6Н,—Ш2-4
4-Вг—С6Н4—СО—С6Н,—NOa-4
СбНб^ /CN
СНз^ ^SCsH,,
Моно
/
CN
=СН—S—С4Н9-к
Моно
Моно (—С1)
То же
Моно (—NO2)
То же
74
68
76
74
82
78
82
53
92
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
88
88
67
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

00
to
Продолжение табл. 10.1
1 Число атомон
1 углерода
9
9
10
Субстрат
С6Н5—CH(CH3)CN
ОСНз
1
С6Н5—СН—CN
С2Н5
j
С6Н5—СН—CN
Электрофил
4-СНз—С6Н4—СО—С6Н4—NC-2-4
С6Н5—СО—С6Н4—Ж)2-4
4-СНзО—С6Н4—СО—С6Н4—NO2-4
2,4-Динитрохлорбензол
3,4-Дихлорнитробензол
2,5-Дихлорнитробензол
С2Н5Вг
я-С3Н7Вг
изо-С3Н7Вг
СН2=СН—СН2Вг
(СН3)2С=СН—СН2С1
С6Н5—СН2С1
ВгСН2Вг
Вг(СН2)2Вг
4-NO2—С6Н4—CI
СН3С1
С2Н5Вг
НС=СН
СН2=СНСН2С1
Продукт
Моно (—NO2)
То же
Моио (—С1)
То же
п
Моно
п
п
п
п
Моно — бромметил
Моио — бромэтил
Моно (—С1)
Моно
С6Н5ч /CN
с2н5/ хсн=сн2
Моно

Выход,
%
93
82
64
75
92
85
75
73
45
73
78
70
70
12
42
90
70
80
93
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЗАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
а
t-
(-
34
34
34
48
4Ь
48
12
12
12
12
12
12
12
12
12
13
13
31
99
13

изо-СзН7Вг
«-C3H7Br
«-С4Н9Вг
изо-С4Н9Вг
изо-С5НпВг
(C2H5)2NCH2CH2CI
С1СН2СО2—С
K-C7Hi5Br
С0Н5СН2С1
НС=СС6Н5
(С0Н5)2СНС1
СН2С12
СН2Вг»
Вг(СН2)3Вг
С1(СН2)4С1
Вг(СН2)4Вг
»Вг(СН2)5Вг
\/
CN
\<~н=
СН=СНС6Н5
Моно
Моно — хлорметил
Моио — бромметил
С2Н5
с6н5—с—сн2—сн=сн2
I
CN
Моио — бромпропил
Моно — хлорбутил
Моно — бромбутил
{Моно — бромпентил
Динитрил
43
59
29
40
62
41
47
77
66
94
94
71
97
67
71
38
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

Продолжение табл. 10.1
Число атомов|
углерода |
10
10
Субстрат
С2Н5
1
С6С5—СН— CN
С6Н5—СН—CH2CN
1 —
CN
С6Н5—СН—CN
ОСН2СН2С1
Электрофил
С6Н5СНС12
2,4-Дииитрохлорбеизол
3,4-Дихлорнитробеизол
2,5-Дихлориитробеизол
CJ
1
у
NO2
4-С1—С6Н4—СО—С6Н4—NO2-4
4-Br—C6H4—CO—C6H4—NO2-4
С6Н5—СО—С6Н4—NO2-4
Cl—CH2—CN
—
Продукт
Моио
Моио (—С1)
То же
-
Моио (—NO2)
То же
C6H5C(CN)(CH2CN)2
с6н5 0

Выход,
69
61
61
75
90
70
61
89
74
50
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
Литература |
49
48
48
48
34
34
34
34
46
12

С„Н5—СН— CN
N(CH3)2
к-СзН,
С6Н5—СН—CN
изо-СзНг
I
С6Н5—СН—CN
С2Н5Вг
изо-С3Н7Вг
СН2=СН—СН2С1
«-С4Н9Вг
С6Н5—СН2С1
С6Н5—СН2С1
НС^С—S—С4Нз-я
С1СН2СО2—С4
СбН5^-'Н2С1
4-NO2— C6H4C1
С1
СО—С6Н5
4-С1—С6Н4—СО—С6Н4—NO2-4
Моио
1-Бензил (при 60 °С) ~\
1,а,а-Трибеизил (при 100 °С) /
C6H5v /CN
«-с3н7/ \с
Моио
Моио (—С1)
То же
Моио (—NO2)
=СН—S—С4Н9-я
,CN
аэо-С3Н7/
56
62
75
75
82

Выход
ие


веден
68
60
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО

tjio атомов
ерода
S5
Р- >.
11
12
Субстрат
ИЗО-СзН7
С6Н5—СН—CN
ОСН2—СН=СН2
1
С6Н5-СН—CN
я-С4Н9
1
С6Н5—СН—CN
Электрофил
Ci—CH2OCH3
НС=С—S—С«Н9-я
ВгСН2СО2—dHg-трет
C6H5CH2CI
а
фгсо~с'н>
NO2
2,4-Динитрохлорбензол
3,4-Дихлориитробеизол
СНзСН2Вг
ВгСН2СО2— С<На-трет
Моио
СбН5ч
изо- СзН?/
Моно
Моно (—СО
То же
Моио
Продукт
,CN
\ртт f^X-J С С TJ
A_>ri===v-«tl О \_<4П
,CN
х Ччсн=сн—с6н5
Продолжение табл. 10.i
9-Я

Выход,
7
74
56
85
83
60
20
30
44
69
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
Я
Е-
гЗ
С
28
3S
Н
1с
3
3'
4
4
1
1

f
н
C6H5—С—CN
I
сн2
1
СН(СНз)2
н
С6Н5—С—CN
1
1
сн
н
С6Н5—С—CN
|
сн2
1
сн „,
/\/cl
н2с—с/
\ci
н
i
CH-CN
об
С6Н5СН»С!
C6H5CH2CI
С6Н5СН2С1
(С6Н5)2СНС1
СНзВг
С2Н5Вг
я-СзН7Вг
нзо-СзН7Вг
СН2=СНСН2С1
я-С4Н9Вг
(C2H5)2NCH2CH2C1
С6Н5СН2С1
„
ft
f»
п
м
п
1t
п
57
80
56
50
92
82
90
83
88
91
85
95
БТЭАХ \
]
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
15
15
15
29
16
16
16
16
16
16
16
16

Продолжение табл. 10.1
:ло атомов 1
ерода |
55
12
13
Субстрат
kA.N-C-CH3
|]
с
:n °
н
С6Н5—С—CN
1
к-С5Нц
Электрофил
а
СН2Вг2
Br(CH2)2Br
Br(CH2)3Br
Br(CH2)4Br
Вг(СН2)5Вг
Циклогексаиои
HfeCH
С1СН2СО2—C4Hs-rper
С6Н5СН2С!
Продукт
( Моио
1 Ди
Дииитрил
Циклопропан
Циклобутаи
Циклопентан
Циклогексан
С
I 1
vT-O—С—СНз
N II
О А
СН С*/С\гГ""
Моио

Выход,
%
581
7}
80
67
21
80
17
30
88
64
94
Катализатор
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
гература 1
к
Ч
43
16
16
16
16
16
36
31
14
15

I
H
C6H5—C—CN
1
CH2
1
CH2
1
HC(CH3)2
H
CH3-C-CN
Op
(C6H5)2CHCN
I
Ci CH2CO2—СеНп-цикло
C6H5CH2C1
СНзВг
C2H5Br
СНзВг
С2Н5Вг
С1СН2ОСНз
C1CH2CN
C1(CH2)2CN
CH2=CH—CH2Br
СНз—СН—О—СНз
i
1
Cl
нс=с—о— с2н5
п
п
п
п
п
w
w
»
CGH54 ,CN
сн2=с/ хс6н5
1
О-С2Н5
26
78
64
61
94
92
80
88
90
95
50
77
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
14
15
16
16
52
52
28
11
11
И,
52
28
32

CD
Продолжение табл. 10.1
ТОМОВ
la
03 ci
§t
14
Субстрат
(CeHsbCHCN
Электрофил
Cl—(CH2)3CN
H-C4H9Br
Cl—CH2—О—С3Н7-изо
н-С5НпВг
сн/ССоСН2ВГ
C1(CH2)4CN
«-C6Hi3Br
Cl—CH2—CO2—С4Нз-трег
HC=C—S—С4Н9-Я
(C2H5)2NCH2CH2C1
C6H5CH2C1
C6H5CHC1CH3
(C6H5)2CHC1
ecu
CH2C12
Продукт
Моно
w
n
n
Mono (—Br)
Моно
n
С H С H
H\C_C/\CN
H-CiH3—S// ^H
Mono
CN
(C6H5)2C-C(C6H5)2
1
1
CN'
Моно — хлорметил
Вы
ход,
74
94
88
94
82
78
92
96
55
85
98
96
96
91
82
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
с
>
с
1
11
55
28
55
41
11
55
Н
35
55
55
55
55
4S

CN
I
с6н5—с—н
я-С6Н13
C6H5CHCN
(CH2)2
N(C2H5)2
CH2Br2
C1CH2OCH2C1
Br(CH2)2Br
Br(CH2)3Br
Br(CH2)4Br
Br(CH2)5Br
4-Хлорнитробензол
2,4-Динитрохлорбензол
3,4-Дихлорнитробензол
C6H5CH2C1
C2H5Br
Н-С4Н9ВГ
изо-СбНцВг
BrCH2CO2— CiHg-трет
(C2H5)2NCH2CH2C1
C6H5CH2CI
=с—с6н5
Моно — бромметил
Димер
Моно — бромэтил
Моно •— бромпропнл
Диннтрил
Моно — бромбутил
Дннитрил
Моно — бромфенил
Динитрил
Моно (—С1)
То же
Моно
CN
=С/ X(CH2)2-
(CH2)2-N(C2H5)2
н
93
90
91
871
64 f
79 1
13 Г
721
i«r
71
91
60
75
84
80
66
80
34
88
79
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО

Число атомов
углерода
14
14
14
Субстрат
CN
1 '
сл-с-н
т
о—с6н5
С6Н5—С—Н
1 -
CN
CN
1
С6Н5—С—Н
1 -
о
1
СНз—СН—О—С4Н9-я
\
Электрофил
С2Н5Вг
/ \\(СН2)2Вг
C2H5Br
«-C3H7Br
изо-С3Н7Вг
СН2=СН—CH2Br
(СН3)2С==СН—СН2С1
CH2Br2
Br(CH2)2Br
Br(CH2)3Br
C2H5Br
«-C3H7Br
CH2=CH—GH2C1
CHsBr2
Моно
■*
»
»
„
„
Моио
Моно
Моно
Моио
»
Моио
Продукт
— бромметил
— бромэтил
— бромпропил
— бромметил
Продолжение табл.

Выход,
%
31
42
63
66
30
71
69
70
64
15
81
71
75
73
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ВТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
10.
1
\ Литература
16
16
12
12
12
12
12
12
12
12
53
53
53
53

н
I
С6Н5—С—CN
сн2
I
с6н5
H5
нс=с—с6н5
НС=С—S—С4Н9-я
С1СН2СО2—С4Н9-т-рег
4-Хдорннтробензол
ci 9
'C-C6HS
NO2
О
II
4-С1—С6Н4—С—C6H4~NO2-4
О
II
4-В г—С6Н4—С—С6Н4—NO2-4
5\
\
нч
"H2—СбНэ
,CN
ЧСН2-С6Н5
н
CN
h-C4H9s/ I
г—С6Н5
н
Моно
Моно (—С1)
То же
Моио (—
То же
74
78
62
67
90
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

Число атомов
углерода
15
Субстрат
Н
1
С6Н5—С—CN
1
сн2
с6н5
О—СН2—СоН6
1
С6Н5—С—CN
Н
н
!
Электрофил
4- СНз—С6Н4—С—С6Н4—NO2-4
II
О
о
С6Н5—С—С6Н4—NO2-4
О
4-СН3О—С6Н4—С—С6Н4—NO2-4
2,4-Динитрохлорбеизол
3,4-Дихлорнитробеизол
2,5-Дихлориитробеизол
С2Н5Вг
СН2=СН—СН2С!
Продолжение табл. 10
Продукт
Моно (—NO2)
То же
Моио (—С1)
То же
Моио

Выход,
98
92
90
86
82
98
71
80
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
/
1 Литература
34
34
34
48
48
48
12
16

16
17
Н
СвН5—С—CN
1
сн
/~\
/\/CN
^—N
1
/С=О
с6н/
НС^С—S—С4Н9-к
С2Н6Вг
н-С3Н7Вг
н-С4Н9Вг
С6Н5СН2С1
С1
1 „
NO2
С6Н5СНО
2-СНз—С6Н4—СНО
н\ )с(
v> v> v>O v-Пз
H-ClHss/ i c6h5
Моно
и
C6H5-C
:—о—с—с6н5
и
II
н о
< 1
2-CH3—C6H4—С—О—С—C6H5
i и
1 II
н о
64
76
82
78
78
46
89
85
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
32
54
54
54
54
54
зе
зс

Продолжение табл. ЮЛ
томов
,а
l!
17
18
Субстрат
( )
\ /
4—N
■
1
/С=О
CN
С2Н5-С-Н
1
то
Электрофил
2-С1—С6Н4—СНО
4-С1—С6Н4—СНО
2-фурил—СНО
изо-СзН7—СНО
С6Н5СОСН3
СНзСОСНз
Циклогексаион
СНзВг
С2Н5Вг
азо-СзН?Вг
СН2=СН—СНС1
н-С4Н9Вг
(C2H5)2NCH2CH2Br
С1(СН2)2СО2—С3Н7-азо
С6Н5СН2С1
/ ^N—СН2СН2Вг
QN-(CH2)3Br
(С6Н5)2СНС1
СН2Вг2
Вг(СН2)2Вг
Продукт
Как выше
То же
Моно
"
••
Моно — бромметил
Моно — бромэтил

Выход,
89
84
79
83
33
78
61
95
91
50
99
88
66
48
99
42
99
50
85
88
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ГМФТА
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
тура |
гера
а
Ч
36
36
36
36
36
36
36
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16

CN
н
I
С6Н5—С—CN
I
(С6Н5)2СН
Br(CH2)4Br
СНзВг
C6H5CH2C1
HC=C—О—С2Н5
HC=C—S—С4Н9-Я
Моио — бромбутил
Моио
CN
С6Н5—С-СН(С6Н5)2
I
СН2=С—ОС2Н5
CN
I
С6Н5—С—СН(СвН5)2
Н\ I
,с=с
92 БТЭАХ
31
100
96
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
16
16
16
43
32
32

Таблица 10.2
Алкилирование простых альдегидов, кетонов и сульфонов
Число атомов 1
углерода
2
3
4
5
Субстрат
CH3SO2CH3
(CH3)3S—О Г
(СН3)2СН—СНО
Циклопентанон
Электрофил
С6Н5СНО
С6Н5СНО
СН31
СН2=СН—СН2С1
СН2=СН—СН2Вг
СНз—СН=СН— СН2С1
С6Н5СН2С1
(СН3)2С=СН—СН2С1
Продукт
XT
XT
s
II
II
о
Моно
••
■'
«
it
i
Вы-
|ход.
"/о
48
12
15
56
35
54
75
19
Катализатор
БТЭАХ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
БТЭАХ
га
о
>
га
а
4>
X
Ч
55
56
19
19
19
19
19
20

^ о
J—1
СН31
[CH3O]2SO2
СН31
1
н,оЛ0Ло
/СНз
■ПЗ v-< с ^
н Д J'-och
-
12
8
6
7
-
45
6
\
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
58
58,
58,
59

Продолжение табл. 10.2
Продукт
Вы-
код,
Катализатор
СНз
ИзС-""
о
СНз
С-^ з
Монс
О
/СНз
]\СН2СН=С(СН3)г
3,5
80
41
4,5
ТБА+ОН" (ст)
58,
59
ТБА+ ОН~ (ст)
46
45
транс:цис=
= 71: 29
БТЭАХ
БТЭАХ
30
БТЭАХ
58
20
37
20
Субстрат
Циклогексанон
С1СН2СО2— С<Н9-трет
2-Мет ил циклогексанон
Электрофил
[CH3O]SSO2
CH31
(СНз)2С=СН—СН2С1
СН2=СН—CN
(СНз)2С=СН—СН2С1

7
7
7
7
7
7
З-Метилциклогексанон
4-Метилциклогексанон
C6H5SO2CH3
C6H5SO2CHC12
C6H5SO2CHBr2
(CH3)3Si—GH2—CO2C2H5
(CH3)2C=CH— CHSC1
(CH3)2C=CH—CH2C1
C6H5CHO
4-C1—C6H4CHO
C6H5—CH=CH—CHO
Р-Нафтил—CHO
C2H5Br
C6H5CH2C1
C6H5CH2C1
Кротоновый альдегид
гра«б'-Гексен-2-аль
C6H5—CHO
Цитраль
Т Т Z™1 j?
(
С
х1
)
Ч— СН2СН=С(СН3)2
N— сн2сн=с(сн3)2
Нз
C6H5SO2—СН=СН—С6Н5
C6H5SO2— СН=СН—С6Н5
с6н5 s о2—сн=сн—свн5
C6H5SO2—СН=СН—С6Н6
Моно
•'
(CH3)3Si0
1
СН3СН=СН—СНСН2—СО2С2Н5
(CH3)3Si0
1
СН3СН=СН—СНСН2—СО2С2Н5
(CH3)3Si0
1
СНзСН=СН—СНСН2—СО2С2Н5
(CH3)3Si0
1
СН3СН=СН—СНСН2—СО2С2Н5
50
51
86
98
30
85
72
84
75
69
82
76
79
1
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
КР/ДЦ-18-К-6
или ТБАФ
КР/ДЦ-18-К-6
или ТБАФ
КР/ДЦ-18-К-6
или ТБАФ
КР/ДЦ-18-К-6
или ТБАФ
20
20
60
60
60
60
61
61
61
9
9
9
9

Продолжение табл. 10.2
Число атомоп
| углерода
7
8
8
8
Субстрат
i CHabSi—CH2—CO2C2H5
О
гн ^с си
н
1
«-с4н9—с—сно
С2Н5
О—Si(CH3)3
Электрофил
С6Н5СН=СН—СНО
Бензофенон
СН31
(СН3)2С=СН—СН2С1
СН2=СН—СН2С1
(СНз)гСНВг
СН3СН=СН—СН2С1
(СН3)2С=СН—СНгС!
СвН5СН2С1
СН2=СН—СН2Вг
С6Н5СН2Вг
Продукт
(CH3)3SiO
1
СН3СН=СН—СНСНг—СО2С2Н5
(CH3)3SiO
1
СН3СН=СН—СНСН2—СО2С2Н5
( Моно
1 Ди
Моно
С-Алкилирование
О-Алкилирование
( С-Алкилирование
X О-Алкилирование
f С-Алкилироваиие
\ О-Алкилирование
( С-Алкилирование
X О-Алкилирование
О
11
V--L ^--СНг—СН^=СН2
о
I сн ев
[Г*

Выход,
81
88
13 1
69 |
40
85
21
651
25/
60 )
30}
551
35 |
56
67
Катализатор
КР/ДЦ-18-К-6
или ТБАФ
КР/ДЦ-18-К-6
или ТБАФ
а-Фосфорил-
сульфоксид
БТЭАХ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
БТМАФ
БТМАФ
Литература 1
9
9
QQ
оУ
20
19
19
19
19
19
57
57

н о
Т I
С6Н5—N—С—СН3
н о
8 | 3-СНз—С6Н4—N—СН
8 | С6Н5—SO2CH2CH3
4-CH3C6H4SO2CH2Cl
н
I
4-СНз—C6H4SO2CHBr
4-СНз—C6H4SO2CHC12
(CH3O)2SO2
(C2H6O)2SO2
Я-СЗН7ВГ
я-С,Н91
C6H5CH2CI
(CH3O)2SOj
с6н5сно
С6Н5СН2С1
СНзСОСНз
(СНз)гСН—СНО
Циклогексанон
Бензальдегид
Бензофенои
С2Н5Вг
я-С4Н9Вг
Вг(СН2)2Вг
Вг(СН2)4Вг
Моно
С6Н5—SO2—С
ч
с—н
траяс-4-СНз—С6Н4—SO2—СН=СН—С6Н5
4-CH3-C6H4-SO2
Как выше
То же
Моно
Циклопропан
Димер
84
90
82
82
95
90
44
60
91
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
65
90
60
90
67
68
73
87
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ

Продолжение табл. 10.2
томов
ia
о g.
8
8
9
Субстрат
N
1\_у^ / -3
OCV-СНз
О
II
СвН5—СН2—С—СНз
1
Электрофнл
С6Н5СНО
4-С1—С6Н4СНО
2-С1—С6Н4СНО
2-СНз—С6Н4СНО
4-CHs—СвН«СНО
4-СНзО—С6Н4СНО
с6н5сно
4-С1—С6Н4СНО
2-СНз—С6Н4СНО
4-СНз—С6Н4СНО
4-СНзО—С6Н4СНО
СН31
СН31
СН3Вг
С2Н5Вг
я-СзН7Вг
ызо-СзН7Вг
СН2=СН—СН2Вг
СН2=СН—CH2Bt
(избыток)
Продукт
Моно
Моно )
Моио 1
Моно |
Моно |
<•
"
**
**
u
Ди

Выход,
50
26

Выход
ие


веден
60—80
60—80
60—80
60—80
60—80
92
95
87
90
100
84
43
85
78
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТБА+ ОН"
а-Фосфорилсульфо-
ксид
БТЭАХ
БТЭАХ
(я-С,Н9)зЫ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
!
тура 1
(Ч
о,
ч
63
63
63
63
63
63
63
63
63
63
63
38
3S
21
21
4С
21
21
21
21

я-СНзВг
я-С4Н9Вг
я-СбНцВт
ызо-СзНпВг
(СНз)2С=СН—СН2С1
я-С6Н13Вг
(C2H5)2NCH2CH2C1
СЦСН2)2СО2СзН7-мзо
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2С1 (избыток)
С1
JOk
Br(CH2)2Br
Моно
-
**
"
••
Ди
Моио
Циклопропан
87
86
94
90
93
73
79
74
77
45
65
77
78
72
54
БТЭАХ
ДЦ-18-К-6
Я — С|4Н29
ГДТБФБ
ДЦ-18-К-6
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
21
С t
6'
6£
66
66
66
21
21
21
21
21
21
21
21
43
64
67

ю
Продолжение табл. 10.2
1 Число атомов
| углерода
9
9
Субстрат
О
II
С6Н5—СН2—С—СНз
Н О
Т II
С6Н5-СН—С—СНз
Электрофил
Вг(СН2)зС1
Вг(СН2)3Вг
Вг(СН2)3Вг
\
Продукт
О
С6Н5—СН—С—СНз
1
(СН2)зС1
О
и
СбН5-СН—С—СНз
1
(СН2)3Вг
СбН5ч хСНз
с=с
_ о
О
С6Н5—СН—С—СНз
1
(СН2)3
1
С6Н5—СН-С—СНз
1]
II
О

Выход,
%
67
-
8
37
-
20
-
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
1 Литература |
67
67
67
67

Br(CH2)4Br
Br(CH2)6Br
о
II
C6H5—С—С—СНз
/\
сн2 сн2
I I
CH2-CH2
О
II
C6H5—СН-С—СНз
(СН2)4— СН
\
СОСНз
о
С6Н5—СН—С—СНз
I
(СН2)5Вг
о
II
С6Н5—СН—С—СНз
(СН2)5
С6Н5—СН-С—СНз
о
II I
N2 О
38
21
43
26
100
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТБА+ ОН" (ст)

Продолжение табл. W.2
Число атомов |
углерода |
9
9
9
9
9
Субстрат
О
II
4-СНз—С6Н4—С—СНз
О
Ц
4-СНзО~С6Н4—С—СНз
О—Si(CH3)3
{
С6Н5—SO2CH_2N(CH3)2
С
к:
СНз
Электрофил
(СНз)2С=СН—СН2С1
(СН3)гС=СН—СН2С1
СН31
С6Н5СН2Вг
с6н5сно
С6Н5СН2С1
Вг(СН2)2Вг
Вг(СН2)4Вг
Продукт
Моно
О
п
НзС II
О
1
с
N СН2С6Н5
c6h5so2—о/
гн
с6н5
Дн
Циклопропан
Циклопентан

Выход,
20
10
79
63
58
73
72
54
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТМАФ
БТМАФ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
Литература |
20
20
57
57
60
68
68
68

10
10
10
0
1
\
ff
С6Н5—СН-С—СНз
1 —
1
СНз
O-Si(CH3)3
О—БЦСНзЬ
НзС 1
■0
н
и 1 1 ^
Н О
1 II
СбН5—С—С—СНз
с2н5
1
С6Н5СН2С1
ВгСН2СО2СН3
н-С4Н91
С6Н5СН2Вг
С6Н5СН=СН—СН2Вг
ВгСН2СО2СН3
н-С4Н91
С6Н5СН2Вг
СН2=СН—СН2Вг
г(зо-С3Н7Вг
С6Н5СН2С1
Вг(СН2)2Вг
СН2=СН—СН2Вг
С1(СН2)2—СО2С3Н7-мзо
С6Н5СН2С1
1
Моно
„
0
HsC^/^/ClHg-W
Как выше
То же
., ..
О
и
НзС^ I'
kJ
Как выше
Ди
( Моно
\ О-Алкилирование
Ди
Циклопропан
Моно
„
60
56
40
89
78
42
37
59
89
43)
43/
80
34
50
68
73
БТЭАХ
БТМАФ
БТМАФ
БТМАФ
БТМАФ
БТМАФ
БТМАФ
БТМАФ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
21
57
57
57
57
57
57
57
69
69
69
69
21
21
21

Продолжение табл. 10.2
Число атомов I
углерода |
И
12
12
12
Субстрат
С6Н5—SO2—СН2-СН=С(СНз)2
Н О
Т II
С6Н5—С—С—СНз
1
я-СзН7
Н О
1 II
СвН5—С—С—СНз
1
сн2—сн=сн2
н
1
С6Н5—СНСО2С4Н9-грег
Электрофил
с6н5сно
С1(СН2)2СО2СзН7-«эо
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2С1
С2Н5Вг
СН2=СН—СН2Вг
я-С4Н9Вг
С1(СН2)2СО2СзН7-иэо
С6Н5СН2С1
Вг(СН2)зС1
Вг(СН2)зВг
Продукт
СН=С(СНз)2
1
С6Н5—S О„—С=СН—СбН6
Моно
п
»
3 3 3 3 3
С0Н5СН—СО2С4Н9-грет
1
(СН2)3С1
С6Н5СН—СО2С4Н9-грег-
1
(СН2)3Вг

Выход,
25
72
68
73
53
46
45
70
70
53
16
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
Литература [
60
21
21
21
17
71
71
71
71
71
71

12
13
C6H5~SO2—CH2C6H5
Br(CH2)4Br
ШзВг
С2Н5Вг
к-С3Н7Вг
СН2=СН—СН2С1
«-С4Н9Вг
С1(СН2)2СО2С3Н7-мзо
С6Н5СН2С1
-С1
(С6Н5)2СНС1
Вг(СН2)2Вг
Вг(СН2)3Вг
Вг(СН2)4Вг
Вг(СН2)5Вг
С6Н5СНО
СбН5СН—СО2С4Н9-трег
I
(СН2)4Вг
Ди
Моно
Ди
Моно
Циклопропан
Циклопеитан
Циклогексаи
С6Н5—SO2—С=СНС6Н5
I
С6Н5
43
40
50
57
54
58
59
80
63
531
16,
54
55
41
44
36
49
ВТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭ АХ/ДМ СО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЗАХ/ДМСО
БТЗАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЗАХ

to
Продолжение табл. 10.2
а
о
Число а
углерод
13
13
14
Субстрат
/\ СН,
1Щ1-СН-СО2СНЭ
I
Сг(СО)3
rf^i - ,9
-Л
\
о
Сг(СО)3
О
II
•^6 "5 ^_.П2^-*~—"ч>б*^6
\
Электрофил
СН31
СН2=СН—СН2Вг
СН==С—СН2Вг
С6Н5СН2Вг
СН31
СН2=СН—СН2Вг
CHs=C—CH2Br
C6H5CH2Br
C2H5Br
изо-СзН7Вг
СН2=СН—СН2С1
я-С4Н9Вг
я-С6Н13Вг
С1(СН2)2СО2С3Н7-мзо
С6Н5—СН2—С1
Продукт
Моно
п
п
п
п
1 -
(. О-Алкилироваине
Моно
п
п

Выход,
70
100
100
100
40
90
100
60
77
401
23 J
94
75
77
84
70
Катализатор
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
С
>i
С
1
70
70
70
7С
7С
70
7С
7С
7S
7S
74
7S
75
7^
75

14
14
О
С6Нб—СН—С—СНз
1 —
(СН2)5Вг
Н 0
—г ||
i II
С6Н5—С—С-СНз
1
1
мзо-С5Нц
it
^С1
31
(С6Н5)2СНС1
СН2Вг2
Вг(СН2)2Вг
Br(CH2)sBr
Br(CH2)4Br
Вг(СН2)5Вг
—
С6Н5СН2С1
1
п
( Моно — бромметил
X Димер
( Моно — бромэтил
1 Циклопропан
f Моно — бромпропил
X Димер
| Моно — бромбутил
{ Димер
( Циклопентан
Моно — бромпентил
О
||
6
Моно
55
88
23 1
44 J
51 )
10 |
19 1
20)
22 \
19 I
36
20
60
\
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
43
72
72
72
72
72
72
67
21

Продолжение табл. 10.2
1 Число атомов I
| углерода |
14
И
15
15
Субстрат
н
1
СбП5"~С—СНз
сн2
1
сн
С(СНз)2
Сг(СО)з Н С<
Э2СН3
Н О
"Г II
I 1
СбНэ—С—С—СбНб
1
СНз
н о
С6Н5—С—С—СНз
1
н-С6Н,з
Электрофил
С6Н5СН2С1
СН31
СН2=СНСН2Вг
НС==С—СН2Вг
С6Н5СН2Вг
С1(СН2)2СО2СзН7-изо
С6Н5СН2С1
Продукт
Моно
*»
п
»
п

Выход,
%
76
100
100
100
100
68
65
Катализатор
БТЭАХ/ДМСО
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
ГДТМАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
1 Литература 1
21
70
70
70
70
72
21

15
15
56
16
17
18
0
т
СН3
i
к,
О
С6Н5-СН2-С-СН2-С6Н5
н о
Т II
CSH5—С—С—С6Н5
с2н6
Н 0
— II
1 II
С6Н6—С—С—СНз
1
сн2
I
свн5
н о
Т II
С 6Н5—С—С—СеНз
1
сн2—сн=сн2
н
1
(СбНз)2С—СО2С^а-трег
С2Н5Вг
н-С4Н9Вг
С6Н5СН2С1
ВгСН2Вг
Br(CH2)2Br
С!
66
С1(СН2)2СО2С3Н7-изо
С6Н6СН2С1
С6Н6СН2С1
СН2=СН—СН2С1
С6Н6СН2С1
СН2=СН—СН2Вг
С6Н6СН2С1
-
Димер
Моно
п
„
„
76
68
31
89
55
50
45
84
78
80
85
56
56
63
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
68
68
68
68
68
68
43
72
72
21
72
72
71
71

1 Число атомов
| углерода
19
20
21
21
Субстрат
ССН5(
1
О
>с6н5
с6н5
н
СН2-С6Н5
н о
1 II
(
Электрофил
о
:н2ьвг
С6Н5СН2С1
н-С4Н9Вг
С0Н5СН2С1
ВгСНаВг
С6Н5СН2С1
Продолжение табл. 10,
Продукт
Г J\CC6H5
о
Моно
»
-

Выход,
23
65
50
63
48
93
49
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
9
а.
5-
а.
72
68
66
66
6£
75
72

10. Реакции алкилирования 217
К ним относятся а-метил- [11], а-метокси- [12], а-этпл- [13|,
а-н-пропил- [14], а-изопропилфенилацетонитрилы [15] и т. д.
Изучены аналоги фенилацетонитрила, такие, как а-нафтилаието-
нитрил [16]. Табл. 10.1 дает возможность читателю
познакомиться с широким набором исследованных нитрилов. Помимо
этого, в табл. 10.3 представлены данные по алкилированию
нитрилов, имеющих и другие активирующие заместители, па-
пример карбонильные или карбометоксильные группы
[уравнение (10.5)].
NC—СНг—СО—ОСНз + (СН3)2СН1 —> NC—СН—СО—ОСН3 (10.5) [17]
СН
Особого внимания заслуживает хлорацетонитрил. Введение
хлора обычно уменьшает рКл СН-кислоты на одну или две
единицы, поэтому хлорацетонитрил более сильная СН-кислота,
чем ацетонитрил. Однако это соединение интересно еще и тем,
что после алкилирования способно терять галогенид-ион.
Например, при конденсации хлорацетонитрила с ацетоном
образуется а-хлоралкоголят, в котором происходит
внутримолекулярное замещение хлорид-иона с образованием а,р-эпоксинит-
рила [18]. Реакция показана в уравнении (10.6) и успешно
проведена с широким набором альдегидов и кетонов (табл. 10.1).
Подобным образом ведут себя а-галогенсульфоны (разд. 13.8).
a-CH-cN (СНз)2СО >
МФК
х-О9 Р,
С1-СН-С-СН3 *■ NC-СН-С-СНз (10.6)
'CN СНз СН3
(60%)
К СН-кислотам, которые, вероятно, наиболее часто алкили-
руют в классических условиях, относятся альдегиды, кетоны и
сложные эфиры. Эти соединения алкилируются также в
межфазных условиях (результаты приведены в табл. 10.2), однако
они заслуживают особого комментария. Альдегиды, которые
легко алкилируются, также легко подвергаются и альдсльной
конденсации [уравнение (10.7)]. Следовательно, в межфазных
условиях можно алкилировать только такие альдегиды, которые

Таблица 10.3
Алкилироваиие диактивироваиных субстратов
Число атомов I
углерода |
3
Субстрат
H2C(CN)2
Электрофил
CS2
Вг(СН2)2Вг
я-С4Н9Вг
я-СеН.зВг
п
NO2
Продукт
NC /SH
с=с
Nc/ ^S"
CN
Ди
»
и
Сб„5_У / \i
\лг /
CH(CN)2

Выход,
86
49
87
90
81
Катализатор
ТБА+ ОН" (ст)
БТЭАХ
ТКМАХ
ТКМАХ
ГДТБФБ
1 Литература
73
26
3,
76
3,
76
f4

о
II
NC—СН2—С—ОСНз
О
С„Н«'
to
5
О ')=/ ОСН3
NO3
CH3I
cs2
C2H6I
H30-C3H7I
Моно
Ди
)с=с(
СН3О2С/ XSH
Моно
I Ди
Моно
40
25
49
26
65
14
94
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ТБА+ ОН' (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
75
75
17
73
17
17

♦о
го
о
Продолжение табл. 10.3
ло атомон
врода
IE
4
5
Субстрат
О
1!
NC—СН2—С—ОСНз
о о
II »
СНз—С—СН2—С-СНз
Электрофил
я-С,Нэ1
СН31
С2Н51
ызо-С3Н71
я-С4Н91
сн,—с=сн-сн2—ci
1
С1
о—
/ )
с'н'\/ )
у>=/
NO2
Продукт
| Моно
{ Ди
| Моно
{ смесь
1 Ди
I Моно
1 Ди
( Моно
1 О-Алкилирование
1 Моно
1 О-Алкнлирование
Моно
О 1
/
-н-< /
о осн
\ /\i 2 /
YN_/
CH(COCII.i

Выход,
86 |
т\
1
98 >
72 |
16 I
50 )
49 |
87 1
13}
54
83
Катализатор
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
TEA4" ОН" (ст)
ТБА^ОН" (ст)
ТБА^ОН" (ст)
ДБДМАХ
ГДТБФБ
гература |
17
77
77
77
77
78
74

о-
О ОСН3
NO,
О-
c6hs-
о осн.
NO,
О-
-о
осн3
О ОСН3
СН(СОСН3)2
с„н5
о-
о
о-
NO2
ООСН3
сн,сосн3
сйн5
OCH3
о-
/г- м(
о
СН(СОСН3)2
О N ' ОСН3
55
81
81
81
ГДТБФБ
74
ГДТБФБ
74
ГДТБФБ
75
ГДТБФБ
75

MOB I
° я
Число а
углерод
5
5
6
Субстрат
О
СНз—С—СН2СО2СН3
о
NC—СН2-С-О—С2Н5
о
II
СНз—С—СН2—СО2С2Н5
1
Электрофнл
СН31
С2Н51
мзо-С3Н71
СН2=СН—СН2С1
СН2=СН—СН2Вг
K-C4H9I
(СН3)2С=СНСН2С1
С6Н5СН2С1
Геранилбромид
Вг(СН2)2Вг
C2H5OTs
Продукт
f Моно
1 Пи
f Моно
1 Ди
f Моно
1 О-Алкилирование
Моно
„
f Моно
1 Ди
Mono
„
»
СО2Н
CN
Моно-С
f Моно-С
\ О-Алкилирование
Моно-С
Г Моно-С
(. О-Алкилирование

Выход,
80 •>
10 J
84 I
9 J
70 |
24 J
30
85
90 "I
5 j
30
85
85
86
100
50 •»
48 )
97
54 ">
41 J
Катализатор
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТКМАХ
ТКМАХ
ТБА+ ОН" (ст)
ТКМАХ
ТКМАХ
ТКМАХ
БТЭАХ
КОН/бензол
КОН/бензол
ДЦ-18-К-6
КОН/(С2Н5)2О
КОН/(С2Н5)2О
ДЦ-18-К-6
А
О.
Лнтера
79
79
79
10
10
79
10
10
10
26
22
22
22
22

о
(С2Н5О)2-Р—CH2CN
Cl
СНз-С=СН-СН2С1
Br(CH2)2Br
ОСНз
4-CH3C6H4SO2N3
CH3I
C2H5I
K-C3H7I
CH2=CH—CH2Br
C6H5CH2Br
Moho-C
О-Алкилирование
Моно-С
Моно
tx
CO,H
C-CH,
о
О N2
II II
СНз—С—С—СО2С2Н5
N2
Н—С—СО2С2Н5
Моно
46
52
89
57
69
50
90
53
80
70
70
80
30
КОН/ДМЭ
ДЦ-18-К-6
КОН/ДМЭ
ДБДМАХ
БТЭАХ
ГДТБФБ
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)

Продолжение табл. 10.3
томов
.а
Число а
углерод
6
7
Субстрат
О
II
[(CHshNb—P—CH2CN
СН2(СО2С2Н5)2
\
i
Электрофил
С2Н51
нэо-С3Н71
н-С4Н91
С6Н5СН2С1
СН31
CS2
C2H5I
нэо-С3Н71
я-С4Н91
Вг(СН2)2Вг
о—
/ .
О ОСТЬ
C6H5-Y / \j
О \ '
NO2
Продукт
Моно
„
[С2Н5О2С]2С=С^
о
Моно
СО2Н
\х
СО2Н
о—
/ /
О ОСН3
\1
\ /г )
у\1_/
СН(СО2С2Н5)2

Выход,
/0
94
87
94
71
86
40
88
45
85
75
75
Катализатор
ТБА+ОН~(ст)
ТБА+ОН"(ст)
ТБА+ОН" (ст)
БТЭАХ
ТБА+ОН"(ст)
ТБА+ОН"(ст)
ТБА + ОН"(ст)
ТБА + ОН"(ст)
ТБА+ОН" (ст)
БТЭАХ
ГДТБФБ
тура 1
1 Литера
82
82
82
82
38
73
38
38
38
26
74

о
—P—CH— CN
Г
СНз
О
II
СНз—С—СН2—СО2С4Н9-грег
С6Н5—SCH;—CN
О ОСН-,
NO,
С6Н.
CICH2CN
СН2=СН—CH2CI
н-С4Н9Вг
СН2С12
4-СН3—C6H4SO2N3
СН3Вг (избыток)
С2Н5Вг
СН2=СН—СН2С1 (избыток)
н-С4Н9Вг
с6н.
Моно
OOCHj
СН(СО2С2И5)2
HC(CO2C2H5)2
ОСН3
О N2
II II
СНз—С—С—СО2С4Н9-грег
N2
НС—СО2С4Н9-грег
Дн
Моно
Ди
Mono
82
65
97
100
100
78!
92!
ГДТБФБ
74
ГДТБФБ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТКМАХ
ТКМАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
75
82
82
82
82
82
80
80
47
47
47
47

Продолжение табл. 10.3
ITOMOB I
la 1
1 Число i
1 yi^cpoj
8
8
8
Субстрат
C6H5—SCH2—CN
0
II
1 C2H3O]2-P—CH2—CO2C2H5
0
0
I
Электрофил
C6H5CH2CI (избыток)
Br(CH2)2Br
Br(CH2)3CI
Br(CH2hBr
Br(CH2)5Br
CH3I
Br(CH2)2Br
CICH2CO2C2H5
C13CHCO2C2H5
1
(СНз)3С—CH2Br
цикло-СбНцС1
C6H5CH2CI
н-С8Н17С1
н-С8Н17Вг
h-C8Hi70—SO2CH3
CI
j
н-С6Н,з—СН—CH3
Продукт
Ли
Циклопропан
C6H5—S—CH—CN
1
(СН2)зС1
Циклопентан
Циклогексан
Моно
Димер
Моно
Циклогексен
Моно
"
(С
1С
Вы
ХОД.
°0
82
47
39
69
50
30
81
91
90
26
90
90
94
90
92
84
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТБА+ ОН" (ст)
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
тура |
Литера
47
47
47
47
47
81
83
83
83
83
8,
83
S3
83
83
83

N-H
ОСНз
О
II
4-СНз—С6Н4—S—CH2—N=C
II
О
•о
«о
—1
С1
I
(R)-h-C6Hi3—CH—СНз
Вг
I
к-С6Н,з—СН—СНз
О—SO2CH3
I
н-С6Н,зСН—СНз
О—SO2CH3
I
(R)-k-C6H,3CH—СНз
н-С16Н3зВг
СН31
СН2=СН—СН2Вг
СН2=СН—СН2Вг
СН2=СН—СН2Вг
СН=СН—СН2Вг
СН31
С2Н51
С2Н5Вг
н-С3Н71
изо-СъНу\
СП.2=СН— СН2С1
н-С4Н91
С6Н5СН2Вг
84
(89%


версии)
86
ГДТБФБ
83
ГДТБФБ
90
85
(92%


версии)
95
85
90
80
75
75
95
90
80
85
40
75
75
80
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
БМЭХ
БМЭХ
БМЭХ
БМЭХ
БМЭХ
ТБЛИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ
ТБАИ

«о
to
ОС
Продолжение табл. 10.3
а
о
s
г»
Число а
углерод
9
9
11
Субстрат
О О
II II
СвНв—С—СН2—S—СНз
~~ II
1!
О
О н О
II Ё II
Н2С(СО2С4Н9-7-ре7-)2
Электрофвл
СН31
С2Н51
о
II
СНз-С—СН2Вг
С1СН2СО2С2Н5
СвН5СН2С1
СвН5С—СН2Вг
II
II
О
о
II
4-Вг—С6Н4—С—СН2Вг
СН2=СН—СН2Вг
С2Н5Вг
СН2=СН—СН2С1
(избыток)
н-С4Н9Вг (избыток)
Продукт
Моно
и
«
«
и
и
и
( Mono
1 Ди
Ди

Выход,
81
73
81
74
65
80
63
85
47 ">
16 )
96
39
Катализатор
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН' (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
тура |
Литера
85
85
86
85
85
86
86
97
87
87
87

12
;
14
15
15
0 0
II II
СвН5ССН(С—ОСНзЬ
о
II
к-СвН,3—С—СН2—SO2C6H5
о
II
4-СНзО—СвН4—С—СН2—S О2С6Н5
с6н5—сн2—с—сн2—s о2—с6н5
I!
и
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2С1 (избыток)
Вг(СН2)2Вг
Вг(СН2)4Вг
4-СНз—C6H4SO2N3
СНз!
С2Н51
«эо-СзН71
н-С4Н91
СН31
С2Н51
С1СН2СО2С2Н5
CGH5CH2C1
СН31
С2Н51
С1СН2СО2С2Н5
СбН5СН2С1
СН31
С2Н51
С1СН2СО2С2Н5
ВгСН2СО2С2Н5
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2Вг
f МоиО
1 Дн
Ди
Циклопропан
ЦиКлопентан
N2=C(CO2C4H9-rper)2
Моно
f Моно
\ О-Алкилнрование
f Моно
\ О-Алкилирование
f Моно
\ О-Алкилирование
Mono
м
**
н
«
«
«
54 \
16 )
86
90
75
87
100
54 ">
46 )
14 ">
86 J
47 Л
53 J
78
81
68
67
87
82
78
74
86
76
30
90
59
75
1
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТКМАХ
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+О1Г (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА* ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
87
87
87
87
80
88
88
88
88
85
ОО 00
ел ел
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85

Продолжение табл. 10.3
Субстрат
Электрофнл
Продукт
Вы
ход,
Катализатор
—СНг—С—
II ~ II
О О
о-
с6н5-
о
О ОСН3
NO,
о-
о
О ОСН3
NO,
СН.
о-
о
о-
о
О ОСН3
СН(СОС6Н5),
оосн,
81
ГДТБФБ
74
83
ГДТБФБ
74
СН(СОС6Н5)2
о-
с6н5
о
—о
нс\сос6н5)3
72
ГДТБФБ
75
осн.

10. Реакции алкилирования 231
дают третичные карбанионы [19]. Эти анионы реакциошю-
СН3СН2СНО RX
СНз—СН—СНО -< СНзСН2СНО >- CH.,CH(R)CHO (10.7)
| основание основание
с2н5—сн—он
продукт альдоль- продукт алкили-
ной конденсации рования
способны и быстро алкилируются; кроме того, высокая
степень замещения в них препятствует нуклеофильному
присоединению по карбонильной группе. Напротив, метнлкетоны дают
плохие выходы продуктов моноалкилпрования, которые обычно
загрязнены продуктами диалкилирования (уравнение (10.8)].
С6Н5—СО—СН3 + (СН3)2С=СН—СН2С1 -^>
—> С6Н5—СО—СН2—СН2—СН=С(СН3)2 (10.8) [20]
Если же в карбонильном соединении содержится метильная
группа и какая-то другая группа, в которой имеется более
кислый протон (как бензильная группа в метилбензилкетоне), то
генерируется наиболее стабильный карбанион. Соотношение
продуктов моно- и диалкилирования в таком случае зависит
преимущественно от относительных количеств алкилирующего
агента и основания, присутствующих в системе, но, очевидно,
также и от числа кислых атомов водорода.
74%
СвН5—СН2—СО—СНз + (СНз)2С=СН-СН2С1 ——>
—> СНзСОСН(СвН5)—СН2СН=С(СН3)2 (10.9) [21]
Сульфоны характеризуются меньшей кислотностью, однако
в этом случае выходы продуктов алкилирования достаточно
высоки, поскольку сульфоны в мягких условиях не вступают в
побочные реакции. Подобным образом в межфазных условиях
гладко алкилируются углеводороды (табл. 10.4) и амины
(табл. 10.5), образуя ожидаемые продукты. Фактически для
этих соединений основное преимущество метода заключается
в его удобстве и экономичности, а не в специфике.
Субстраты, содержащие две активирующие группы, такие,
как диэфиры, динитрилы, кетосульфоны и т. д. (табл. 10.3),
также гладко алкилируются, однако в этих случаях в
зависимости от природы растворителя наблюдается различное
направление алкилирования (С или О). Помимо тривиальных
результатов по алкилироваиию этих днактнвированных
субстратов, имеются некоторые наблюдения о различном направлении
процесса [уравнения (10.10) и (10.11)] в зависимости от

Таблица 10.4
ло атомов
ерода
IE
1
8
Субстрат
СНС13
С6Н5С=СН
\
Алкилирование
Электрофнл
CH3SCN
C2H5SCN
K-C3H7SCN
C1(CH2)3SCN
NC(CH2)3SCN
Ci л
AscN,
H-C6HUSCN
C6H5SCN
C6H5CH2SCN
CH3SCN
C2H6SCN
h-C5HuSCN
углеводородов
Продукт
CH3SCC13
C2H5SCC13
«-C3H7SCC13
C1(CH2)3SCC13
C1(CH2)3SCC13
CI A
a v
h-C6H,,SCC13
CeH5SCCl3
C6H6CH2SCC13
CeH5C=C—S—CH3
CeHsC^C—S—C2H5
C6H5C=C—S-C6HM-«

Выход,
%
61
64
67
77
70
76
86
60
80
35
42
45
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
гература
х
с;
30
30
30
30
30
30
30
30
30
89
88
89

-9
i
13
13
19
Инден
Флуорен
(СбН6)2СН8
(С6Н6)3СН
СС14
СНзВг
н-СзН7Вг
СН2=СН—СН2С1
н-С4Н8Вг
(C2H5)2N(CH2)3Br
Вг(СН2)3Вг
Вг(СН2)4Вг
Вг(СН2)5Вг
СН2=СН—СН2С1
н-С4Н9Вг
С6Н6СН2С1
Вг(СН2)4Вг
С6Н5СН2С1
СбНбСНгС!
СвН5С=С—С1
З-Метнл
и
З-Бромпропил
1,1-Спнропентан
З-Бромпентил
9,9-Дналлнлфлуорен
Моно и ди
9,9-Дибензилфлуорен
9,9-Спиропентан
Моно
и
45
62
68
73
63
46
45

Выход
не

приведен
52
80
65
83
64
БТЭАХ '
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
БТЭАХ/ДМСО
(2,2,2]-Криптат
[2,2,2]-Криптат
89
90
90
90
90
90
90
90
90
91
91
91
91
92
92

Таблица 10.5
Алкилирование аминов
! Число атомов
углерода
4
€
<6
8
Субстрат
Пиррол
C6H5NH2
4-Br—C6H4NH2
4-CI—C6H4NH2
' 4-СНз—C6H4NH2
1
1 Индол
Электрофил
С6Н5СН2С1
4-СНз—C6H4SO2N3
4-СН3—C6H4SO2N3
4-СНз—C6H4SO2N3
4-СНз—C6H4SO2N3
(CH3O)2SO2
СН3С1
С2Н5Вг
Продукт
г
N
]
СН2С6Н5
C6H5N3
4-Br—C6H4N3
4-CI—C6H,N3
4-СНз—C6H4N3
1
1
CH,
Как выше
1
1
CH2
-CH3

Выход.
"/о
60
94
68
46
18
98
93
87
Катализатор
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
БТЭАХ
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ Oil" (ст)
БТЭАХ
Литература |
93
94
94
94
94
95
95
93

10
12
^-\ ^-CH2CN
On
т
H
0
н
и
(C2H5O)2SO2
C2H5I
Н-С4Н9ВГ
К-С5Н11ВГ
С6Н5СН2С1
С6Н5СН2С1
C6H5CH2Br
с6н5сн2с1
C6H5CH2C1
м-С4Н9Вг
Br(CH2)4Br
Как выше
То же
О
N
1
сн,с6н5
Как выше
То же
1-Бензил
1,а,а-Трибензил
Моно
Димер
95
89
89
78
47
96
93

Выход
не

приведен
То же
84
67
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
БТАЭАХ
ТБА+ ОН" (ст)
БТЭАХ
БТМАХ
ТБА+ ОН" (ст)
БТМАХ,
60-70 °С
БТМАХ,
100°С
БТЭАХ
БТЭАХ
9
9
9
9.
9С
51
9S
51
51
93
93

Продолжение табл. 10.5
:ло атомов
ерода
п
12
12
12
Субстрат
(C6H5)2NH
С6Н5—NHNH—С6Н5
1
1
\
н
Электрофил
С6Н5СН2С1
СН31
С2Н51
С2Н5Вг
к-С3Н7Ег
изо-С3Н7Вг
СН2=СН—CHjBr
CGH5CH2Br
С6Н5СН2С1
Продукт
(C6H5)2N—СН2С6Н6
Моно
«
«
1
1
1
1
СН2—С6Н5

Выход,
74
79
42
7
13
13
79
79

Выход
ие

приведен
Катализатор
БТЭАХ
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА* ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
ТБА+ОН" (ст)
ТБА+ ОН" (ст)
БТМАХ
тература |
93
96
96
96
96
96
96
96
51

10. Реакции алкилирования 237
природы растворителя и присутствия или отсутствия краун-
эфира [22].
кон
CHSCOCH2COOC2H5 + CH3CH2OTs ——*■ СН3СОСНСООС2Н5 (10.10)
СвНа |
СН3СОСН2СООС2Н5 + CH3CH2OTs
|
с2н5
кон/с6нв
краун-эфир
СН3СОСНСООС2Н5 + СНз—С=СН—СО—ОС2Н5 (1:1) (10.11)
с2н5
ОС2Н5
10.3 Алкилирующие агенты в межфазных реакциях
Фенилацетонитрил (бензилцианид) является первым
соединением, которое алкилировано в межфазных условиях, и в то
же время субстратом, который наиболее широко изучен в этом
процессе [1]. Причина этого заключается в следующем.
Бензилцианид относится к субстратам, удобным для изучения,
поскольку он достаточно кислый, но в то же время не депротони-
руется под действием водного едкого натра в отсутствие
катализатора со скоростью, приемлемой для синтетических целей.
Еще одно преимущество этого субстрата заключается в том, что
его можно моно- или диалкилировать в зависимости от условий.
Кроме того, подобно большинству нитрилов, он не склонен
быстро гидролизоваться. Помимо этого, нитрилы представляют
собой ценные промежуточные продукты органического
синтеза, поскольку после проведения алкилироваиия нитрильную
группу можно гидролизовать, восстановить или присоединить по
C^-N-связи металлоорганические соединения.
Фенилацетонитрил реагирует с алкил-, аллил- и бензилгало-
генидами обычным образом [уравнение (10.1)]. В присутствии
избытка алкилирующего агента и основания обычно
наблюдается диалкилирование. Как правило, выход продукта
алкилирования высок в случае нормальных алкилгалогеиидов (С1, Вг,
I) и несколько ниже для вторичных алкилгалогенидов, однако
не опубликовано ни одного сообщения об успешном алкилиро-
вании фенилацетонитрила третичными алкилгалогенидами в
межфазных условиях. Очевидно, это связано с легким дегидро-
галогенированием таких галогеналканов. Проблема
элиминирования сохраняется и для 2-фенилэтилхлорида, несмотря на то
что это первичный галогенид. Именно протеканием
элиминирования объясняются невысокие выходы продукта алкилирования
в его реакции с фенилацетонитрнлом [23]. Напротив, 1-фенил-
этилхлорид алкилирует тот же самый субстрат с
количественным выходом [23]. Причина этого до конца не ясна, хотя,

238 10. Реакции алкилирования
несомненно, важную роль играет тот факт, что это галогенид
бензильного типа.
а-Галогенэфиры— обычно весьма реакционноспособные ал-
килнрующие агенты, и такими же агентами они являются в
межфазных условиях. Трудность работы с этими субстратами
заключается в том, что наиболее доступные из них, т. е. метнл-
и этилбромацетаты, в каталитических межфазных условиях
легко гидролцзуются. В результате в качестве алкилирующих
агентов можно использовать только стерически затрудненные эфиры,
например нпклогскспловый, пзопропиловый, грег-бутиловый
п т. д. Этот принцип распространяется и на субстраты: алки-
лировапие сложных эфнров может быть успешным, если
спиртовая компонента эфира является объемистой группой.
Как отмечалось выше, получение моно- или диалкилирован-
ных продуктов можно контролировать количествами алкили-
рующего агента и основания, а также временем проведения
реакции. В некоторых случаях бывает желательно получить
продукты диалкилирования. Несколько интересных работ,
касающихся применения метода межфазного катализа для этих
целей, будут рассмотрены ниже. 1,4-Дибромбутан [24] и 1,5-ди-
бромпентан [24] алкилируют фенилацетонитрил согласно
уравнению (10.12), образуя 1-циан-1-фенилциклопентан или 1-циан-
1-фенилциклогексан с выходами 88 и 40% соответственно [24].
C6H5-CH2-CN + Br-(CH2)n-Br ■ > "X" (СН2)„ (10.12)
n= 4или5
При алкилировании 2,2'-дихлорД11этнловым эфиром образуется
с выходом почти 70% шестичленное кольцо, содержащее
кислород [24]. Из 1,7-дибромгептапа образуется не семичленное
кольцо, а моноалкилированная система, содержащая бромгеп-
тильную боковую цепь [24]. 1,3-Дибромпропап образует смесь
моноалкилированного продукта и циклобутана [24], хотя в
несколько других условиях 1,3-дихлорпропан образует с
выходом 60% циклобутан [25]. Ряд карбоновых кислот реагирует
с 1,2-дибромэтаном, давая циклопропаны. Этилциаиоацетат,
например, реагирует с этим дигалогенидом, давая, согласно
уравнению (10.13), 1-карбокси-1-цианциклопропан с выходом 86%
[26]. Отметим, что в этом случае алкилирование протекает
успешно, несмотря на то что этиловый эфир подвергается
гидролизу.
CN
(10.13)
CQQH

10. Реакции алкилирования
239
Другой интересный аспект реакции появляется в том случае,
когда днгалогенидами алкилируют не нитрилы, а кетоны.
Например, продуктом реакции 1,3-дибромпропана с аценафтоном
является тетрациклический эфир енола, изображенный в
уравнении (10.14):
о
Вг(СН2)3Вг
41%
(Ю.Н)
Очевидно, образование четырехчленного кольца настолько
невыгодно для системы аценафтона, что 1,3-дибромпропан
сначала алкилирует его по атому углерода, а затем, после
вторичной енолизации, по атому кислорода.
Хлористый метилен [24] и бензальхлорид [24] образуют
димеры, как показано в уравнениях (10.15) и (10.16). В случае
бензальхлорида второе алкилирование может протекать как
обычный процесс. Однако возможно также, что диалкилирован-
ный продукт образуется через стадию дегидрогалогенирования
с последующим присоединением по Михаэлю. Именно этот
последний механизм Макоша предлагает для реакции алкилиро-
ванпя монохлордиметиловым эфиром, из которой выделен ди-
мер, изображенный в уравнении (10.15) [28]. Подобный
механизм можно предположить для любых алкилирующих агентов,
СН2С12 + C6H5-CH2-CN
NC-CH-CH2-CH-CN
(10.15)
C6H5-CHC12 +C2H5-CH2 CN > NC-CH- СН-СН- CN
1 "" C6HS C6H5 (10.16)
C6H5-
C6H5CH2CN
> с6н5-сн=с:
,CN
~C6HS
которые имеют уходящую группу в а-по;юженни относительно
заместителя, стабилизирующего карбанион. Именно поэтому

240 10. Реакции алкилщювания
этот механизм определенно можно использовать для объяснения
результатов реакции с а-хлорацетонитрилом и монохлордимети-
лоиым эфиром, но осторожно применять в других случаях.
Из реакции алкилирования фенилацетонитрила четыреххло-
ристым углеродом с выходом 70% выделен трамс-1,2-дициан-1,2-
дифенилэтилен. Макоша [29] предполагает, что этот олефин
образуется согласно уравнению (10.17), в котором четыреххло-
ристый углерод служит хлорирующим агентом.
НО" - CeH5CH2CN
CeH5CH2CN > C6H5CHCN + Cl—CC13 —> C6H5CHCN
А.
ПО"
С6Н5—С—С—С0Н5 »- ХС=С (10.17)
d 4 / V
Алкилтиоцианаты реагируют с различными нуклеофнлами,
образуя тиоэфиры (разд. 13.4). Особенно остроумным и
полезным применением этой реакции является диалкилирование
фенилацетонитрила 1,2-дитиоцианатэтаном. В этой реакции,
формально окислительной, образуется этилендитиокеталь бензоил-
цианида [уравнение (10.18)] [30]. Исходное соединение
также можно синтезировать в межфазных условиях из тиоциа-
нат-иона и бромистого этилена, что делает эту реакцию
особенно привлекательной (разд. 13.5).
S-
I .
CeH5—CH2—CN + NCSCH2CH2SCN —v C6H5—С—S (10.18)
CN
2-Фенилпропионитрил можно алкилировать ацетиленом [31]
и замещенными производными ацетилена [31, 32] в межфазных
условиях [уравнения (10.19) — (10.22)]. Продукты, по-видимому,
образуются в результате присоединения карбаниона к
ацетилену с последующим протонированием винильного аниона. Для
самого ацетилена не существует проблемы ориентации, но в
случае замещенных ацетиленов присоединение происходит
таким образом, что образуется наиболее стабильный карбанион.
В фенилацетилене [уравнение (10.20)1 [31] н н-бутилтиоаце-
тилене [уравнение (10.21)] [32] карбанион присоединяется к
незамещенному атому углерода тройной связи, в то же время
в этоксиацетилене наблюдается противоположная ориентация

10, Реакции алкилирования 241
[уравнение (10.22)] [32].
СНз СН3
CeH5—CH—CN + НС=СН —> С6Н5—С—CN (10.19)
СН=СН2
СН2СН3 CH2CH3
I I
С6Н5— СН— CN + НСе=С—С6Н5 —> С6Н5—С—CN (10.20)
СН=СН—С6Н5
СНз СНз
I I
С„Н5—СН—CN + HC=sC—S—С4Н9-и —> С6Н5—С—CN (10.21)
I
СН=СН— S—С4Н9-м
СНз СН3
I I
СвН5—СН—CN + НС=С—ОС2Н5 —> С6Н0—С— CN (10.22)
I
С2Н5О/
В условиях межфазного катализа осуществлено также ари-
лирование карбанионов по механизму нуклеофильного
ароматического замещения. 2-Фенилпропионитрил реагирует с 4-нит-
рохлорбензолом, давая 2-фенил-2-(4-нитрофенил)пропионитрил
с выходом 82% [уравнение (10.23)] [33]. Подобные результаты
получены для некоторых других нитрохлорбензолов, однако два
случая заслуживают особого внимания. Во-первых, это реакция
2-фенилпропионнтрила с 4-бром-4'-нитробензофеноном, в
которой образуется продукт ароматического замещения, но
уходящей группой является нитрогруппа, а не бром [уравнение
(10.24)] [34]. Вообще говоря, нитрогруппа — хорошая
уходящая группа в реакциях нуклеофильного ароматического
замещения, так что такое направление реакции не является
неожиданным.
I
С6Н5СН(СН3)СМ + 4-NO2C6H4CI —■> С6Н5—С—С6Н4—NO2 (10.23)
I
CN
О
ВГ (С/ С \3/ N°2 + C6Hs
СН3 О
CN

242
10. Реакции алкилирования
Во-вторых, известно, что армирование фепилацетопитрпла
n-нитрохлорбензолом не удается осуществить [33]. Причина,
вероятно, заключается в том, что после арилировапия
эквивалентного катализатору количества фенилацетонитрила бензгид-
рилцианнд-анион, очевидно, образует ионную пару с
четвертичным ионом, что препятствует дальнейшей реакции с любым
другим нуклеофилом (т. е. происходит отравление катализатора).
Имеется относительно мало сведений о реакции
алкилирования карбаниопов альдегидами и кетонами. Разработать такой
метод, разумеется, трудно из-за возможности протекания
различных конденсаций как побочных процессов. Однако в
некоторых случаях конденсация может оказаться полезной реакцией.
Например, ацетонитрил конденсируется гладко и с хорошим
выходом с бензальдегидом [уравнение (10.25)], образуя нитрил
коричной кислоты [35]. Реакция является процессом переноса
твердая фаза — жидкость, в которой межфазный переносчик
необходим только в особых случаях.
кон
NCCH3 + С6Н5СНО >■ NC—СН=СН—С0Н3 (10.25)
10.4. Алкилирование соединения Рейсерта
Соединение Рейсерта (1-циаи-2-бензоил-1,2-дигидроизохнно-
лин), как и ожидали, в условиях межфазного катализа депро-
тонируется у атома углерода в положении 1. В результате
конденсации карбаниона с альдегидом или кетоном образуется
бензоилированный по азоту алкоголят, в котором происходит
внутримолекулярное ацилирование (N—>-О-перенос ацила) с
замыканием пятичленного кольца. Промежуточный оксазолидии
разлагается, элиминируя цианид-ион и образуя бензоат изохи-
нолинолкарбинола, как показано в уравнении (10.26) [36].
о
основание
N-C-C6H5 R-CHO
сн
а о.2б)

10. Реакции алкиларованпя 243
Указания к пользованию таблицами 10.1 —10.5
Для облегчения пользования таблицами этой главы они
построены следующим образом. Субстраты расположены в
порядке увеличения суммарного числа атомов углерода. Алкилирую-
щие агенты расположены также в порядке увеличения числа
атомов углерода и повышения сложности среди изомеров или
подобных соединений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Jarrousse J., Compt. Rend., 232, 1424 (1951).
2 Makosza Al, Serafinowa В., Rocz. Chem., 39, 1223 (1965).
3 Starks С M., J. Am. Chem. Soc, 93, 195 (1971).
4. Starks С M., Owens R. M., J. Am. Chem. Soc, 95, 3613 (1973).
5 Herriott A. W., Picker D., Tetrahedron Lett., 1972, 4517; J. Am. Chem. Soc
97, 2345 (1975).
6. Makosza Al, Kacprowicz A., Fedorynski M., Tetrahedron Lett., 1975, 2119.
7. Makosza Al., Pure Appl. Chem., 43, 439 (1975).
8. Brandstrom A., Preparative Ion Pair Extraction, Lakemedel, Apotek;irsocie-
teten, AB Hassle, 1974.
9. Nakamura E., Shimizu M., Kuwajima /., Tetrahedron Lett., 1976, 1699.
10. Durst H. D., Liebeskind L., J. Org. Chem., 39, 3271 (1974).
11. Lange J., Makosza Al., Rocz. Chem., 41, 1303 (1967).
12. Makosza M., Goetzen Т., Rocz. Chem., 46, 1239 (1972)
13. Makosza M., Serafinowa В., Rocz. Chem.. 39, 1595 (1965).
14. Makosza M., Rocz. Chem., 43, 79 (1969).
15 Makosza AL, Serafinowa В., Rocz. Chem., 39, 1805 (1965).
16. Makosza Al., Ludwikow Al., Urniaz A., Rocz. Chem., 49, 297 (1975).
17. Brandstrom A., Junggren U., Acta Chem. Scand., 23, 2203 (1969).
18. Jonczyk A., Fedorynski M. Makosza M., Tetrahedron Lett., 1972, 2395.
19. Diell H. K-, Brannock К- С,' Tetrahedron Lett., 1973, 1273.
20. Андреев В. М., Бибичева А. И., Журавлева М. И., ЖОрХ, 10, 1470
(1974).
21. Jonczyk A., Serafin В., Makosza M., Rocz. Chem., 45, 1027 (1971).
22. Курц А. Л., Демьянов П. И., Белецкая И. Я., Реутов О. А., ЖОрХ, 9,
1313 (1973).
23. Makosza A!., Serafinowa В., Rocz. Chem., 39, 1401 (1965).
24. Makosza M., Serafinowa В., Rocz. Chem., 40, 1647 (1966).
25. Makosza M., Serafinowa R., Przem. Chem., 46, 393 (1967).
26. Singh R. K-, Danishefsky S., J. Org. Chem., 40, 2969 (1975).
27. Jonczyk A., Serafin В., Skulimowska £., Rocz. Chem., 45, 1259 (1971).
28. Makosza M., Serafinowa В., Jawdosuik M., Rocz. Chem., 41, 1037
(1967).
29. Makosza M., Serafinowa В., Gajos /., Rocz. Chem., 43, 671 (1969).
30. Makosza M., Fedorynski Al, Synthesis, 1974, 274.
31. Makosza M., Tetrahedron Lett., 1966, 5489.
32. Makosza M., lawdosiuk M., Bull. Acad. Polon. Sci., 16, 589 (1968).
33. Makosza M., Tetrahedron Lett., 1969, 673.
34. Makosza M., Ludwikow M., Bull. Acad. Polon. Sci., 19, 231 (1971).
35. Gokel G. W., DiBiase S. A., Lipisko B. A., Tetrahedron Lett, 1976, 3495
36. Jonczyk A., Bull. Acad. Polon. Sci., 22, 849 (1974).
37. Jonczyk A,, Makosza Al., Synthesis, 1976, 387.
38. Brandstrom A., Junggren 0., Tetrahedron Lett., 1972, 473.

244 10. Реакции алкилирования
39 Mikolajczyk M., Grzejszczak S., Zatorski A., Montanari F., Cinquini M.,
Tetrahedron Lett., 1975, 3757.
40. Reeves W. P., Hilbrich R. G., Tetrahedron, 32, 2235 (1976).
41. Makosza M., Jawdosiuk M., Bull. Acad. Polon. Sci., 16, 597 (1968).
42. Голланд. пат. 6412937, May 7, 1965.
43. Jonczyk A., Serafinowa В., Czyzewski J., Rocz. Cham., 47, 529 (1973).
44. Rylski L., Gajewski F., Acta. Polon. Pliarm., 26, 115 (1969).
45. Makosza ,11., Rocz. Chem., 43, 333 (1969).
46. Lange /., Rocz. Chem., 42, 1619 (1968).
47. Makosza M., Bialecka £., Ludwikow AL, Tetrahedron Lett., 1972, 2391.
48. Makosza M., Jagusztyn-Grochowska J. Al, Jawdosiuk Al, Rocz. Chem., 45,
851 (1971).
49. Makosza M., Serafinowa В., Rocz. Chem., 40, 1839 (1966).
50. Makosza M. Serafinowa В., Boleslawska Т., Rocz. Chem., 42, 817
(1968).
51. Суворов Н. Н., Смушкевич Ю. И., Вележнева В. С., Рожков В. С., Химия
гетероцнкл. соедин., 1976, 191.
52. Makosza M., Serafinowa В., Rocz. Chem., 39, 1799 (1965).
53. Makosza М., Goetzen Т., Org. Prep. Proced. Int., 5, 203 (1973).
54. Makosza M., Tetrahedron Lett., 1969, 677.
55. Gokel G. W., Gerdes H. Al, Rebert N. W., Tetrahedron Lett, 1976, 653.
56. Merz A., Mark! G., Angew. Chem., Int. Ed., 12, 845 (1973).
57. Kuwajima /., Nakamura £., J. Am. Chem. Soc, 97, 3257 (1975).
58. Ccderlund В., Jesperson A., Hornfeldt А. В., Acta Chem. Scand., 25, 3656
(1971).
59. Ccderlund В., Hornfeldt А. В., Acta Chem. Scand., 25, 3546 (1971).
60. Cardillo G., Savoia D., Umani-Ronchi A., Synthesis, 1975, 453.
61. Jonczyk A., Banco K-, Makosza M., J. Org. Chem., 40, 266 (1975).
62 Brehme R., Synthesis, 1976, 113.
63. Dryanska V., Ivanov C, Tetrahedron Lett., 1975, 3519.
64. Jonczyk A., Serafin В., Makosza M., Tetrahedron Lett., 1971, 1351.
65 Landini D-, Maia A. Al., Montanari F., Pirisi F. Л1, Gazz. Chem. ltal., 105,
863 (1975).
66. Cinquini M., Montanari F., Tundo P., Chem., Commun., 1975, 393.
67. Jonczyk A., Serafin В., Makosza Al, Rocz. Chem., 45, 2097 (1971).
68. Makosza Л/., Fedorynski Л1, Rocz. Chem., 45, 1861 (1971).
69. Jonczyk A., Pyllewski Т., Rocz. Chem., 49, 1425 (1975).
70. Boudeville M. A., Abbayes H. D., Tetrahedron Lett., 1975, 2727.
71. Jonczyk A., Ludwikow M., Makosza Al, Rocz. Chem., 47, 89 (1973).
72. Makosza Л1, Jonczyk A., Serafinowa В., Mroczek Z., Rocz. Chem., 47, 77
(1973).
73. Dalgaard L, Kolind-Andersen H., Lawesson S. O., Tetrahedron, 29, 2077
(1973).
74. Sakakibara 7"., Yamada M., Sudoh R., J. Org. Chem., 41, 736 (1976).
75. Sakakibara Т., Sudoh R., J. Org. Chem., 40, 2823 (1975).
76. Starks С Al, Napier D. R., англ. пат. 1227144.
77. Brandstro'm A., Junggren U., Acta Chem. Scand., 23, 3585 (1969).
78. Babayan А. Т.. Indzhikyan M. G., Tetrahedron, 20, 1371 (1964).
79. Brandstrom A., Junggren U., Acta Chem. Scand., 23, 2204 (1969).
80. Ledon //., Synthesis, 1974, 347.
81. D'lncan £., Seyden-Penne J., Synthesis, 1975, 516.
82. Blanchard J., Collignon N., Savignac P., Normant H., Synthesis, 1975,
655.
83. Landini D.. Rolla F., Synthesis, 1976, 389.
84. van Leusen А. Л1, Boutna R. J., Possel O., Tetrahedron Lett., 1975,
3487.
85. Samuelsson В., Lamm В., Acta Chem. Scand. 25, 1555 (1971).

10. Реакции алкилирования 245
86. Koutek P., Panlickova L, Soucek /VI., Coll. Czech. Chem. Commun., 39, 192
(1974).
87. Johczyk A., Ludwikow M., Makosza M., Rocz. Chem., 47, 89 (1973).
88. Brandstrom A., Junggren U., Acta Chem. Scand., 23, 2536 (1969).
89. Makosza M., Fedorynski M., Rocz. Chem., 49, 1779 (1975).
90. Makosza M., Tetrahedron Lett., 1966, 4621.
91. Makosza Л1, Bull. Acad. Polon. Sci., 15, 165 (1967).
92. Dietrich В., Lehn J. M., Tetrahedron Lett., 1973, 1225.
93. Jonczyk A., Makosza M., Rocz. Chem., 49, 1203 (1975).
94. Nakajima M., Anselme J. P., Tetrahedron Lett., 1976, 4421.
95. Barco A., Benetti S., Pollini Q. P., Baraldi P. G., Synthesis, 1976, 124.
96. Nielsen K. B. Bernatek E. Acta Chem. Scand., 26, 4130 (1972).
97. Fiaud J. C, Tetrahedron Lett., 1975, 3495.
98. Makosza M., Jonczyk A., Org. Syn., 55, 91 (1976).
99. Makosza M., Czyzewski J., Jawdosink M., Org. Syn., 55, 99 (1976).

11. Реакции окисления
11.1 Введение
Существует много разновидностей реакции окисления.
Превращения спирта в ксгон или альдегида и кислоту несомненно
относятся к реакциям окисления; превращения первичного
амина в нитрил или бромида в спирт также являются
окислительными процессами, хотя это менее. очевидно. В данную главу
включено множество разнообразных субстратов и окислителей.
Заслуживающим внимание исключением является супероксид-
ион, который может выступать как в роли нуклеофила, так н
окислителя. Реакции с его участием рассматриваются отдельно
в гл. 8.
Большинство реакций окисления, обсуждаемых в этой главе,
связано с реакциями анионов, которые растворяются с помощью
метода межфазного катализа. Катализатор транспортирует в
раствор анион-окислитель, который реагирует с субстратом в
стехнометрическом соотношении. Важно отличать этот вид
катализа от каталитического окисления, в котором окислитель
непрерывно регенерируется (разд. 11.5). За исключением реакций
окисления карбанионов (разд. 11.7) и фосфорилирования
(разд. 11.8), в этой главе рассматриваются реакции с участием
ионных окислителей в неполярных растворителях.
11.2. Перманганат-ион
Гибсон и Хоскинг [1] были первыми, кто сообщил о
каталитическом окислении в межфазных условиях. Они обнаружили,
что можно окислить нерастворимые в воде соединения в апро-
тонной среде за счет образования ионной пары аниона с липо-
фильным катионом. Перманганат-анион экстрагируется из
водного источника перманганата калия путем обмена с хлорид-
ионом хлорида метилтрпфениларсопня. Образующийся таким
образом метилтрифениларсошшперманганат окисляет в
хлороформе окген-1, пропанол-1, пропанол-2, гептанол-4, 1-нитропро-
пан, 2-нитропропан и муравьиную кислоту, однако не окисляет
грег-бутиловый спирт, толуол, этилаце^ат, диэтиловый эфир,
ацетон и дипропилкетон. В работе Гибсопа и Хоскинга впервые
утверждались принципы межфазного катализа, но, по-видимому,
авторы не стали развивать этот метод далее.

//. Реакции окисления
247
Старке [2] сообщил о реакции между водным нейтральным
раствором КМпО4 и октеном-1 в присутствии небольшого
количества четвертичного аммониевого катализатора. Без
катализатора при комнатной температуре никакой реакции не
наблюдалось, при введении же катализатора немедленно начиналась
реакция, в которой выделялось «такое количество тепла, что
реакционную смесь нельзя было удержать в сосуде». В
контролируемых условиях октен-1 количественно превращается в ген-
тановую кислоту, а децен-1 — в ноиановую кислоту (91%)
[уравнение (11.1)].
КМпО4
СН3(СН2)7СН=СН2 >- СН3(СН2)7СООН (11.1)
Q+X"
Херриот и Пиккер [3] изучили экстракцию перманганат-
иона из водного раствора в бензол различными онпевыми
солями. Их данные по экстракции тетрабутиламмонийбромидом
приведены в табл. 11.1. В общем, эти авторы показали, что те
соли, которые являются эффективными катализаторами других
межфазных реакций (например, бензилтрнэтиламмонийхлорид,
тетрабутиламмоиийбромид, гетрабутилфосфонийхлорид, цетнл-
триметнламмонийбромид, грикаприлметиламмопийхлорид),
хорошо экстрагируют и пермангаиат-ион. Тетраметиламмонийхло-
рид и натриевая соль додецилсульфата оказались
неэффективными. Данные по экстракции ТБАБ, приведенные в табл. 11.1,
Таблица 11.1
Экстракция перманганат-иона бромидом
тетрабутиламмония
указывают, что необходимо вводить лишь незначительный
избыток катализатора по отношению к необходимому для
реакции количеству перманганата. Сверн и Окимото [4] сообщили
подобные результаты, хотя вместе с тем они привели
доказательство, свидетельствующее о некотором разложении соли.
Двухфазная система из водного раствора перманганата и
бензола, содержащая трпкаирилметиламмонийхлорид,
использована для окисления нескольких органических субстратов [3].
Результаты приведены в табл. 11.2.

248
//. Реакции окисления
Таблица 11.2
Каталитическое окисление перманганатом
Исходное соединение
Октен-1
гранс-Стильбен
н-Октанол
Бензиловый спирт
Фенилацетонитрил
Образующаяся кислота
Гептановая
Бензойная
Октановая
Бензойная
»
Выход, %
81
95
47
92
86
Недавно проведено окисление перманганатом в двухфазной
системе пипероналя в пиперониловую кислоту [уравнение
(11.2)]. При использовании в качестве катализатора цетилтри-
метиламмонийбромида выход кислоты составлял 65% [5].
СНО
О
■СО2Н
(11.2)
О
Обычно при окислении олефинов перманганатом в
двухфазной системе образуются продукты окислительного расшепле-
ння. Однако, как показали Вебер и Шеперд [6], если
использовать в качестве катализатора бензилтриэтиламмонийхлорид и
поддерживать температуру около 0°С, то олефины с неконцевой
связью окисляются основным раствором перманганата в
хлористом метилене до соответствующих г{цс-гликолей [уравнение
(11.3)]; выходы средние. Этим методом дигидроксилированы
циклогексен, /{«с-циклооктен и rpawc-циклододецен с выходами
R—CH=CH—R'
КМпСЦ. О °С
R—СН—СН— R'
I I
ОН ОН
(11.3)
соответственно 15, 50 и 50%. Если образующиеся гликоли
заметно растворимы в воде, то появляется возможность их
дальнейшего окисления и расщепления. Окимото и Сверн [4]
недавно показали, что олеиловый и элаидиловый спирты
окисляются подобным образом до соответствующих эритро- и
грео-октадекандиолов-9,10.
Перманганат калия можно легко растворить в неполярной
среде за счет комплексообразования иона калия, с краун-эфи-

11. Реакции окисления
249
ром. Сэм и Симмонс [7] установили, что в присутствии дицик-
логексил-18-краун-6-эфира твердый перманганат калия
растворяется в бензоле до концентрации 0,06 М. Образующийся
раствор «пурпурного бензола» использован для окисления ряда
органических субстратов. Выходы продуктов окисления хорошие,
а в некоторых случаях количественные. Некоторые из этих
результатов приведены в табл. 11.3. Подобные результаты недавно
сообщены другими авторамп [8, 9].
Таблица 11.3
Окисление
Субстрат
Бензгидрол
Толуол
Ксилол
Циклогексан
а-Пинен
гранс-Стильбен
н-Гептанол
Бензиловый спирт
Бензальдегид
комплексом перманганата
с ДЦ-18-К-6
Продукт
Бензофенон
Бензойная кислота
Толуиловая кислота
Адипиновая кислота
Пиноновая кислота
Бензойная кислота
Гептановая кислота
Бензойная кислота
калня
Выход, %
100
100
78
100
90
100
70
100
100
В двухфазной системе из хлористого метилена и твердого
перманганата 18-краун-6-эфир катализирует окисление пирока-
техинов до орго-хинонов [10]. Этот метод, по-видимому,
является достаточно мягким и эффективным для получения
подобных относительно нестабильных соединений [уравнение
(П.4)].
трет -С
КМпО4
18-краун-6,
CH2CI2
(97%)
трет-dR
11.3. Хромат-ион
Хромат-ион в ГМФТА реагирует с разнообразными
субстратами в присутствии краун-эфиров, образуя продукты нуклео-
фильного замещения. Как дициклогексил-, так и дибензо-18-
краун-6 катализируют образование эфиров хромовой кислоты,

250
//. Реакции окисления
которые затем разлагаются согласно уравнению (11.5), давая
продукты окисления [11].
li KpayH-Этир
UBr + KO-Cr-OK Ф-
И О
I II
R-C-O-Cr-OK
\
О
R-CHO (11.5)
N
B
I
Подобные результаты получены с полимером, содержащим
хромат аммония [12]. Результаты, полученные при окислении
ряда бромидов в карбонильные соединения, представлены в
табл. 11.4.
Таблица ПА
Окисление хромат-ионом
Субстрат
Этил -4-бр ом -3- мети лбутеноат
1-Бром-3-метил бутен-2
Бензилхлорид
Бепзилбромид
«-Бромоктан
Геранилбромид
Дифенилметилбромнд
9-Бромфлуореи
Фарнезилбромид
Выход %
95
78
80
95
98
20
82
95
95
97
80
Литература
12
11
11
12
12
11
11
12
12
12
11
11.4. Гипохлорит-ион
Гипохлорит-ион— эффективный окислитель для различных
субстратов при проведении реакции в межфазных условиях
[13]. Реакция гипохлорита с бензиловыми спиртами проводится
в хлористом метилене или этилацетате и катализируется ионом
тетрабутиламмония. При этом из первичных спиртов образуются
альдегиды [уравнение (11.6)], а из вторичных — кетоны. Ре-
АгСН2ОН
Q+OCI"
АгСНО
(4.6)

//. Реакции окисления
251
зультаты серии таких реакций окисления суммированы в
табл. 11.5. Ли и Фридман [13] обратили внимание на тот
интересный факт, что этилацетат — более эффективный
растворитель для этой реакции, чем хлористый метилен. В межфазных
Таблица 11.5
Субстрат
С6Н6СН2ОН
4-С1С6Н4СН2ОН
4-СН3С6Н4СН2ОН
2-СН3ОС6Н4СН2ОЫ
4-СН3ОС6Н4СН2ОН
(С6Н5)2СНОН
9-Флуоренол
цикло-С7Н13ОН
Норборнапол-2
i-TpeT-CiHs-цикло-С
цикло-С6НцЫН2
2-Норборниламии
(C6H5)2CHNH2
С6Н6СН (CH3)NH2
цикло-С6НпСН2ЫН2
h-C8H,7NH2
Окисление гипохлорнтом
бН10ОН
Продукт
Альдегид
»
»
»
»
»
Кетон
»
»
■»
Цпклогексанон
Норборнанон-2
Бензофенои
Ацетофенон
Циклогексилцианид
h-C7H15CN
[13]
Растворитель
СН2С12
СН2С12
СН2С12
СН3СООС2Н5
СНоС12
СН3СООС2Н5
СН2С12
СН3СООС2Н5
СН2С12
СН2С12
СН,СООС2НЙ
СН5СООС2И5
СН3СООС2Н5
СН3СООС2Н5
СН3СООС2Н5
СН3СООС2Н5
СН3СООС2Н6
СН3СООС2Н5
СН3СООС2Ы5
Выход, %
76
82
78
100
79
92
79
92
82
92
89
36
49
98
84
94
98
76
60
условиях гипохлорит окисляет также амины до кетонов
[уравнение (11.7)] или до нитрилов [уравнение (11.8)]. Очевидно,
в этой реакции промежуточно образуется N-хлорнмпн, который
либо гпдролизуется в условиях реакции до кстона, либо
элиминирует НО, превращаясь в нитрил. Направление реакции
зависит от того, какой атом углерода находится в а-положеппи
исходного амина.
R—СН—NH2
R—CHj-NHj
oci
ос г
Г " 1
U—C=N-ClJ
—на
(11.7)
(11.8)

252
//. Реакции окисления
11.5. Каталитическое окисление
Старке детально изучил окисление олефинов в межфазных
условиях. Однако, к сожалению, результаты этого изучения,
за исключением работы по перманганат-иону, опубликованы
только в патентной литературе [14, 15]. В качестве
окислителей Старке использовал 30%-ную перекись водорода или пара-
Таблица 11.6
Окисление октена-1 парапериодиой кислотой в условиях межфазного
катализа [14,15]
Окисел
металла
OsO,
RuO2
RuO2
Катализатор
ТКМАХ
ТКМАХ
Тридодециламин
Продукт
Гептаналь
Гептаповая кислота
То же
» »
Выход, %
86
12,8
99
93
Таблица 11.7
Каталитическое окисление циклогексена перекисью водорода
Соединение
металла
OsO4
МоОз
H2WO4
SeOCI2
V2Oo
Cr2O3
TiO2
CeSO,
NiO2
Л1пС12
CoCl2
PtO2
FeSOi
Pb(OCOCH3)2
Выход продуктов,
окись
цикло-
гексеиа
_
28,4
42,1
4,1
—
—
3,8
2,3
3,5
3,5
0,9
4,9
3,8
4,3
пиклогексен-
2-он и цикло
гексен-2-ол
_
—
—
10,2
88,6
73,5
70,4
65,8
59,0
78,5
69,5
74,4
65,1
76,2
мол. %
никлогексан-
диол-1,2
52,0
28,3
23,6
46,2
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Количество разложившейся
Н,О, Ч,
в присутствии
Q+X-a
3,3
2,6
4,0
5,0
5,6
3,0
6,7
33,5
5,6
21,1
20,1
44,9
26,8
5,0
в отсутствие
Q+X-a
100
91
18
—
95
—
—
100
—
—
—
100
97
—
а <?+—тридецил метил аммоний.

//. Реакции окисления
253
периодную кислоту. Оба эти окислителя растворимы в воде.
Хорошо известная тенденция водных растворов перекиси
водорода подвергаться катализируемому ионами металлов
разложению остроумно использована для окисления в межфазных
условиях перекисью или парапериодной кислотой в
углеводородных растворителях. Старке показал, что эти реакции
катализируются третичными аминами и четвертичными солями
аммония и фосфония. В качестве сокатализаторов использованы
четырехокись осмия, четырехокись рутения и соли некоторых
металлов. Четырехокись осмия реагирует с алкенами, давая
Ч«с-1,2-гликоли, а перекись водорода окисляет восстановленную
форму осмия. В связи с этим основными продуктами окисления
30%-ной перекисью водорода и каталитическим количеством че-
тырехокисп осмия являются чыс-1,2-гликоли. Парапериодная
кислота не только выполняет функцию окисления соединений
осмия, но, кроме того, она расщепляет 1,2-глнколи до
альдегидов. Четырехокись рутения расщепляет двойные связи
углерод— углерод, образуя карбоновые кислоты. Двуокись рутения
вновь окисляется парапериодной кислотой пли перекисью
водорода до реакцнонноспособной четырехокисп рутения. Примеры
подобного окисления приведены в табл. 11.6 и 11.7.
Имеется сообщение о получении парапериодата тетраэтил-
аммония и его растворимости в хлороформе. Однако пока число
работ по окислению парапериодат-анионом в апротонных
растворителях еще очень мало [16].
11.6. Синглетный кислород
Недостатком метода фотохимического генерирования син-
глетного кислорода является то, что кислород не растворяется
С1
С1
I I
бенгальский розовый
эозин
в тех анионных красителях, которые обычно используются как
сенсибилизаторы (рис 11.1). Недавно найдено, что фотосенсн-
билнзированный краситель эозин или бенгальский розовый

254 //. Реакции окисления
можно растворить в хлористом метилене или сероуглероде за
счет комплексообразовапия с 18-краун-6-эфиром или путем
образования ионной пары с ионом трнкапрнлметиламмония [17].
Этим методом генерирован сннглетный кислород, который с
хорошим выходом присоединяется к антрацену [уравнение (11.9)]
или к тетраметнлэтилепу [уравнение (11.10)].
(11.9)
^С-С^-ООН (НЛО)
Н3СГ СН3
11.7. Окисление анионов
Карбанноны окислены в межфазных условиях в присутствии
как краун-эфиров, так и криптатов. Наиболее изучено
окисление флуореиа, который в условиях межфазпого катализа
окисляется воздухом, образуя с высоким выходом флуоренои
[уравнение (11.11)] [10, 18]. Показано, что окисление гладко
протекает в присутствии закомплексованного краун-эфиром грег-бу-
тилата калия в ТГФ, содержащем небольшое количество воды.
г, краун-эфир
или криптат
м+он~
(11.11)
Последующее расщепление по Халлеру — Бауэру приводит к
образованию 2-карбоксибифенила [19].
11.8. Фосфорилирование
Диалкнлфосфиты реакцией с тетрагалогенметапами в
щелочной среде в межфазных условиях превращены в диалкилгало-
генфосфаты [20—22]. При этом тетрагалогенметан
восстанавливается до соответствующего галоформа, а диалкилфосфат
окисляется. Как правило, реакция проводится в таких
условиях, что первоначально образующийся диалкилгалогенфосфат
вступает в дальнейшую реакцию [20]. Например, если реакция
проводится в присутствии спирта, то получается трналкнлфос-
фат [уравнение (11.2) и табл. 11.8] [21], если же реакция про-

//. Реакции окисления
255
водится б присутствии первичного или вторичного амина, то
образуется амидофосфат [уравнение (11.3) и табл. 11.9)] [22].
RiO/ N
.p; + r2oh
СН2С12
50%-пый NaOH,
ССЦ
X)R2
(11.12)
V +CX4 —^T-- _>(,/R2 (1U3)
20%-ный NaOH,
R2R3N1I
Фосфорилирование спиртов
^R3
Таблица 11.8
R.
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
с2н5
R2
к-С4Н9
СоН5СНг
«30-С3Н7
и-С3Нг
«3o-C(H9
CGH3
Выход, %
71
89
37
67
56
50
Ri
Н-С4Н9
н-С4Н9
к-С4Н9
Н-С4Н9
к-С4Н9
Rj
С2Н5
изо-С4Н9
СбНдСНг
изо-СзН7
с6н5
Выход, %
71
62
95
35
94
Таблица 11.9
Фосфорилирование аминов (22]
н
с,н.
С2Н5
с2н5
с2н5
с2н5
CjHs
С6Н5СН2
с6н5сн2
с6н5сн,
CgHsCHj
трет-С,Нэ
трет-CtHc,
R2
н
и
н
н
С2Н5
н
н
н
н
С2Н5
н
н
Rs
CGH5
CGH5
цнкло-СоНц
C6H5CEi2
С2Н5
С2Н5
С6Н5
ЦИКЛО-С6Нц
СбНбСН2
С2Н5
ЦИКЛО-СбНц
Cr,H5CEi3
Выход, %
77
84
89
85
86
81
78
93
83
91
90
92
X
CI
Вг
С1
С1
С1
С1
Вг
С1
С1
С1
В г
Вг

256 //. Реакции окисления
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Gibson N. А., Нasking J. W'., Aust. J. Chem., 18, 123 (1965).
2. Starks С. M., J. Am. Chem. Soc, 93, 195 (1971).
3. Harriott A. W., Picker D., Tetrahedron Lett., 1974, 151!.
4. Okimoto Т., Swern D., частное сообщение.
5. Menger F. M., Rhee J. U., Rhee H. K., J. Org. Chem., 40, 3803 (1975).
6. Weber W. P., Shepherd J. P., Tetrahedron Lett., 1972, 4907.
7. Sam D. /., Simmons H. £., J. Am. Chem. Soc, 94, 4024 (1972).
8. Landini D., Montanari f., Pirisi F. M., Chem. Commun., 1974, 879.
9. Landini D., Maia A. M., Montanari F., Pirisi F. M, Gazz. Chim. Hal.. 105,
863 (1975).
10. Durst H. D., частое сообщение.
11. Cardillo G., Orena M, Sandri S., Chem. Commun., 1976, 190.
12. Cardillo G., Orena M.. Sandri S.Jetrahedron Lett., 1976, 3985.
13. Lee G. A., Freedman H. H., Tetrahedron Lett., 1976, 1641.
14 Starks С. М., Napier D. R., пат. ЮАР 71/1495, August 3, 1971.
15. Starks С M., Washecheck P. Я., пат. США 3547962, December 15, 1970.
16. Qureshi A. K., Sklarz В , J. Chem. Soc. (C), 1966, 412.
17. Boden R. M., Synthesis, 1975, 783.
18. Dietrich В., Lehn J. M., Tetrahedron Lett., 1973, 1225.
19. Gokel G. W., DiBiase S. A., Eighth Central Regional ACS meeting, Akron,
Ohio, 1975.
20. Gajda Г., Zwierzak A., Synthesis, 1976, 243.
21. Zwierzak A., Synthesis, 1976, 305.
22. Zwierzak A., Synthesis, 1976, 507,

12. Техника восстановления
12.1. Введение
Двухфазный каталитический метод имеет многочисленные
преимущества по сравнению с традиционными методами при
проведении самых разнообразных реакций, поскольку он дает
возможность переводить неорганическую соль, растворенную в
воде, в неполярную среду, где она обладает значительной
растворимостью и часто повышенной реакционной способностью.
Однако метод межфазного катализа лишь ограниченно
используется для проведения реакций восстановления, так как в этом
случае он практически не имеет никаких преимуществ перед
обычным способом. К восстанавливающим реагентам, которые
часто применяются в органическом синтезе, относятся литий-
алюминийгидрид и борогидриды лития, натрия и калия.
Фазовый перенос литийалюминийгидрида из водной системы,
очевидно, невозможен, а, кроме того, этот реагент вполне
удовлетворителен для многих органических синтезов и может быть
использован в неполярной среде без каких-либо усложнений [1].
Борогидриды натрия и калия можно растворить в воде и
затем перевести с помощью межфазного переноса в
неполярный растворитель, но такие растворители, как бензол или
толуол, не имеют особых преимуществ перед спиртами, в которых
обычно проводят эти реакции. Однако в одном случае
двухфазная техника действительно оказывается очень удобной — это
двухфазное восстановление хлорангидридов кислот, которое
обычно проводится как гетерогенная реакция в диоксане [2].
В данной главе обсуждается восстановление борогидридами и
некоторые другие реакции восстановления.
12.2. Борогидриды
Борогидрид-анион был транспортирован из водного
основного раствора борогидридов натрия или калия в бензольный
раствор с помощью разнообразных каталитических систем,
включающих четвертичные соли аммония и фосфония, краун-
эфиры и криптаты. Определены скорости реакций нескольких
четвертичных ониевых борогидридов (в каталитических
условиях) с октаноном-2 [уравнение (12.1)], которые могут служить
1/29 Зак. 226

258 12. Техника восстановления
приблизительной мерой активности катализаторов в этих
реакциях [3]. Октанон-2 восстанавливается борогидридом натрия
в двухфазной системе из воды и бензола до октанола-2. При
использовании в качестве катализатора трикаприлметиламмо-
нийхлорида реакция протекает на 80% за 6,5 ч [3—5], а с
М-додецил-!М-метилэфедринийбромидом [3] и 1М-метил-!\1-доде-
цил-Ы,Ы-быс-оксиэтиламмонийбромидом на 100% за 0,5 и 6,5 ч
соответственно [5,6].
Q+BHJ
СНз—СО-(СН2)5—СНз - > СНз—СН(ОН)—(СН2)5—СН3 (12.1)
С-б' 'в
Наиболее эффективными оказались катализаторы,
содержащие р-оксигруппу. Они значительно сокращают время
проведения реакции и увеличивают выходы продуктов. Активирующий
эффект гидроксильной группы не понятен (см. также разд. 2.3),
возможно, он является результатом электрофильного катализа
за счет образования водородной связи между гидроксильной и
карбонильной группами. Если в реакции водного раствора бо-
рогидрида калия с кетонами в бензоле использовать гидрокси-
лированный катализатор, Ы-додецил-Ы-метилэфедринийбромид,
то продолжительность реакции существенно сокращается и
продукты образуются с хорошими выходами [уравнение (12.2) и
табл. 12.1]. Однако никакой асимметрической'индукции не на-
Т об лица 12.1
Восстановление карбонильных соединений
борогидридом в условиях межфазиого катализа [5]
Карбонильное соединение
<C6Hfi-CHO
4-С1—С6Н4—СНО
И30-С3Н7—СО—С3Н7-иэо
«-С6Н,3—СО—СНз
С6Н5—СО-СН3
с6н6—со—с2н5
4-грег-Бутилциклогексанон
С6Н5—СО—C6HS
CeHg—CHj—CO—СН2—СвН„
Выход, %
95
94
86
100
97
100
100
100
100
блюдаяось в реакции ацетофенона или октанона-2, несмотря на
то что эта четвертичная соль хиральна [5].
q+bh7
Ri_CO-R2 ■ СН|/Н2о> R'-CH(OH)-R2 (12.2)

12. Техника восстановления 259
Реакции восстановления в межфазных условиях, катализи-
руемые краун-эфирами, подобны реакциям, катализируемым:
четвертичными солями, в том смысле, что если правильно
подобран катализатор, то выходы продуктов хорошие, но не
наблюдается никаких особых преимуществ этого метода перед
более традиционной методикой восстановления. Проведена
реакция восстановления борогидридом натрия нескольких кетонов
в кипящем толуоле, катализируемая дибензо-18-краун-6-эфиром:
(время проведения реакции 5 ч) [7]. Этим методом ацетофенон,,
цикцогексанон и гептанон-2 восстановлены на 49, 50 и 41%
соответственно.
Более липофильный дициклогексил-18-краун-6 оказывает
большее влияние на реакцию водного борогидрида калия с окта-
ноном-2 в кипящем бензоле [6, 8]. Через 2,5 ч октанол-2
выделен с выходом 92%- Подобным образом реакция катализируется
алкилзамещенными [2,2,2]-криптатами, выход октанола-2 97%
[6].
12.3. Стехиометрические восстановительные системы
Желание иметь мягкий восстанавливающий агент, подобны!
борогидриду, который растворялся бы в неполярных средах,
привело к получению нескольких борогидридов аммония.
Получены цетилтриметиламмюнийборогидрид [С16Нзз(СН3)зМ] ВН4
белое кристаллическое вещество, и трикаприлметиламмонийбо-
рогидрид [(С8Н17)зСНзМ]ВН4, масло. Оба реагента легко
восстанавливают альдегиды и хлорангидриды кислот в бензоле,
гексане или минеральном масле [9], но не эффективны для
восстановления нитрилов или сложных эфиров. Интересно, что
реакционная способность этих борогидридов четвертичного
аммония значительно отличается в неполярной и в спиртовой или
водной средах. Например, за 2 ч при 25 °С борогидрид цетил-
триметиламмония восстановил ацетофенон до соответствующего
спирта в воде на 100%, в изопропиловом спирте — на 59%,
однако реакция в бензоле не прошла даже за 4 ч. Подобные
результаты получены для борогидрида трикаприлметиламмония
[9] и даже борогидрида натрия в диглиме [10].
Восстанавливающая способность борогидридов тетраалкил-
аммония в хлористом метилене подобна наблюдаемой в воде или
спирте. Недавно описан удобный способ получения борогидрида
тетрабутиламмония [11J и его использование в синтезах [12].
В хлористом метилене борогидрид тетрабутиламмония легко
восстанавливает альдегиды, кетоны и хлорангидриды кислот,
но только очень медленно эосстанавливает сложные эфиры
(табл, 12.2),
7»9«

Таблица 12.2
Восстановление органических соединений в дихлорметане
Субстрат
(СНз)зС-СНО
С6Н5-СНО
4-С1—С6Н4—СНО
С6Н5—СН=СН—СНО
Пинаколин
Циклогексанон
С6Н5—СО—СНз
С6Н5—СО—С1
с6н5—соон
3-NO=—C6H4—COOH
4-СНзО—С6Н4—СН2СООН
4-NOj—C6H4—СООСНз
С6Н5—CN
/^_Дч СО2С2Н5
Продукт
(СНз)зС—СН2ОН
С6Н5—СН2ОН
4-С1—С6Н,—СН2ОН
С6Н5—СН=СН—СН2ОН
(СН3)зС—СН (ОН)-СНз
Циклогексанол
С6Н5—СН (ОН)—СНз
С6Н5—СН2ОН
С6Н5—СН2ОН
3-NOj—CeH4—CHjOH
4-СНзО—С6Н4—СН2СН2ОН
4-NOz—С6Н4—CHjOH
С6Н5—CH2NH2
—\
Восстановитель
(C4H9hNBH4
(C4H9)4NBH4
Диборан
(C4H9)4NBH4
(C4H9)4NBH4
(C4H9)4NBH4
(C4H9)4NBH4
(C4H9)4NBH4
Диборан
»
»
»
»
(C4H9)4NBH4
Выход,
%
94
92
98
73
40
75
69
100
98
90
90
80
95
70
Литература
12
12
11
12
12
12
12
12
11
11
11
11
11
12

12. Техника восстановления
261
Брэндстрем с сотрудниками показал, что тетрабутиламмо-
нпйборогидрнд в хлористом метилене реагирует с алкнлгалоге-
нидами (метилиодидом, этилбромидом пли 1,2-дихлорэтаном),
образуя растворы диборана [уравнение (12.3)]. Хотя дибораи
не выделен из этих растворов и его образование поэтому не
строго доказано, однако его присутствие можно предположить
на основании реакционной способности этих систем. Альдегиды,
(H-C4H9)iN+BHr + RX —> (h-C4H9)4N+X~ + '/2В2Н; + RH (12.3)
сложные эфиры, нитрилы и даже карбоновые кислоты легко
восстанавливаются этими растворами «диборана» в хлористом
метилене. Доказательством образования дпборана является и
реакция с алкенами. Обработка алкенов этим раствором
«диборана» с последующим окислением 30%-ной перекисью
водорода приводит к образованию тех же продуктов, которые
ожидаются в последовательности реакций гидроборированне —
окисление. Например, в этих условиях фенилаллиловый эфир
дает З-феноксипропанол-1 [70%, уравнение (12.4)].
С6Н5—О—СН2СН=СН2
"В2Нб"
[О]
С6Н5—О— СН2СН2СН2ОН (12.4)
Несколько примеров реакций восстановления борогидрида-
ми в присутствии и в отсутствие алкилгалогенидов приведены
в табл. 12.2.
Цианборогидрид тетрабутиламмония также применяли в
некаталитических условиях [13]. В гексаметилфосфотриамиде
(ГМФТА) («-C4H9)4N+BH3CN~ восстанавливает с высоким
Таблица 12.3
Восстановление стехиометрическим количеством
Субстрат
1-Бромдекан
1-Иоддекан
1-Тозилоксидекаи
СН3(СН2)7СНО
4-NC—С6Н4СНО
9-Формилантрацеи
СМз-СО-(СН2)6СП.1
4-7'р(?7'-Бутилциклогекса11О}1
4-Ацетилбифенил
Холестаион-3
в ГМФТА [13]
Продукт
Декан
»
»
СН3(СН,)8ОН
4-NC—С6Н,СН2ОН
9-Оксимсти л антрацен
СНз—СН(ОН)-(СН2)8СН3
4-гр?7'-Ьутилцнклогексанол
4-а-Окс11ЭТ11лбифеш1л
Холестанол-3
цианооргидрида

Концентрация
кислоты,н.
—
-—
—
0,15
0,15
0,15
1,5
1,5
1,5
1,5
Выход.%
46
81
5
92
43
95
84
88
86
94
9 Зак. 220

262 12. Техника восстановления
выходом первичные алкилиодиды до алканов. Первичные алкил-
бромиды приблизительно в 2 раза, менее реакционноспособны,
чем иодиды, а первичные хлориды и тозилаты фактически
инертны, так же как циан-, нитро- и карбонильная группы.
Восстанавливающая способность этой системы повышается
при добавлении кислоты. Альдегиды быстро восстанавливаются
уже в присутствии 0,15 н. серной кислоты. При увеличении
концентрации кислоты до 1,5 н. начинают быстро
восстанавливаться кетоны. Интересно, что добавка кислоты не оказывает
влияния на реакцию восстановления галогенидов. В табл. 12.3
приведено несколько примеров применения циаиборогидрида
тетрабутиламмопня как восстанавливающего агента.
12.4. Другие каталитические реакции восстановления
Цианборогидрид использован в каталитических условиях в
неполярных средах [14], так же как в стехиометрических
количествах в катион-сольватирующих средах [13].
Цианборогидрид натрия можно растворить в хлористом метилене за счет
комплексообразования с 18-краун-6-эфиром. В хлористом
метилене соли О-метилсульфоксония восстанавливаются с хорошими
выходами до соответствующих сульфидов [разд. 13.8 и
уравнения (12.5) и (13.24)]. Метилфторсульфонаты дибутил-, дифе-
нил и дибензилсульфоксидов восстанавливаются до
соответствующих сульфидов с выходами 85, 77 и 91%
соответственно [14].
NaBH3CN/18-K-6
R2S+-OCH3FSO; —— -> R2S (12.5)
СН2С12
В условиях межфазного катализа в присутствии гексадецил-
трибутилфосфонийбромида формамидинсульфиновая кислота
(получена окислением тиомочевины перекисью водорода)
использована для восстановления дисульфидов в сульфиды
[уравнение (12.6) и (13.22)] и N-тозилсульфилиминов в сульфиды
[уравнения (12.7) и (13.23)] [15]. Дифенил-, дибензил- и ди-
бутилдисульфиды восстановлены этим методом до
соответствующих сульфидов с выходами 72, 62 и 90% соответственно.
Примеры реакций восстановления N-тозилсульфилнминов
приведены в табл. 12.4.
NaOFl
R-S—S—R + H2N-C(=NH)— SO-OH *■ R—S—R (12.6)
Q+x-
N—Ts
II NaOIl
R'—S-R + H2N-C(=NH)—SO-OH --^ R'—S—R (12.7)
Q X~

12. Техника восстановления
263
Таблица 12.4.
Восстановление \'-тозилсульфилиминов согласно уравнению (12.7) [15|
R
СНз
СНз
СНз
СНз
СНз
СН3
С2Н5
R'
СеН5
2-С1—С6Н4
4-С1-С6Н4
4-CH;j—^6^4
4-СН3О-С6Н4
сбн5сн2
сьн5
Выход, %
93
63
82
100
90
68
93
R
С2Н5
С2Нб
ИЗО-С3Н7
с6н5
СбН6
с6н5сн2
R'
4-С1—С6Н,
4-СН3—С6Н4
4-С1-С6Н4
с6н5
С6Н6СН2
С6Н5СН2
Выход, %
70
73
60
26
83
67
12.5. Изменение реакционной способности
Пьер и Хендель [16] изучили влияние [2,1,1 ]-криптата на
восстановление литийалюминийгидридом циклогексанона в ди-
глнме. [2,2,1]-Криптат является сильным комплексообразующим
агентом по отношению к катиону лития, и если в реакцию
ввести достаточное количество криптата, чтобы удалить весь ион
лития, то никакого восстановления не произойдет. Очевидно,
для реакции восстановления необходим ион лития, который
является электрофильным катализатором [уравнение (12.8)].
С этой интерпретацией согласуется наблюдение, что даже в
присутствии криптата будет происходить восстановление, если
добавить избыток иодида лития. Относительно низкая
реакционная способность тетрабутиламмонийборогидрида в бензоле
может, по крайней мере частично, также объясняться
отсутствием электрофильного катализа [9]. Подобным образом,
р-оксиэтильные четвертичные ионы аммония являются лучшими
катализаторами, чем негпдроксилированные четвертичные ионы,
возможно, из-за способности гидроксильной группы
образовывать водородные связи с карбонильной группой, т. е.
осуществлять электрофильный катализ [5]. Подобные, хотя и не столь
впечатляющие, результаты получены при восстановлении
ароматических альдегидов и кетонов литийалюминийгидридом в
присутствии [2,1,1]-криптата [17].
О
LiA!II4
12,1,11-криптат
реакция не происходит
(12.8)

264 12. Техника восстановления
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ног man H., Newer Methods in Preparative Organic Chemistry, 2, 213
(1963).
2. Chaikin S. W., Prown W. G., J. Am. Chera. Soc, 71, 122 (1949).
3. Starks С M, Napier D. R., англ. пат. 1227144, filed Apr. 5, 1967.
4. Starks С M., J. Am. Chem. Soc, 93, 195 (1971).
5. Colonna S., Fornasier R., Synthesis, 1975, 531.
6. Cinquini M., Montanari F-, Tundo P., Chem. Commun., 1975, 393.
7. Matsuda Т., Koida K-, Bull. Chem. Soc. Japan, 46, 2259 (1973).
8. Landini D., Maia A. M., Montanari F., Pirisi F. M., Gazz. Chim. Ital., 105,
863 (1975).
9. Sullivan E. A., Hinckley A. A., J. Org. Chem., 27, 3732 (1962).
10. Brown H. C, Mead E. /., Subba Rao В. С, J. Am Chem. Soc, 77, 6209
(1955).
11. Brandstrom A., Junggren U., Lamm В., Tetrahedron Lett., 1972, 3173.
12. Raber D. J., Guida W. C, J. Org. Chem., 41, 690 (1976).
13. Hutchins R. O., Kandasamy D., J. Am. Chem. Soc, 95, 6131 (1973).
14. Durst H. D. Zubrick J. W., Kieczykowski G. R-, Tetrahedron Lett, 1974,
1777.
15. Borgogno G., Colonna S., Fornasier R., Synthesis, 1975, 529.
16. Pierre J. L, Handel II., Tetrahedron Lett., 1974, 2317.
17. Loupy A., Seyden-Pcnne J., Tchoubar В., Tetrahedron Lett., 1976, 1677.

13. Получение и реакции серусодержащих
субстратов
13.1. Введение
Известен ряд межфазных реакций серусодержащих
субстратов. К ним относятся реакции замещения, в которых атом серы
может быть нуклеофильным, электрофильным или выполнять
вспомогательную функцию. Этны методом синтезированы
разнообразные тиоэфнры и алкилпрованы многочисленные карб-
анионы, стабилизированные атомом серы. Кроме того, в
условиях межфазного катализа проведено восстановление
дисульфидов и N-тоЗилсульфинилиминов. В связи с этим общей темой
данной главы является синтез и реакции серусодержащих
молекул. Для такого подхода характерна некоторая
перенасыщенность, но мы надеемся, что этот недостаток может
компенсироваться широким выбором интересных реакций.
13.2. Получение симметричных тиоэфиров
Взаимодействием сульфидов калия или натрия с
первичными алкилгалогенидами в межфазных условиях с высокими
выходами получены симметричные диалкилсульфиды. В этой
реакции успешно использованы и четвертичные ионы [1], и краун-
эфиры [2]. Найдено, что при 70°С несколько различных алкил-
галогеиидов реагировали с сульфидом натрия (от 0,6 до
1,0 экв.), образуя с превосходными выходами симметричные
тиоэфиры согласно уравнению
МФК
R-X + Na,S * R—S—R + 2NaX (13.1)
Даже сильно пространственно-затрудненный иеопентилбромид
образует продукт с хорошим выходом [1]. Подобным образом
в межфазных условиях получены симметричные быс-(нитрофе-
нил)сульфиды, хотя в этом случае выходы продуктов средние
[3]. Несколько примеров процесса, описанного выше,
представлены в табл. 13.1.
В качестве источника атома серы при получении
симметричных сульфидов использовали тиолуксусную кислоту [4].
Например, кротоновый альдегид конденсируется с тиолуксусной
кислотой, гпдролизуется, присоединяется ко второй молекуле аль-

266
13. Получение и реакции серусодержащих субстратов
Таблица 13.1
Получение симметричных тиоэфиров
Алкилгалогенид
н-СбН,3С!
и-С8Н,7С1
С6Н6СН2С1
СНз
1
н-С6Н13СНС1
я-С8Н17Вг
СНз
к-С6Н13СНВг
(СН3)зССНгВг
4-NO2C6H4Cl
Выход, %
90
91
94
99
91
64
91
81
40

Неорганический сульфид
Na2S
Na2S
Na2S
Na2S
Na2S
K2S
Na2S
Na,S
Na2S
Катализатор
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ДЦ-18-К-6
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ДЦ-18-К-6
Литера
тура
1
1
1
1
1
2
1
1
3
дегида и затем вступает в альдольную конденсацию; в
результате этих превращений образуется 2,6-диметил-З-формилтиацик-
логексен-3 (81%), как показано в приведенном ниже уравнении:
снзсн=сн-сно + снзсозн
ch2ci2
a0
(13.2)
" СНз
13.3. Получение смешанных сульфидов
Показано, что четвертичные ониевые соли, краун-эфиры и
криптаты эффективны как катализаторы в синтезе
несимметричных тиоэфиров в межфазных условиях. Для алкилирования
меркаптана или тиофенола в основной среде можно
использовать как первичные, так и вторичные алкилбромпды [5—9].
Проведено детальное изучение механизма реакции тнофе-
нола с н-бромоктаном в щелочной двухфазной системе [5, 6]
Сравнение (13.3)]. Наиболее существенные из полученных
результатов обсуждаются в разд. 1.6.
МаОН
Br—(CH2)7-CH3+C6H5SH >- СбН5—S—(СН2)7СН3 (13.3)
Q X"
Оказалось, что реакция является истинным каталитическим
межфазным процессом, для которого наблюдаемые скорости в
присутствии тетрабутнлфосфонийхлорида и дпциклогексил-18-
краун-6-эфнра сравнимы. Это сходство не требует, чтобы
растворимый в бензоле тиофенолят-ион был несольватнрован («го-

13. Получение и реакции серу содержащих субстратов 267
лый»). Это означает только, что степени ассоциации п
гидратации в обоих случаях подобны. В этой-реакции тетрабутилам-
монийиодид не отравляет, как обычно, катализатор, а,
наоборот, эффективно катализирует реакцию. Этот факт объясняется
тем, что тиофенолят-ион — более «мягкий» анион, чем иодид-ион
[5]. Наконец, Э^-характер замещения становится очевидным
при изучении реакции оптически активного 2-хлороктана с
4-тиокрезолятом, которая приводит к образованию 4-толил-2-
октилтиоэфира (86%) с 96%-ным обращением конфигурации
[уравнение (13.4)] [1].
, NaOH
4-СНзС6Н4—SH + СН3СНС1(СН2)бСНз ►
—+ 4-СН3СбН,—S—СН(СН3)СН2(СН2),СН8 (13.4)
Реакция получения тиоэфиров в межфазных условиях
успешно проведена с широким набором тиолов и алкилирующих
агентов, как показано в табл. 13.2. Интересно, что этим методом
можно получить с хорошим выходом неопентилфенилсульфид
[1]. Кроме того, в межфазных условиях в реакцию вступает
хлористый метилен [5], при этом с выходом более 90%
образуется дифенилтиоацеталь формальдегида [уравнение (13.5),
табл. 13.2] [6].
NaOH
2С6Н5—SH + СН2С12 —-—»■ СбН5—S—CH2—S—СбН5 (13.5)
Q+X~
13.4. Получение сульфидов из тиоцианатов
Альтернативным синтезу, в котором атом серы нуклеофилен,
является синтез, в котором сера связана с уходящей группой.
В принципе к образованию тиоэфиров должна приводить
реакция карбаниона с сульфенилгалогенидом. Такая реакция с суль-
фенилгалогенндом пока не осуществлена, однако известен
случай, где атом серы становится электрофильным под влиянием
соседней с ним циангруппы [10]. Так, бензилтиоцианат
реагирует с трихлорметильным анионом (генерируемым из
хлороформа в межфазных условиях), образуя бензилтрихлорметил-
тноэфнр (80%) согласно уравнению (13.6) [10].
NaOH
С6Н5—СН2—S—CCl3 + NaCN (13.6)
Результаты этой и подобных реакций, включающих хлороформ
[10], фенилацетонитрил [10] и фенилацетилен [11],
суммированы в табл. 13.3.

ю
СП
00
Таблица 1Z3
Синтез смешанных тиоэфиров
Меркаптан
C6H5SH
Алкилгалогеиид
CH3I
СНэСН2Вг
изо-С3Н7Вг
изо-С4Н9Вг
(СН3)зССН2Вг
«-CsH.rBr
н-С8Н,7Вг
н-С8Н17Вг
»-C8Hi7Br
н-CgHirBr
H-C8Hi7Br
H-CsHnBr
Катализатор
TKMAX
TKMAX
TKMAX
TKMAX
ГДТБФБ
TKMAX
ДЦ-18-К-6
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
R N R
f T
1 II
R
R = VH.c8Hi7—0
0 0 0—J2N
Выход, %
93
93
88
85
85
94
88
100
100
91
100
70
Литера
тура
6
6
6
6
I
5
5
8
8
1
7
7

«-СНз—C6H4SH
C2H5SH
h-C4H9SH
«3o-C4H9SH
h-C4H9SH
C6H5SH
«-C8HlrCl
СНз
1
н-С6Н13СНС1
СНз
я-С6Н13СНВг
СНз
1
«-С6Н,зСНВг
СНз
ч-С6Н,3СНВг
СНз
1
(R)-H-CeHi3CHCl
«-С8Н17С1
я-С8Н17Вг
СНз
1
н-С6Н,3СНС1
СН3
1
к-С6Н13СНВг
СН3СН2Вг
н-С8Н17Вг
CHjCu
СН2С12
СН2С12
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФЬ
N-Додецил-М-метилэфедринийбромид
ДЦ-18-К-6
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ГДТБФБ
ТКМАХ
ТКМАХ
ТКМАХ (дизамещение)
То же
92
90
90
80
85
86
(96%
оптической чистоты,
инверсия)
90
91
88
89
90
89
95
90
96
1
1
1
9
2
1
1
1
1
1
6
6
6
6
6

270 13. Получение и реакции серусодержащих субстратов
13.5. Получение алкилтиоцианатов
Алкилтиоцианаты получены с высокими выходами реакцией
тиоцианатов щелочных металлов с различными первичными и
вторичными алкилгалогенидами в межфазных условиях.
Эффективными в этой реакции оказались все типы катализаторов —
четвертичные соли алкиламмония [12—14], краун-эфиры [15],
криптаты [16], третичные амины [14] [уравнение (13.7) и
табл. 13.4]. Механизм реакции замещения действием тиоциа-
нат-иона, вероятно, подобен механизму реакции замещения под
действием цианид-иона (разд. 7.2).
МФК .
RX + M+SCN" * R~SCN + M+X~ (13.7)
13.6. Получение сульфидов по реакции Михаэля
Несимметричные сульфиды, имеющие карбонильную группу
в |3-Положении относительно атома серы, получены
присоединением по Михаэлю тиолов к а,|3-ненасыщенным альдегидам,
кетонам и сложным эфирам в межфазных условиях
[уравнение (13.8)] [17]. Эта реакция катализируется фторид-ионом,
причем тетрабутиламмонийфторид (ТБАФ) оказался более
эффективным катализатором, чем бензилтриметиламмонийфторид
(БТМАФ).
R4—SH
R'R*C=CH— CO—R3 >■ R4S—C(RIR2)CH2CO—R3 (13.8)
ТГФ, Q+F-
В других межфазных реакциях для растворения фторид-
аниона широко использовали краун-эфиры, но пока еще не
появилось работы, где краун-эфиры применяли бы в качестве
катализаторов. Результаты синтеза несимметричных эфиров этим
методом суммированы в табл. 13.5.
Сульфиды, содержащие ацетиленовые группы, также
использованы как акцепторы в реакции Михаэля в межфазных
реакциях алкилирования (см. также гл. 10) [18]. Так, ряд
замещенных бензилцианидов введен в реакцию с м-бутилтиоацети-
леном. Полученные продукты приведены в табл. 13.6.
МФК
СбН6— СН— CN + HC=C— S—С,Н9-н »■
I
R
—>- C6H6—C(CN)—CH=CH—S—С4Н9-н (13.9)

/3. Получение и реакции серусодержащих субстратов
271
Таблица !ЗМ
Получение сульфидов из тиоцианатов'
Тиоцнанат
CH3SCN
CH3CH2SCN
H-C3H7SCN
C1(CH2)3SCN
NC(CH2)3SCN
Cl
Cl V CH2SCN
«-C3H11SCN
C6H5SCN
C6ll5CH2SCN
(C112SCN)2
Карбоновая кислота
CHC13
C6H6C=CH
СНС13 '
С0Н5С=СН
С011йСП(СП3)СМ
СНС13
CHCls
СНС13
СНС13
СНС13
с6н6—с==сн
C6H6CH(CH)3CN
СНС13
СНС13
C6H6CH2CN б
Выход, %
61
35
64
42
77
67
77
70
76
86
45
68
60
80
45
Литература
10
И
10
11
10
10
10
10
10
10
11
10
10
10
10
а Согласно уравнению (13.6).
6 Продуктом этой реакции является зтилеидитиокеталь беизонлцианида.
Таблица 13.4
Получение алкнлтноцнанатов
RX
С2Н5Вг
н-С3Н7Вг
н-С4Н9С1
вТОр- С4Н9ВГ
к-СвН,,Вг
вгор-СйНцВг
н-С6Н,3Вг
н-С7Н161
Катализатор
ТКМАХ или ТБА
ТКМАХ или ТБА
ТКМАХ или ТБА
ТКМАХ
ТКМАХ или ТБА
ТКМАХ или ТБА
ТКМАХ или ТБА
ТКМАХ или ТБА
Выход, %
99
99
100
94
97
100
99
100
Литература
14
14
14
14
14
14
14
14

272
13. Получение и реакции серусодержащпх субстратов
Продолжение табл. 13.4
RX
к-С8Н,7Вг
K-C8Hi7Br
w-Ci0H21Br
н-СюН21Вг
C6H5CH2CI
C6H5CH2CI
C6H5CH2OTs
Катализатор
TKMAX или ТБА
ДЦ-18-К-6
TKMAX или ТБА
TKMAX
TKMAX или ТБА
[2,2,21-Криптат
18-К-6
Выход, %
100
91
99
100
86
80
100
Литература
14
2
14
12
14
16
15
Таблица 13.5
Выходы сульфидов, получаемых по реакции Михаэля [17]
R,
CeHs
C6H5
C6H5
C6H5
сбн5
C6H5CH2
C6H5CH2
C6H5CH2
C6H5CH2
0
C2H5OCCH2
0
C2H5OCCH2
R,
H
CH3
H
CH3
«-с3н7
H
СНз
СНз
«-СзН7
н
СНз
H
/О4Л0 с6н55
-a-
C6H5SH
=0
0
Rj
н
н
н
СНз
н
н
н
СНз
н
н
СНз
\/
н ^\
к/
рис
R.
ОСНз
ОСНз
сн3
СНз
н
ОСНз
ОСНз
СНз
н
ОСНз
СНз
сбн5
s-" н
/к/-к0
0
Катализатор
ТБАФ
БТМАФ
ТБАФ
ТБАФ
ТБАФ
ТБАФ
БТМАФ
БТМАФ
ТБАФ
ТБАФ
ТБАФ
БТМАФ
БТМАФ
Выход.
99
83
98
94
96
87
100
93
97
85
80
87
96

13. Получение и реакции серосодержащих субстратов
273
Таблица 13.6
R
СНз
н-С3Н7
агор-С 3Н7
С0Н5СН2
Алкилированне
Выход,
74
68
74
78
ацетиленовых сульфидов
%
R
С6Н5СН(СН3)
(С6Н5)2СН
СбНб
18J
Выход, %
64
96
55
13.7. Синтез а, р-ненасыщенных соединений серы
Реакция Виттига — Хорнера—Эммоиса была использована
в межфазных условиях для получения а,|3~ненасыщенных
сульфидов, сульфоксидов и сульфонов [19]. Более подробно эти
реакции обсуждаются в разд. 14.3, а в табл. 13.7 приведены
Таблица
Синтез гх,Р-ненасыщениых соединений серы [19|
13.7
X
CH3S
C0H5S
CeH6S
CH3S0
C6H5SO
C0H5SO
C6H5SO
CH3SO2
CH3SO2
CH3SO2
Альдегид
C0H5CHO
CeH5CHO
4-(CH3)2NC6H4CHO
C6H5CHO
CoH5CHO
4-ClC6H4CHO
4-CH3OC6H4CHO
C6H5CHO
4-CIC6H4CHO
4-CH3OC6H4CHO
Выход, %
59
81
40
51
54
57
48
85
71
73
Отношение
транс:цис
87:13
48:52
80:20
70:30
83:17
—
—
100:0
100:0
100:0
результаты, полученные при осуществлении реакции (13.10).
Отметим, что в тех случаях, когда исходный фосфонат
содержит атом серы, конденсация с альдегидами приводит к
образованию производных серы.
NaOH
(С2Н5О)2РО—СН2Х + RCHO > R—СН=СН—X (13.10)
Q+X"
а,|3-Ненасыщенные сульфоны синтезированы
непосредственно конденсацией Дебнера — Кнёвенагеля алифатических
сульфонов с альдегидами в щелочной двухфазной системе

274
13. Получение и реакции серосодержащих субстратов
Таблица 13.
Синтез сульфоиов реакцией конденсации [20|
Ri
СаН5
с»н6
СбНй
CeHs
СвН5
с6н5
СвНз
(CH3)2N
R2
н
н
и
н
СНз
с6н5
(СН3)2С = СН
н
R3
с6н8
4-С1-С6Н4
СвН5СН=СН
Р-Нафтил
СвН5
C6IIs
свн5
СеН5
Выход, %
86
98
30
85
41
49
25
58
[уравнение (13.11)] [20]. Несколько примеров подобных
конденсаций приведено в табл. 13.8.
NaOH
R1—SO2—CH2—R2+R3CHO —^- R1—SO2-C(R2)=CH—R3 (13.11)
Q X
3,5-Дифенил-1,4-тиодиоксан-1-оксид [21] и соответствующий
сульфон (1,1-диоксид) [22] выделены с выходами 12 и 48%
соответственно из межфазной реакции бензальдегида с диме-
тилсульфоксидом или диметилсульфоном и едким натром. По-
видимому, на первой стадии конденсации образуется а,р-нена-
сыщенный сульфон, который во второй стадии превращается в
р-оксисульфон. Последний в свою очередь претерпевает
внутримолекулярное присоединение по Михаэлю, как показано в
приведенном ниже уравнении:
NaOH NaOH, Q+X*
CH3SO2CH3 + СбН6СНО - >- CH3SO2CH=CH—C6H5
CgHjCHO
so2
с6н5сн—сн2—so2—сн=сн~сбн5
О"
сбн.
(13.12)
о
C6HS
13.8. Другие межфазные реакции серусодержащих
субстратов
Нуклеофильным замещением под действием л-тоЛйлсульфи-
наг-аниона на первичные аллильные и бензильные галогениды
в ТГФ получены алкил-л-толилсульфоны [23]. Хотя эти реакции
проведены в присутствии стехиометрических количеств
четвертичных аммониевых солей, совершенно очевидно, что реакции

13. Получение и реакции серусодержащих субстратов
275
можно сделать каталитическими, и именно поэтому они
включены в этот раздел. Реакция выражается уравнением (13.13);
несколько примеров такой конденсации приведено в табл. 13.9.
R—X + 4-СНз—С0Нг- SOJ +N(C4H9)4
ТГФ
4-СНз—СбН4—SO2—R (13.13)
Таблица 13. 9
Алкилировапие сульфииат-иоиа [23]
Алкилгалогенид
СН31
С1СН2С1
СН3ОСН2С1
С1СН2ССН2С1
II
о
Н2С = СНСН2Вг
нзо-С3Н7Вг
СН3СИ2ОССН2Вг
11
II
О
4-С1С6Н„СН2Вг
О
II
СбН5ССН2Вг
О
II
С6И5СН=СИССН2С1
СН2Вг2
BrCH2NO2
ВгСН2СН2Вг
Выход, %
93
85
59
(1 экв. сульфината) 75 (мопо)
(2 экв. сульфината) 75 (ди)
80
63
80
93
81
85
89 (моно)
100
Винил-л-тозил-сульфон 45
24 (ди)
Подобным образом в межфазных условиях получены
несимметричные а-галогеналкил-л-толилсульфоны [уравнение (13.14)]
[24]. Так, а-галогенметил-л-толилсульфоны депротонируются с
образованием карбаниона, который реагирует с алкилгалогени-
дом, давая продукт алкилирования. а-Галоген-а-сульфонилкарб-
анионы, вероятно, не склонны к легкому а-элиминированию с
образованием карбена, несмотря на присутствие таких
уходящих групп, как хлорид или сульфинат. Карбанионы обычно
алкилируют алкнлбромидами или алкилхлоридами с выходами
60—70% [24]. Дигалогенметил-л-толилсульфоны алкилируются
в таких же условиях. Выходы в этом случае несколько выше,

276
13. Получение и реакции серусодержащих субстратов
чем в реакции с моногалогенсульфонами [уравнение (13.15)].
О О
CH3C6H4S-(r
о
_н
+ СГ
(13.14)
О
RX
О
CH3C6H4S-CH2-X ► CH3C6H4S
И 50<£-ный№0Н II
О БТЭАХ О X
-CH-R
RX
(13.15)
а-Талогенметил-я-толилсульфоны также вступают в
межфазных условиях в катализируемую основанием конденсацию с ке-
тонами и альдегидами, образуя соответствующие а,|3-эпокси-
сульфоны. Эта реакция подобна конденсации а-галогеннигри-
лов Дарзана [25, 26]. Общее уравнение реакции показано в
(13.16). В межфазных условиях хлормегил-л-голилсульфон
конденсируется с образованием трехчленного цикла, давая а,|3-эпо-
ксисульфоны. Реакция проведена с ацетоном (91%), бензофе-
ноном (90%), бензальдегидом (60%), изомасляным альдегтпом
(65%) и циклогексаноном (90%)-
й NaOH,Q+
(13.16)
Образование кольца, подобное а,р-эпоксисульфонам
[уравнение (13.16)], можно ожидать в межфазной реакции фенил-
винилсульфона с а-хлорпропионигрилом. В основных условиях
нитрил депротонируегся и затем присоединяется по Михаэлю
к а,|3-ненасыщенному сульфону. Протонирование
промежуточного а~сульфонилкарбаниона дает простой аддукг реакции
Михаэля [уравнение (13.17)], депротонирование его и внугримо,-

13. Получение и реакции серусодержащих субстратов 277
лекулярное нуклеофильное замещение приводят к сульфонил-
циклопропанам [уравнение (13.18)]. В действительности пер-
сын процесс настолько благоприятен, что циклопропановые
производные выделены с выходом менее 10% [27],
С,,И5-5Ог-СН=СН2+СНзСНС1СН +х_ * С6Н55О;СНгСНгСС1(СНэ)СН (13 17)
Л CN
C6H5-SO2-CH-CH2-CC1(CH3)CN *- C6Hs-SOr^Z_y (13.18)
В последние годы появились сообщения о проведении не--
скольких реакций алкилирования серусодержащих соединений.
Во всех этих реакциях использовались стехиометрические
количества четвертичных аммониевых солей, но, вероятно, такие
реакции можно сделать каталитическими. Тетрабутиламмоние-
вая соль енольной формы тиоацегоуксусного эфира алкнлиро-
вана аллил- н пропаргилбромидами с выходами 65 и 40%
соответственно [уравнение (13.19)].
С2Н5О2С—СН-=С(СН3)— SH+ СН2=СН— СН2Вг
основание
—> С2Н5О2С—СН==С(СН3)—S—CH2CH=CH2 (13.19)
Подобным образом р-оксидитиокоричные кислоты алкилирова-
ны в присутствии гидроокиси тетрабутиламмония согласно
следующему уравнению [29]:
S-
с
\ ^
/
н
(13.20)
Этим методом из р-оксидитиокоричной кислоты и йодистого
метила получен соответствующий тиоэфир (46%); имеется
сообщение о 19 других примерах подобного алкилирования [29|.
Проведено алкилирование продукта конденсации дпэгилмало
ната и сероуглерода [30]. Все эти реакции стехиометрические,
выходы продуктов низкие, бис- (2-Карбэтокси)дитиоуксусная

278 13. Получение и реакции серусодержащих субстратов
кислота алкилирована диметилсульфатом, этилбромидом и ал-
лилбромидом с выходами соответственно 33, 30 и 29%
[уравнение (13.21)] [30].
S S
II (C,H9)4N+OH- II
(С2Н5ОСО)2СН—С—SH — -♦ (С2Н6ОСО)2СН—С—SR (13.21)
Метод межфазного катализа оказывается полезным для
проведения некоторых реакций восстановления серусодержащих
субстратов. Показано, что формамидинсульфиновая кислота
является эффективным восстановителем для дисульфидов
[уравнение (13.22)] [31] и N-тозилсульфилиминов [уравнение
(13.23)] [31]. Выходы в обоих случаях хорошие (детали см. в
разд. 12.4).
NaOH
R— S—S~R -f H2N— C(=NH)— SO—ОН > R—S—R (13.22)
Q X
N—Ts
II NaOH
R'—S—R+H2N—C(=NH)—SO— OH —^ R'—S—R (13.23)
Q X
Восстановление солей алкоксисульфония (образовавшихся
при алкилировании сульфоксидов метанфторсульфонатом) ци-
анборогидридом натрия в хлористом метилене катализируется
18-краун-6-эфиром [уравнение (13.24)] [32]. Этим методом да
соответствующих сульфидов восстановлены дибутил-, дифенил-,
дибензнл- и тетраметиленсульфоксиды с выходами 85, 77, 91 и
87%.
О" ОСНз
L NaBH3CN
R-S+-R
R—S+— R + CH3OSO2F —*■ R—S+—R + FSOJ ———> R2S (13.24)
18-K.-O
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Landini D., Roila /•"., S\ nlhesis, 1974, 565.
2. Landini D , Maia A. M., Montanari F., Pirisi F. M., Qazz. Chiin. Ital., 105,
863 (1973).
3. Kim I. K-, Noh J. S., Taehan Hwahak Hoechi, 18, 421 (1974) [Chem. Abstr.,
82, 124967b (1974)].
4. Mclntosh J. M., Khalil H., J. Org. Chem., 42, 2123 (1977).
5. Herriott A. W., Picker D., J. Am. Chem. Soc, 97, 2345 (1975).
6. Herriott A. W., Picker D., Synthesis, 1975, 447.
7. Fomasier R-, Montanari F., Podda G., Tundo P., Tetrahedron Lett., 1976,
1381.
8. Cinquini M., Montanari F., Tundo P., Chem. Commun., 1975, 393,
9. Colonna S., Fornasier R., Synthesis, 1975, 531.
10. Mokosza ЛГ, Fedorynski M., Synthesis, 1974, 274.
И. Makosza M., Fedorynski M., Rocz. Chem., 47, 1779 (1975),

13. Получение и реакции серусодержащих субстратов 279
12. Starks С. М., Napier D. R., аигл. пат. 1227144, April 7, 1971.
13 Sugimoto N Fujita Т., Shigematsu N., Ayada A., Chern. Pharm. Bull., 20,
427 (1962).
14. Reeves W. P., White M. R., Hilbrich R. G., Biegert L. L, Syn. Comm., 6,
509 (1976).
15. Liotta С L, Grisdale E. E., Hopkins H. P., Tetrahedron Lett., 1975, 4205.
16. Lehn J. M., Structure and Bonding, 16, 1 (1973).
17. Kuwajima 1., Murofushi Т., Nakamura E., Synthesis, 1976, 602.
18. Makosza M., Jawdosiuk M., Bull. Acad. Polon. Sci., 16, 589 (1968). ,
19 Mikolajczyk M., Greze'jszczak S., Midura W., Zatorski A., Synthesis, 1975,
278.
20 Cardillo G., Savoia D., Umani-Ronchi A., Synthesis, 1975, 453.
21. Merz A., Mdrkl G., Angew. Chem., Int. Ed., 12, 845 (1973).
22. Gokel G. W., Gerdes H. M., Rebert N. W., Tetrahedron Lett., 197(i, 653.
23. Vcnnstra G. £., Zwaneburg В., Synthesis, 1975, 519.
24. lonczyk A., Banko K., Makosza M., J. Org. Chem., 40, 266 (1975).
25. Joficzyk A., Fedorynski M., Makosza M., Tetrahedron Lett., 1972, 2395.
26. Makosza M., Ludwikow M., Synthesis, 1974, 665.
27. Jonczyk A. Makosza M., Synthesis, 1976, 387.
28. Dalgaard L, Lawesson S. O., Tetrahedron Lett., 28, 2051 (1972).
29. Larsson F. С V., Lawesson S. O., Tetrahedron Lett., 28, 5341 (1972).
30. Dalgaard L., Kolind-Andersen H., Lawesson S O. Tetrahedron Lett., 29,
2077 (1973).
31 Borgongo G., Colonna S.. Fornasier R., Synthesis, 1975, 529.
32 Durst H. D., Zubrick J. W., Kieczykowski G. R., Tetrahedron Lett., 1974,
J777.

14. Ил иды
14.1. Введение
Более 20 лет назад Внттиг [1] показал, что алкилзамещен-
ные соли фосфония могут депротоннроваться под действием
сильных оснований, давая илнды фосфония, которые в свою
очередь, реагируя с альдегидами и кетонами, образуют оле-
фины и соответствующую окись фосфина. Последовательность
превращений для реакции метилтрифенилфосфонийгалогенида
с циклогексаноном в присутствии основания, в результате
которой образуется метиленциклогексан, показана уравнениями
(14.1) —(14.3).
основание
АгзР —СНз X" *- Аг3Р+—СН2" + НХ (14.1)
Аг3Р+-СН2- + ^~~\=О +=± /~~V . (14.2)
\/ \/ХСН2— Р+Аг3
(H.3)
Реакция Виттига обычно проводится в апротонных
растворителях в присутствии таких сильных оснований, как «-бутил-
литий, гидрид натрия или амид натрия [2]. Появление метода
межфазного катализа дало возможность в ряде случаев
упростить технику проведения реакции Виттига и подобных
реакций. Примеры таких реакций и рассматриваются в данной главе.
14.2. Реакция Виттига в условиях межфазного катализа
Основное преимущество, которое дает межфазный метод для
реакции Виттига, заключается в удобстве проведения реакции.
Очевидно, что проще иметь дело с концентрированными
растворами едких щелочей, чем с «-бутиллитием или гидридом натрия,
а такие растворители, как хлористый метилен или бензол, легче
удалить после завершения реакции, чем ДМСО. Фактически
реакция Виттига в межфазных условиях описывается той же
последовательностью превращений (14.1) —(14.3), изменяются
только основание и растворитель.

14. Илиды 281
Реакция Виттига в межфазных условиях проведена для
многочисленных солей алкилтрифенилфосфония и разнообразных
ароматических н ненасыщенных альдегидов [3—7]. Результаты
этих реакций приведены в табл. 14.1. Число успешно
проведенных конденсаций алифатических альдегидов с солями фосфония
в межфазпых условиях пока невелико, но полученные
результаты безусловно свидетельствуют о перспективности- метода
межфазного катализа. Успешно введены в реакцию в этих
условиях формальдегид [7] и глиоксаль [5], причем альдегиды
применялись в виде выпускаемых промышленностью водных
растворов. Таким образом, при использовании межфазного метода
отпадает необходимость получать безводные растворы глиокса-
ля или формальдегида. Преимущества, которые это дает,
очевидны. В реакции Виттига с формальдегидом с высоким
выходом образуются стиролы [уравнение (14.4)]; конденсация солей
пиридилфосфония с водным глиоксалем дает бутадиены, выходы
которых более умеренны [уравнение (14.5)].
+ 90%
4-NO2—С6Н4—СН2—Р(С6Н5)з X" + СН2О > 4-NO2—C6H4—СН=СН2 (14.4)
18%
+ ОСН—СНО >■ || 1 || "| (14.5)
Интересная особенность межфазной реакции Виттига
заключается в том, что она успешно проходит в отсутствие какого-
либо дополнительного катализатора. Очевидно, что соли фосфо-
ння, которые являются реагентами в этой реакции, также
выполняют и роль эффективных агентов межфазного переноса.
Менее очевиден тот факт, что реакция катализируется и
некоторыми фосфонатами. Более подробно этот вопрос обсуждается
в разд. 14.3. В случае соли фосфония перенос протона должен
происходить на границе раздела фаз, затем илид растворяется
в органическом растворителе, где он вступает в обычную
реакцию Виттига.
Недавно показано [6], что состав продуктов катализируемой
краун-эфиром реакции Виттига типичен для так называемой
реакции «свободной соли». При использовании грег-бутилата
калия или карбоната калия в качестве оснований получены
высокие выходы олефинов, причем соотношение изомеров сильно
зависело от природы растворителя. Например, конденсация эти-
лидептрифенплфосфина с бензальдегидом дает с 90%-ным
выходом р-метнлстирол как в тетрагидрофуране, так и в
хлористом метилене, но в первом случае образуется 85% чмс-изомера,
а во втором — 78% гране1-изомера [5].

282
14. Илиды
Таблица 14.1
Реакция Виттига в условиях межфазного катализа
Соль фосфоння
(С6Н5)зР—СНз
(СвН5)зР—СН2СН3
(СвН5)зР—СН2СН=СН2
(СвН5)3Р—СН2—СвН5
Альдегид
С6Н5—СНО
4-С1—С6Н4—СНО
4-СН3~С6Н4—СНО
4-СН3О—С6Н,—СНО
С6Н5—СН=СН—СНО
с
>—СНО
О
н-С7Н,5—СНО
С6Н5—СНО
С6Н5—СНО
С6Н5—СНО
С6Н5—СН=СН—СНО
С6Н5—СНО
1—сно
о
С6Н5—СН=СН—СНО
н-С7Н,5—СНО
СН2О
С6Н5—СНО
С6Н5—СНО
свн5—сно
4-СНз—С6Н4—СНО
4-NO2—С6Н4—СНО
3-NO2—С6Н4—СНО
С6Н5—СН=СН—СНО
С,Н5—СН=СН—СНО
(
ч. у
1—сно
О
СНО
обо
Выход,
%
80
95
55
38
68
63
73
20
46
93
51
60
15
30
40
87
80
81
96
78
72
80
71
87
60
65
(100%
транс)

Литератур
4
4
4
4
4
4
4
4
4
6
3
4
4
4
4
7
3
4
6
3
3
3
4
3
4
3

14. Илиды
Соль фосфония
(С6Н5)зР—СН2-С6Н5
(С6Н5)зР—СН2—C6H4-NO2-4
(С6Н5)зР—СН2—С6Н4—CN-4
(С6Н5)зР—СН2—С6Н4-Вг-4
(С6Н5)зР—СН2—С6Н4—СНз-4
(С6Н5)3Р~СН2—С6Н,—ОСНз-4
(С6Н6)зР—С5Н„-н
(С6Н5)3Р-СН(СН3)2
о
(С6Н5)3Р—СН2—С—С6Н5
16)
(с н р -У^~<^
^6П5)зг~Г12^ п
Продолжение табл
Альдегид
С2Н5—СНО
н-С7Н15—СНО
СН2О
СН2О
СН2О
СН2О
СН2О
С6Н5—СНО
с6н5-сно
С6Н5—СНО
ОН С—СНО
? f
II X
ОНС—СНО
Выход,
92
82
92
90
98
98
87
46
30
36
18
71
13
Не

приведен
14.1
Лиге
ратур
6
4
7
7
7
7
7
4
3
4
5
5
5
5

284
14. Илиды
Соль фосфо
:с6н5)3р-н2с-
(С6Н5)3Р-Н2С-
О
Q
Лльдегид
ОНС—СНО
онс—сно
Продолжение табл.
Выхол
23
15
14.1

.Литература
5
5
14.3. Реакция Виттига — Хорнера — Эммонса
Реакцию Виттига, в которой более традиционная соль фос-
фония заменена на фосфонат, называют реакцией Виттига —
Хорнера [8] или реакцией Виттига — Эммонса [9]. В
межфазных условиях осуществлен синтез алкенов путем
катализируемого основанием присоединения фосфоната к альдегидам или
кетонам [10—13]. Общий ход реакции изображен в уравнении
(С2Н5О)2РО—CH2R + R1—CO— R2
>- R'R2C=CH—R
(14.6)
Интересной особенностью такой системы является то, что для
проведения реакции не требуется дополнительный катализатор
даже в случае таких фосфонатов, которые, очевидно, не
относятся к четвертичным солям фосфония, обычным межфазным
катализаторам. Вероятно, фосфонат более склонен
координироваться с катионом, чем основание. Известно, что в межфаз-
иых реакциях с участием бензальдегида присутствие
каталитических количеств солей аммония предотвращает реакцию
Канниццаро [14]. В присутствии небольших количеств краун-
эфиров (которые лучше координируются с катионами, чем
последние образуют ионные пары с анионом) реакция Канниццаро
подавляется, однако совсем не прекращается. При попытках
провести реакцию фосфоната с 2-формилпиридином выделена изо-
никотиновая кислота [11]. Этот факт предполагает, что либо
фосфонат играет роль координирующего агента в этой реакции,
либо реакция происходит на границе раздела фаз. Примеры
реакций фосфонатов в межфазных условиях приведены в
табл. 14.2; в таблицу включены и примеры реакции Виттига —
Хорнера — Эммонса, проведенной в условиях ион-парной
экстракции П5].

14. Илиды
Таблица N.2
Реакция Випига — Хорнера — Эммонса в условиях межфазиого
катализа
О
О
(С2Н5О)2Р—CHjR + R1—С—Н •
фосфонат карбонильное
R—CH=CH—R1
соединение
R
(X
N
(X
N ^
C6H5
C6H4—Br-4
CH=CH— C6H5
CH=CH—C6H5
CH=CH—C6I15
CH=CH—C6H5
CH=CH—C6H5
CH=CH—C6H5
CN
CN
CN
CO2H
CO2C2H5
CO2C2H5
C6H5—С
6
R'
C6H5
C6H5—CH=CH
C6H5— CH=CH
C6H5—CH=CH
C6H5
4-O2N—C6H4
\=J~
0
\ /
C6H5
CH3
Ацетон
C.H.
с6н5
СНз
QH5
Выход, 0;0
71
68
75
72
81
70
57
55
12
84
80
77
80
51
62
100% транс
95
56
54
55

Литература
10
10
12
12
12
12
12
12
12
12
12
10
13
10
10
13
10
10
13

286
14. Илиды
Продолжение тавл 14.2
R
с6н5—с
II
II
0
свн5—с
II
II
о
о
II
(С2Н5О)2Р-СН(СНз)С\
CH3S
C6H5S
C6H5S
CH3S—
1
о
C6H5S-
1
о
С6П5—S—
I
1
О
cGn0—s—
1
1
0
о
1
СНз—S
1
1
о
о
1
СНз—S
1
1
о
о
1
СНз—S
1
1
о
о
1
СН3—S
f
о
R
4-С1—С6Н4
4-Вг—С6Н4
CSH5
СбН5
с6н5
4-(CH3)2NC6H4
СеН5
с6н5
4-С1—С6Н4
4-СНзО—С6Н4
с6н5
с6н5
4-CI—С6Н4
4-СН.,О—С6Н4
Выход. %
65
63
Выход
не приведен
59
81
87
40
51
51
54
53
57
48
85
65
71
73

Литература
13
13
15
11
11
13
И
11
13
11
13
И
11
11
13
и
и

14. Илиды
287
R
0
(С2Н5О)2Р
о
II
(С2Н5О)2Р
о
(С2Н5О)2Р
о
(С2Н5О)2Р
R1
CeHs
4-Вг—С6Н,
4-(CH3)2N—C6H4
СбН5—СН^^СН
Продолжение
Выход, %
79
74
76
70
табл. 14.2

Литература
13
13
13
13
14.4. Илиды, стабилизированные атомом серы
Триметилсульфонийиодид образует илид при
взаимодействии с 50%-ным водным раствором едкого натра в присутствии
каталитических количеств тетрабутиламмонийиодида [16].
Образующийся илид реагирует с альдегидами и кетонами, давая
соответствующие эпоксиды [уравнение (14.7)]. Выходы в
случае альдегидов значительно выше, чем с кетонами. Тот факт,
что реакция протекает медленно (48 ч), может быть обусловлен
использованием в качестве катализатора иодида. С другой
стороны, лаурилдиметилсульфонийхлорид в щелочных межфазных
условиях значительно быстрее реагирует с альдегидами и
кетонами (6—10 ч). Повышенная скорость этой реакции переноса
метилена, вероятно, обязана большей растворимости катиона
лаурилдиметплсульфония в органическом растворителе [17].
Отравление катализатора наблюдается в случае лаурнлдиме-
тилсульфонийиодида. Подобные реакции проведены в условиях
ион-парной экстракции [18]. Полученные данные приведены в
табл. 14.3.
х он-
(CH3)3S+ -^r (CH3)2S=CH2
НС О
\/
сн2
(14.7)
Реакция триметилсульфонийиодида с бензальдегидом в
основных межфазных условиях, катализируемая хнральпымп
солями четвертичного аммония, такими, как (—)-1М,М-диметил-
эфедриннйбромнд приводит к образованию окиси стирола

288
14. Илиды
Таблица 14.3
Синтез оксиранов
R
(CH3)2S—R
сульфониевый
катион
\
2/
с=о
карбонильное
соединение
R
СНз
H-C12H25
СНз
Н-С,2Н25
сн3
Н-С12Н25
Н-С12Н25
СНз
Лииои
X"
I
С1
I
С1
I
С1
I
I
R'
с6н5
с6н5
С6Н5—СН=СН
с„н3
с6н5
R-
н
н
н
си3
СНз
—(СН2)5-
—(СН2)6-
с5н5
Выход,
%
90
86
85
85
36
88
27
18

Литература
16
17
16
17
16
17
17
16
высокой оптической чистоты [19], которая, впрочем, иногда
несколько переоценивается [20].
Подобным образом триметилсульфоксонийбромид образует
илид при взаимодействии с 50%-ным водным раствором едкого
натра в межфазных условиях. Этот илид реагирует с бензаль-
дегидом, давая окись стирола, ожидаемый продукт переноса
метилена, с выходом 20—30% [уравнение (14.8)].
(CH3)3S=O Г + С8Н5СНО
(14.8)
Однако с гораздо большими выходами происходит
образование циклопропанового кольца (превращение двойной
углерод-углеродной связи) в реакции нлида с а,Р-непасыщенными
кетонами. Выходы в реакциях с 4-ХС6Н4СН = СН—СОС6Н5
составляют 86,78 и 71% соответственно для Х=Н, СН3 и ОСН3
[16].
(CH3)3S=O >■ (CH3)jSO=CH2+4-XC6H,CH=CH—СОС5Н-, (14.9)
4-ХС6Н4—СН—СН—СО—С0Н5

14. Илиды 289
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wittig G., Schollkopf U., Chem. Ber., 87, 1318 (1954).
2. Wittig G., Hesse A.. Org. Syn., 50, 66 (1970).
3. Markl G.. Merz A., Synthesis, 1973, 295.
4. Tagaki W., Inoue I.,' Yano Y., Okonogi Т., Tetrahedron Lett., 1974, 2587.
5. Hunig S., Stemmler /., Tetrahedron Lett., 1975, 3151.
6. Boden R. M., Synthesis, 1975, 784.
7. Broos R., Anteunis M., Synthetic Comraun., 6, 53 (1976).
8 Homer L, Hoffman H., Wkippel H. G.. Chem. Ber., 91, 61 (1958).
9. Wadsworth W. S., Emmons W. D., J. Am. Chem. Soc, 83, 1733 (1961).
10. Piechucki C, Synthesis, 1974, 869.
11. Mikolajczyk M., Grzejszczak 5., Midura W. Zaiorski A., Synthesis, 1975,
278.
12. Piechucki C, Synthesis, 1976, 187.
13. Mikolajczyk M., Grzejszczak S., Midura W. Zaiorski A. Synthesis, 1976,
396.
14. Gokel G. W., Gerdes H. M., Rebert N. W., Tetrahedron Lett., 1976, 653.
15. D'Incan E.. Seyden-Penne J.. Synthesis, 1975, 516.
16. Merz A., Mark) G. Angew. Chem., Int. Ed., 12, 845 (1973).
17. Yano Y., Okonogi Г., Sunaga M., Tagaki W.t Chem. Commun., 1973, 527.
18. Brandstrom A., Lamm В., Acta Chem. Scand., B28, 590 (1974).
19. Hiyama T. Mishima Т., Sawada H., Nozaki H, J. Am. Chem. Soc, 97, 1626
(1975).
20. Hiyama Т., Mishima Т., Sawada H., Nozaki //., J. Am. Chem, Soc, 98, 641
(1976).

15. Реакционная способность в условиях
межфазного катализа
15.1. Введение
В известном смысле любой процесс в условиях межфазного
катализа может служить примером изменения реакционной
способности. Большая часть реакций, успешно осуществленных
в межфазных условиях, включает реакции, которые в принципе
можно было предвидеть, но попытки их осуществления в
обычных условиях не приводили к успеху. В данной главе мы
попытаемся привлечь внимание читателей к таким реакциям, в
которых реакционная способность субстратов в какой-то
степени отлична от реакционной способности, обычно ими
проявляемой. С другой стороны, мы хотим обратить внимание на
такие реакции, для которых очевидно преимущество
применения межфазного метода по сравнению с традиционными
методами, обычно использующими дорогие растворители или
реагенты.
В основе любого обсуждения изменения реакционной
способности лежит рассмотрение реакционной способности ионов
в неполярных растворителях. Большинство реакций, которые
проведены в межфазных условиях, относятся к 8ы2-типу. В связи
с этим изучена реакционная способность нуклеофилов в
реакциях этого типа в так называемых «межфазных условиях».
Классические значения нуклеофильности определены Свэном
и Скоттом [1]. Для галогенид-анионов эти авторы приводят
следующие логарифмические величины: 1~ = 5,04, Вт-= 3,89,
С1- = 3,04 и F~ = 2,0. Вывод, который вытекает из
рассмотрения этих величин, заключается в следующем: иодид гораздо
более сильный нуклеофил, чем бромид, который в свою очередь
сильнее хлорида, а фторид — самый слабый из этих анионов.
В «межфазных условиях» в неполярной среде относительные
нуклеофильности оказываются обратными [2, 3] и очень
близкими друг к другу в растворе ацетонитрила [4]. Симмонс и
Сэм [2] и Монтапарн с сотр. [3] показали, что хлорид-анион
в неполярных растворителях более нуклеофилен (т. е. имеет
большую константу скорости в специфической бимолекулярной

15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа 291
реакции), чем бромид, а иодид реагирует наиболее медленно.
Лиотта, Грисдейл и Хопкиис [4] обнаружили, что реакционные
способности всех четырех галогенид-ионов весьма близки в
растворе ацетонитрила: определенные кондуктометрически
скорости бимолекулярного процесса отличаются менее чем в 2 раза.
Результаты этих измерений представлены в табл. 15.1. Следует
Таблица 15.1
Скорости реакций нуклеофилького замещении в условиях
межфазного катализа
Нуклеофил
(н-С4Н9)41Ч+СГ
(н-С4Н9)4ы+Вг-
(«-С4Н9)4М+Г
ДЦ-18-К-6/КВг
ДЦ-18-К-6/К1
С4Н9Р(С16Н3з)з+С1-
С4Н9Р(С16Н33)з+Вг-
С4Н9Р(С|6Н33)з+Г
18-K-6/KF
18-К-6/КС1
18-К-б/КВг
18-K-6/KI
Субстрат
«-С4Н9—-OBs
Н-С4Н9—OBs
«-С4Н9—OBs
м-С4Н9—OBs
к-С4Н9—OBs
«-C8HI7—OMs
н-С8Н,7—OMs
n-C8HI7—OMs
C6H5CH2—OTs
C6H5CH2—OTs
C6H5CH2—OTs
C6H5CH2—OTs

Растворитель
Ацетон
"
CGH5C1
C6H5Cl
C6H5Cl
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CH3CN

Температура,
°C
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
60,0
eo,o
60,0
30,0
30,0
30,0
30,0
10' It,
33,5
9,09
1,68
9,72
2,2
19,7
8,1
3,0
135
130
120
88

Литература
2
2
2
2
2
3
3
3
4
4
4
4
иметь в виду, что приведенные в этой таблице результаты
можно сравнивать только в грубом приближении, поскольку они
получены для различных типов реакций и в разных условиях
(температура, диэлектрическая проницаемость растворителя).
15.2. Влияние катионов на реакционную способность
Многие органические реакции происходят с участием
различных типов ионных пар. Обычно внимание концентрируется
на реакционной способности аниона, тем не менее с анионом
всегда связан какой-либо катион, который также может влиять
на реакционную способность ионной пары. В некоторых
реакциях, например в реакции замещения бромид-иона на цианид
в синтезе цианалканов [5] [уравнение (7.2)], катион,
по-видимому, принимает только косвенное участие. В этом примере

292 /5. Реакционная способность в условиях межфазного катализа
замена цианистого натрия цианидом тетрабутнламмония [6, 7]
или комплексом 18-краун-6-эфира с цианистым калием не
изменяет хода реакции [8, 9], а изменяет только ее скорость. Однако
сейчас известен ряд примеров, в которых направление реакции
изменяется в присутствии краун-эфира, криптата или солей
аммония.
Во многих ситуациях крауп-эфиры успешно конкурируют в
растворе с анионами :sa катионы. Примером может служить
ацетилацетоиат [10]. В отсутствие краун-эфира ион натрия, как
и следовало ожидать, образует ионную пару с невозмущенной
(хелатной) цмс.^ыс-конформацией. В присутствии краун-эфира
краун-эфир и атомы кислорода конкурируют между собой за
сольватацию катиона. При этом конформацня транс,цис
становится в такой степени более выгодной, чем цис,цис-кон$орма-
ция, что ионная пара диссоциирует с образованием свободного
катиона по следующему уравнению:
(15.1)
Подобное явление наблюдалось и в реакции Канниццаро
[11]. Очевидно, катион калия необходим для координации бенз-
альдегида и аддукта бензальдегида с гидрокспл-анионом и для
образования шестичленного переходного комплекса, в котором
происходит перенос гидрид-иона [уравнение (15.2)]. Когда
краун-эфир присутствует в растворе, возможна конкуренция за
сольватацию катиона калия, причем в той же степени, в
которой ион калия комплексуется полиэфиром, происходит и
диссоциация шестичленного комплекса с образованием катиона
калия. Следовательно, чем больше количество краун-эфира в
реакционной смеси, тем менее вероятен гидридный перепое. В
согласии с этим выход продукта реакции Канннццаро из
бензальдегида и едкого кали в единицу времени обратно
пропорционален количеству добавленного 18-краун-6-эфира. Подобным
образом при замене иона калия на объемистый четвертичный
аммониевый катион, бензилтриэтиламмоний, реакция
Канниццаро полностью подавляется.
ок о< >о
I c6hs-cho Г 41
С6Н5-СНО + КОН =а=*г С6Н5-С-Н —— *- С6Н5С^—*-С ——
I
I / н !\
ОН НО Н
С5-2)

15. Реакционная способность в условиях 'межфазного катализа ' 293
Катион играет важную роль.в реакции-восстановления цик-
логексанона литийалюминийгидридом [12,; 13]. Очевидно, ион
лития служит электрофильным катализатором в этой реакции,
поэтому при добавлении криптата соответствующих размеров
наблюдается торможение реакции восстановления. Добавление
[2,1,1,]-криптата в реакционную смесь в количестве,
достаточном для комплексования всего иона лития_ приводит к полному
подавлению процесса восстановления. Однако введение избытка
йодистого лития возвращает системе ее восстановительную
способность. Эта реакция обсуждается в разд.. 12.5.
Известно, что существуют многочисленные комплексы мак-
роциклических эфиров и криптатов, среди которых одним из
наиболее интересных и необычных является комплекс между
соответствующих размеррв крау'н-эфирами и' солями арилдиа-
зония [14]. Этот комплекс включения изображен в уравнении
(15.3); структура его доказана [J4]. Пока' выделены*'только
комплексы состава 1:1 [15, 1 б].
Г0""],
Тетрафторбораты и гексафтор'фосфаты' арилдиазония плохо
растворимы в неполярдых растворителях, „но,,их комплексы с
краун-эфирами за счет .лцпофилизации',с.о"ли. уже,.растворимы
[14]. Тетрафторборат ^-т^ет-бутилфенИгад^азония^лагодаря
наличию алкильного остатка ,раств<>рид1в \ хлористом метилене,
где при стоянии в течение 1р. дне^'цодверхае.хс^ гомогенной
.реакции Шимана [17],. При ,э.ю.м^.об.р.а^уетс;^, ,с>?ёсь ,арилфто,рида
и арнлхлорида, вероятно',^ резудь;тх^.р,$акци1|_ардл-ка.тиана с
фторид-ионом .нлц^ р^й^рцт^^ЛЙа^^не,"'(,1.5,4.)']'/ В.
присутствии' кр,аун-зфЛ1р9В 'скояос,ть./^еакции-,.сущес;тв.енц6. пони-;
жается, указывая, что краун-эфйры* в 3aNieTH6ft степеш! .ста.би-
лизируют соль диазония [16]. Это наблюдение согласуется'со
стабильностью твердого комплексу состава 1:1; комплекс тет-
рафторбората 4-бромфенилдйазоТТия с ^М-крауЕГ-'б-эфнром не
взрывает, когда-его-'помещают на стальную пластинку и
ударяют по,нему стальным молотком [1.8.];,, . .,...„.„, -
-^ •' CH2Cl2
Н9—С6Н4—NsN+ BFr : '—*
4Н9—С5Н> + 4-rpeT-CiHc,—C5H4—С\ (15.4)
Образование комплексов с краун-эфй'рами влияет не только
непосредственно на реакционную ^споеобность-й'она дназоний —

294 15. Реакционная способность в условиях межфаэного катализа
оно оказывает воздействие и на реакционную способность
бензольного кольца. Ион 4-бромфенилдиазония в неполярном
растворителе в присутствии хлорид-иона гладко обменивает
галоген в /mpa-положении [уравнение (15.5)], однако реакция
тормозится или прекращается в присутствии достаточной
концентрации 18-краун-б-эфира [19]. Этот результат интерпретирован
на оснований сольватации краун-эфиром диазониевой функции,
что сопровождается уменьшением значения апара-
4-Вг—СвН4—NjX' + Cl" ■—>- 4-С1—СвН4—N2 X" + Вг" (15.5)
В недавно выполненной работе [20] показано, что при
восстановлении тетрафторборатов арилдиазония в неполярных
растворителях водной фосфорноватой кислотой в присутствии
каталитических количеств окиси меди(1) образуются арены.
Выходы хорошие и даже превосходные при очень мягких условиях
проведения реакции. Единственное исключение в группе
исследованных солей составлял тетрафторборат 4-метоксифенилдиа-
зония, из которого получилось только 67% арена. При
добавлении 7,5 мол.% 18-краун-6-эфира выход арена увеличился до
88%. Влияние краун-эфира на эту реакцию не понятно, однако
полагают, что оно связано с повышением растворимости соли
[уравнение (15.6)] [20].
снсь
ArNjBF4"+ H3PO2 + Cu2O *■ ArH (15.6)
Показано, что катализируемый краун-эфиром перенос
ацетат-иона в неполярную среду, где он реагирует с ионом
арилдиазония, является эффективным и мягким методом
генерирования арильных радикалов [21]. Радикалы, получаемые таким
образом, могут реагировать с дейтерохлороформом или
хлороформом, давая дейтеро- или протиоарены. Взаимодействие с
бромтрихлорметаном приводит к образованию бромаренов, а
реакция в растворе бензола дает с хорошим выходом
несимметричные бифенилы [22]. Все три процесса показаны в
уравнении (15.7).
, яАг—С6Н5
краув-»фир /
Ar—NJ + АсО'К+ — *■ Аг--*Вг—С6Н5 (15.7)
В этих реакциях краун-эфиры, вероятно, образуют комплексы с
ионом калия, а не с диазониевой группой, поскольку
реакционная способность соли диазония заметно не меняется в его
присутствии [20}.
Реакционная способность карбенов заметно зависит от
метода их генерирования. Например, селективность по отношению

15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа 295
к олефинам существенно отличается у карбенов, образующихся
в результате фотолиза диазиринов, и карбенов, генерируемых
реакцией а-элиминирования под действием оснований [23].
Различия в реакционной способности приписываются образованию
различных форм карбенов — «свободной» и
«закомплексованной». Предполагают, что при выделении азота из диазиринов
образуется «свободный» карбен, в то же время карбены,
генерируемые в присутствии солей, имеют тенденцию
координироваться с ними. Мосс с сотр. [23—25] показали, что при
добавлении краун-эфира, который дает комплекс с солью, всегда
присутствующей при генерировании карбена методом
а-элиминирования HHal в присутствии основания, образуется
«свободная» форма карбена. Для доказательства этого авторы
сравнили селективность по отношению к олефину «свободного» и
«закомплексованного» карбенов в присутствии и в отсутствие
краун-эфира. Полученные результаты представлены в табл. 15.2;
Таблица 15.2
Относительные реакционные способности алкеиов в реакции
с фенилбромкарбеном в сравнении с тетраметнлэтнленом (ТМЭ)
Олефин
Триметилэтилен
Изобутилен
((Ыс-Бутен
гранс-Бутен
Отношение скоростей (*тмэ,*олефин)
основание
1,28
1,65
5,79
11,3
основанне/18-К-6 | диазирии/Лу
1,72
4,11
6,24
17,1
1,74
4,44
8,34
17,5
карбены генерированы согласно уравнениям (15.8) и (15.9).
Интересно отметить, что карбены с сильными
стабилизирующими заместителями, проявляют селективность, характерную
для «свободной» частицы независимо от метода ее
генерирования [25]. Так, дихлор- и метилтио(хлор)карбены ведут себя по.-
добно «свободному» карбену как в присутствии, так и в
отсутствие краун-эфиров. Этот метод применен также для синтеза
ненасыщенных карбенов [26].
трет-С4Н9ОК
С6Н5—СНХ2 *• карбенонд + КХ + С4Н9ОН (15.8)
5\ /Г
х'
/IV
| краун-эфир
■+• свободный карбен + Na
(15.9)

296 15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа
15.3. Влияние анионов на реакционную способность
Несколько лет назад было показано, что краун-эфиры
образуют комплексы с катионами и тем самым повышают
специфическую активность связанных с ними анионов [27—34].
Значительное внимание уд§лено катализируемым основаниями
реакциям элиминирования, где присутствие краун-эфиров
существенно влияет на ассоциацию основания в растворе, что
сказывается не только на скорости реакций элиминирования, но и
на геометрии и строении, образующихся олефинов [35].
Такие основания, как- грег-бутилзт, ассоциированы в
органических растворителях. В общем случае, чем слабее
способность растворителя стабилизировать заряд катиона, тем более
сильно ассоциировано основание. Известно, например, что
проводимость 0,1 М раствора трет-бутилата в грег-бутиловом
спирте только на 6% выше проводимости чистого растворителя [36].
В неполярных средах в зависимости от природы растворителя
ассоциация грег-бутилата натрия изменяется от тетрамера до
октамера. Ассоциированные основания являются частицами
более крупными," чем .мономеры,, в связи с этим и реакционная
способность у них различна. Существует способ .оценки степени
ассоциации и связанных" с ним стерических требований
основания, который заключается"в"наблюдении геометрии
продуктов ~ в реакции элиминирования под действием оснований [35,
37]. Например, в случае трет-бутилата калия в неполярной
среде, где он в основном тетрамерен, из 2тиодбутана в результате
транс-2-элиминирования образуется существенное количество
бутена-1 '[уравнение (15.10)] [12]. В присутствии 18-краун-6-
эфира, который,. как...иав.естня, ..сильно .комплексует ион калия,
олигомерное основание (по крайней мере частично)
диссоциирует [уравнение (1,5.10)]- Диссоциированное основание
обладает меньшими стерическими требованиями, в связи с этим уве-
Таблица 15.3
Реакция 2-иодбутана с различными основаниями при 50°С
Основание
грег-С4Н9ОК
(С2Н5)3СОК
CH3(CH2)i70K
/
2
Растворитель ДМСО
бутеиа-1, %
20
21
18
19
22
отношение
гранс-бут^на-2
и ^«с-бутеиа-2
. 3,5 . .
3,8
3,1
3,4
3,0
Растворитель толуол
количество
бутеиа-1, %
36
47
29
20
21
отношение
гранс-бутена-2
и цис-бутепа-2
1,7
1,8
2,6
3,7
3,8

15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа 297
личивается возможность образования олефшюа с внутренней
двойной связью [уравнение (15.11)]. Следует отметить, что на
самом деле образуются не только олефнны, изображенные в
уравнениях (15.10) — (15.12). В каждом случае получается
смесь олефинов, но соотношение изомеров изменяется согласно
стерическим требованиям основания. Детальное обсуждение
работ в этой области можно найти в недавно появившемся обзоре
Бартша [35].
(грегС4Н9-О~ К\ + 18-краун -6 (
(15.10)
@+r/wrC4H9-O- + СН3-СН1-СН2-СНз -> KI + криун + ROH
+ СН3СН=СНСН3 (15.11)
(^г-С4Н9-СГК+)„ + СН3-СН1-СН2-СНз -» KI + ROH + СН2=СН- СН2- CHj
(15.12)
Угельштадт [38] несколько лет назад предложил
«автосольватирующие» для описания поведения оснований,
которые могут «обвиваться» вокруг самих себя, тем самым
обеспечивая внутримолекулярную сольватацию. К известным в
настоящее время примерам таких оснований относятся краун-эфи-
ры и соответствующие системы с открытой цепью. Таблица 15.3,
в которую включено несколько автосольватирующих систем, в:
том числе анионы полиэтиленгликоля (/) и моноаза-18-краун-6-
эфира (2), иллюстрирует зависимость направления реакции
2-иодбутана с основаниями от природы растворителя и
сольватации [39]. Сходство соотношения образующихся продуктов в
полярной катион-сольватирующей среде и в неполярном
растворителе, очевидно, свидетельствует о том, что системы 1 и 2
являются автосольватирующими.
Г ° i
О N-K+
СН3(ОСН2СНг)/)К \^Q ^
1 2
Другие хорошо известные примеры повышения реакционной
способности некоторых анионов в диполярных апротонных
растворителях, в которых катионы сольватированы, а анионы
относительно свободны от сольватации, дают мономолекулярные
реакции. По-видимому, добавление краун-эфиров к растворам
10 .4.1 к 220

298 15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа
ионных пар является эффективным методом получения сольват-
но (или лигандно) разделенных ионных пар, реакционная
способность которых значительно выше, чем контактных ионных
пар [27—34, 40]. Например, Хантер и сотр. [41] показали, что
декарбоксилирование соли флуоренилакриловой кислоты
происходит с большей скоростью в диполярных апротонных
растворителях или в присутствии крауи-эфира [уравнение (15.13)].
(15.13)
Повышенная скорость декарбоксилирования в сочетании с
большей скоростью гидролиза использована в
усовершенствованных методах синтеза на основе малопового эфира, как
показано в уравнении (15.14) [42].
КОН, I8-K-6 Д
RIR2C(CO2C2H5)2 *- R'R2C(CO2C2H5)COOK —>
комн. темп.
—у R'R2CH—CO2C2H5
(15.14)
Эванс с сотр. [43] обнаружил подобное повышение скорости
для изображенной ниже окси-перегруппировкн Коупа
(15.15)
Увеличение скорости реакции наблюдали также для
перегруппировки Смайлса, включающей неактивированные или
дезактивированные ароматические системы [44, 45]. В присутствии
гексаметилфосфотриамида (ГМФТА) 2-арнлоксиизобутирамнды
под действием гидрида натрия превращаются с хорошими
выходами в Ы-арил-2-оксиизобутирамиды. Особого внимания
заслуживает реакция превращения ариловых эфиров в анилиды
для случая 4-метоксифенильного соединения (выход 55%). Эта
реакция изображена в уравнении (15.16).
)-C(CHj)a-CO-NHR
NaH ^
ГМФТА
NR-CO-C(CH3)2OH
(15 13)

!5. Реакционная способность в условиях межфазного катализа 299
15.4. Амбидентные нуклеофилы
За последние 25 лет проведено множество работ по алкили-
ровапию амбидентных анионов. Среди них, вероятно, наиболее
тщательно изучены феноляты и еноляты р-дикарбонильных
соединений. Изучение фенолятов проведено несколько лет назад
Корнблюмом и сотр. [46—48], которые показали, что при алки-
лировании образуются С- и О-изомеры в различном
соотношении, зависящем главным образом от природы растворителя, в
котором проводилась реакция, катиона, связанного с енолятом,
и алкилирующего агента. В общем случае, вероятно, чем более
свободным является анион, тем более доступным для алкили-
рования оказывается атом кислорода. Этого можно достигнуть
использованием днполярного растворителя, который
способствует разделению катиона и аннона [50—53]; подобным
образом, к уменьшению отношения С/О приводит использование
объемистых катионов с диффузно распределенным зарядом,
которые легче отделить от анионов [54]. Наконец, па
соотношение С/О оказывает влияние экзотермичность процесса алкили-
рования: чем более экзотермичен процесс, тем больше
тенденция для алкилирования по кислороду [50, 55, 56].
Общеизвестно, что вышеприведенные рассуждения являются
значителньым упрощением сложного многовариантного
процесса, однако для дальнейших рассуждений необходима какая-то
отправная точка. Использование катионов четвертичного
аммония вместо катионов щелочных металлов дает возможность
растворять ионные пары енолятов аммония в неполярной среде
[54]. Эти ионные пары в значительной степени диссоциированы
в таких растворителях, как ДМСО, и образуют поэтому
заметные количества продукта О-алкилирования; напротив, в толуоле
или бензоле отношение С/О весьма высоко. Брэндстрем и Янг-
грен [54] показали, что при нзопропилировании ацетплацето-
ната тетрабутиламмопня отношение С/О составляет 0,72 в
ДМСО, но 13,8 в толуоле [уравнение (15.17)].
(СНз—СО—СН—СО—CII3rQ++ RX —>
—-* СНз—СО—CHR—СО—СНз + СНэ—СО—CH=COR—СНз (15 17)
Дарст н Либескинд [57] обнаружили, что в условиях
межфазного катализа в присутствии каталитического количества
трнкаприлметиламмонийхлорнда в растворе бензола ацетоук-
сусньш эфир алкилируется исключительно по атому углерода
(в пределах ошибки определения) [уравнение (15.18)]. В этой
работе алкилпроваппе проведено в двухфазной системе
жидкость— твердая фаза, причем процесс оказался более эффек-
10*

ЗиЭ 15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа
тивным в толуоле по сравнению с гексаном.
ткмах
(СНз—СО—CHCOOCH3)"Na+ — »- СН3—СО—CHR—СООСП3 (15.18)
RX, СбНб
Другой амбидентный анион, алкилирование которого
зависит от природы катиона и растворителя, — это пиридон-2.
В этом случае термодинамически более выгоден процесс N-ал-
килирования, и, действительно, бензилирование его натриевой
соли дает преимущественно продукт N-алкилирования. Однако
апротонные биполярные растворители и мягкие катионы
благоприятны для процесса О-алкилирования аниона [58]. В пен-
тане или бензоле серебряная соль пиридона бензнлируется по
атому кислорода. Подобным образом в межфазных условиях,
где анион преимущественно связан с четвертичным катионом,
предпочтительнее процесс О-алкилирования [59]. Этот процесс
иллюстрируется приведенным ниже уравнением.
~ 0 »« (15л9)
Известен ряд других, более детальных работ, посвященных
реакциям енолят-понов в присутствии краун-эфнров и крипта-
тов. В этих работах наглядно демонстрируется
многовариантная природа подобных реакций [60—62].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Swain С. G.. Scoit С. В., J. Am. Chem. Soc, 75, 141 (1953).
2. Sam D. ]., Simmons H. £., J. Am. Chem Soc, 96, 2252 (1974).
3. Landini D., Maia A. M., Montanari F., Pirisi F. M., Chem. Commun 1975,
950.
4. Liotta С L, Crisdale E. E., Hopkins II. P., Tetrahedron Lett., 1975, 4205.
5. Starks С. М., J. Am. Chem. Soc, 93, 195 (1971).
6. Brandstrdm A., Preparative Ion Pair Extraction, Apotekarsocieteten, Hassle
AB Sweden, 1974, p. 108.
7. Solodar J., Tetrahedron Lett., 1971, 287.
8. Zubrick J. W., Dunbar B. I., Durst H. D., Tetrahedron Lett., 1975, 71.
9. Cook F. L, Bowers С W., Liotta С L, J. Org. Chem., 39, 3416 (1974).
10. Non E. A., Raban M., J., Am. Chem., Soc. 96, 6184 (1974).
11. Gokel G. W., Gerdes H. M., Rebert N. W., Tetrahedron Lett., 1976, 653.
12. Pierre J. L, Handel H., Tetraliedron Lett., 1974, 2317.
13. Loupy A., Seyden-Penne J., Tchoubar B, Tetrahedron Lett., 1976, 1677.
14. Gokel G. W., Cram D. J., Chem. Commun., 1973, 481.
15. Hay mo re B. L.y Ibers J. A., Meek D. W., Inorg. Chem., 14, 541 (1975).
16. Bartsch R. A., Chen H., Haddock N. F., Jari P. N.. J. Am. Chem. Soc, 98,
6753 (1976).
17. Swain С С, Bogers R. J., J. Am. Chem. Soc, 97, 799 (1975).
18. Korzeniawski S. II., Gokel G. W., неопубликованные наблюдения.
19. Gokel G. W., Kurzeniowski S. H., Blum L., Tetrahedron Lett, 1977, 1633.
20. Korzeniowski S. H., Blum L, Gokel G. W., J. Org. Chem., 42, 1469 (1977),

15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа 301
21. Korzeniowski S. П., Gokel G. IP, Tetrahedron Lett, 1977, 1637.
22. Korzeniowski S. H., Blum L, Gokel G. ft7., Tetrahedron Lett., 1977, 1871.
23. Moss R. A., Pilkiewicz F. G , J Am. Chern. Soc, 96, 5632 (1974).
24. Moss R. A., Mallon С. В., J. Am. Chem. Soc, 97, 344 (1975).
25. Moss R. A., Joyce M. A., Pilkiewicz F. G., Tetrahedron Lett., 1975, 2425.
26. Slang P. J., Mangum M. G., J. Am. Chem. Soc, 97, 6478 (1975).
27. Hogen-Esch T. E., Smid J., J. Am. Chem. Soc, 91, 4580 (1969).
28. Wong K. H , Konizer G., Smid J., J. Am. Chem. Soc, 92, 666 (1970).
29. Chan L L, Wong К H., Smid J., J. Am. Chem. Soc, 92, 1955 (1970).
30. Almy J., Garwood D. C, Cram D. J., J. Am. Chem. Soc, 92, 4341 (1970).
31. Slalhj S. IP., Erdtnan J. P., J. Am. Chem. Soc, 92, 3832 (1970).
32. Roil man J. N., Cram D. /., J. Ain. Chem. Soc, 93, 2231 (1971).
33. (a) Svoboda M., Hapala J., Zavada J , Tetrahedron Lett., 1972, 265; (6) Za-
vada J., Svobodaa M., Pankova M., Tetrahedron Lett.. 1972, 711.
34. Maskornick M. /., Tetrahedron Lett., 1972, 1797.
35. Bartsch R. A , Ace. Chem. Res., 8, 239 (1975) и ссылки в этой работе.
36. Sounders XV. 11.. Bushman D. G., Cockerill A. /-., J. Am. Chem. Soc, 90,
1775 (1968).
37. Bartsch R. A., Roberts D. K., Tetrahedron Lett., 1977, 321.
38. Ugelstad /., Mark P. C, Jenson В., Acta Chem. Scand., 17, 1455 (1963).
39. Gokel G. IP., Garcia B. /., Tetrahedron Lett., 1977, 317.
40. Alunni S., Baciocchi E Perucci P., J. Org. Chem., 41, 2636 (1976).
41. Hunter D. //., Lee W., Sim S. K., Chem. Commun., 1974, 1018.
42. Hunter D H'., Perry R. A., Synthesis, 1977, 37.
43 Evans D. A., Golob A. M, .1. Am. Chem. Soc, 97, 4765 (1975).
44. Bayles R.. Johnson M C, Maisey R. F.. Turner R. ft7., Synthesis, 1977, 31.
45. Bayles R., Johnson M. C, Maisey R. F., Turner R. W , Synthesis, 1977, 34.
46 Kornblum N., Smiley R. A., Blackwood R. K., Iffland D. C, J. Am. Chem.
Soc, 77, 6269 (1955).
47. Kornblum N., Berrignn P J., le Noble W. ]., J. Am. Chem. Soc, 85, 1141
(1963).
48. Kornblum N., Seltzer R., Haberfield P., J. Am. Chem. Soc, 85, 1148 (1963).
49 Brieger G , Pelletier IP. Л1, Tetrahedron Lett., 1965, 3555.
50. le Noble IP. J , Puerto J. E., Tetrahedron Lett., 1966, 1087.
51. Kurts A. L, Beletskaya I. P.. Macias A., Reutov О. Л., Tetrahedron Lett.,
1968, 3679.
52. le Noble IP. J., Morris H. F., J. Org. Chem., 34, 1969 (1969).
53 Kurts A. L, Macias A., Beletskaya I. P. Reutov O. A., Tetrahedron Lett,
1971, 3037.
54 Brandstrom A., Junggren U., Acta Chem. Scand., 25, 1469 (1971).
55 Engemyr L В.. Songstad /., Acta Chem. Scand., 26, 4179 (1972).
56 House H. O, Aucrbach R A., Gall Л1, Peel N P. J. Org. Chem., 38, 514
(1973).
57. Durst H. D., Liebeskind L, J. Org. Chem., 39, 3271 (1974).
58. Stein A. R., Tan S. H., Can J. Chem., 52, 4050 (1974).
59. Freedman H. H., пат. США 3969360, July 13, 1976.
60 Курц А. Л., Демьянов П. И., Белецкая И. П., Реутов О. Д., ЖОрХ, 9,
1313 (1973)
61. D'lncan Is., Viout P., Tetrahedron 31, 159 (1975).
62. Cambillau C, Sarlhou P., Bram G., Tetrahedron Lett., 1976, 281.

16. Приложение: последние достижения
в межфазном катализе
Поскольку межфазный катализ — быстро развивающаяся
область химии, то естественно, что в эту книгу не попали
некоторые из недавно опубликованных работ. Поэтому в данную
главу мы включили статьи, которые появились после того, как
работа над монографией была завершена. В некоторых случаях
эти статьи вышли еще в середине 1976 г. и не были включены
в книгу из-за несвоевременного получения журналов. Для
каждой такой статьи мы даем только краткое описание работы,
которое во многих случаях не претендует на исчерпывающее.
Мы надеемся, что более детальное обсуждение можно будет
включить во второе издание.
Приложение к гл. 1
Механизм межфазного катализа. Landini D., Maia A., Mon-
tanari F., Chem. Commun., 1977, 112.
Показано, что при использовании водной мембранной
системы, разделяющей две органические фазы, нельзя осуществить
транспортирование из одной органической фазы в другую с
помощью водонерастворимых четвертичных ониевых солей, таких,
как гексадецилтрибутилфосфонийбромид, хотя он является
эффективным межфазным катализатором. Это, по-видимому,
обусловлено тем, что для эффективного катализа пет необходимости
в глубоком проникновении четвертичной опиевой соли в
водную фазу.
N-Алкилпентаметилфосфамиды: новые катализаторы
двухфазных реакций. Tomoi M., Takubo Т., Ikeda M., Kakiuchi H.,
Chem. Lett., 1976, 473.
Показано, что в отличие от гексаметилфосфамида моиоал-
кил- или полимерно связанные (через азот) нептаметилфосф-
амиды являются эффективными межфазными катализаторами
для реакций нуклеофильного замещения и окисления.
Синтез алкилзамещенных краун-эфиров: эффективные
межфазные катализаторы. Cinquini M., Tundo P., Synthesis, 1976,
516.
Синтезирован ряд алкилзамещениых (по углероду и азоту)
краун- п азакраун-чфпров, и найдено, что они являются эффек-

Приложение 303
тинными катализаторами для реакций нуклеофилыюго
замещения и реакций алкилирования. Чем более липофильпы краун-
эфиры, тем более эффективны они как катализаторы.
Межфазный катализ производными полиэтиленгликоля с
открытыми цепями. I. Реакция замещения бензилбромида под
действием солей калия. Lehmkuhl H., Rabet F., Hauschild K-,
Synthesis, 1977, 184.
Показано, что полиэтилепгликоли с открытыми цепями —
эффективные межфазные катализаторы реакций беизилбромида с
HS~, NCS", NJ, СНзСОСГ, NC" и F". Реакции проведены в
бензоле и ацетопптриле, для них благоприятны более мягкие
анионы и полиэфиры с более длинными цепями.
С6Н5СН2Вг + КХ —> С6Н5СН2Х + КВг
О теории межфазного катализа. Gordon J. E., Kutina R. Е.,
J. Am. Chem. Soc, 99, 3903 (1977).
Скорость реакций нуклеофильного замещения, проведенных
в межфазных условиях, рассматривается как сумма скорости
лимитирующей гомогенной реакции RX(opr.)-f- Y~(opr.)—>-
—у RY(opr.)-f- Х"(орг.) и скорости быстрого равновесного
обмена между двумя фазами. Это равновесие зависит от
коэффициента селективности. Обсуждаются различные факторы,
влияющие на кинетику МКФ-реакций.
Приложение к гл. 2
Применение межфазного катализа. 4. Обмен галогена и
реакционная способность дибром-, хлорбром- и дихлоркарбенов.
Dehmlov E. V., Lissel M., Heider J., Tetrahedron, 33, 363 (1977).
Карбены, генерируемые в условиях межфазного катализа из
СНВгСЬ и СНВггС!, реагируют с олефинами, образуя все три
возможных дигалогенциклопропана. Карбены в этих условиях
обменивают галогены, что усложняет реакцию. Полученные
экспериментальные данные свидетельствуют о том, что дибромкар-
бены более реакционпоспособны по отношению к олефинам, чем
дихлоркарбеиы. Эти наблюдения противоречат другим
литературным данным.
Образование, разделение и отнесение диастереомерных бис-
аддуктов диолефинов с CCI2. Kuhn W., Marschall H., Weyer-
stahl R., Chem. Ber., 110, 1564 (1977).
Дихлоркарбены, генерируемые в межфазных каталитических
условиях, реагируют с несколькими диенами. Выделены и
идентифицированы продукты, и определена стереохимия реакции с
помощью частичного расщепления и данных ЯМР-спектроско
пии.

304 Приложение
Синтез и некоторые свойства циклопропанов и гем-дихлор-
циклопропанов ацеталей альдегидов. Khusid A. КН., Krysh-
tal G. V., Dombrovski V. A., Kucherov V. F., Yanovskaya L. A.,
Kadentsev V. I., Chizhov 0. S., Tetrahedron, 33, 77 (1977).
Межфазный метод успешно использован для синтеза
циклопропанов из ацеталей акролеина и подобных соединений, где
многие другие более традиционные методы не приводили к
успеху.
С
: ссымфк) / \
R—CH=CH—CH(OR)2 >■ R—CH—CH—CH(OR)2
Усовершенствованный метод расширения цикла пятичленных
гетероциклических соединений, использующий межфазный
катализ. De Angelis F., Gambacorta A., Nicoleiti R., Synthesis, 1976,
798.
Дихлоркарбены, генерируемые в межфазиых каталитических
условиях, присоединяются к ряду замещенных индолов, давая
аддукты [разд. 2.7 и уравнение (2.25)], которые
перегруппировываются с расширением цикла, образуя замещенные хлорхи-
нолины. Подобная реакция с производными пиррола приводит
к образованию замещенных хлорпиридинов.
Энантиоселективное присоединение дихлоркарбена к олефи-
нам, катализируемое хиральными третичными аминами. Kimu-
ra Y., Ogaki У., Isagawa Y., Otsuji Y., Chem. Lett., 1976, 1149.
Дихлоркарбены, генерируемые в двухфазной системе в
присутствии хирального амина, реагируют с олефинами, образуя
продукты дихлорциклопропанирования, обладающие небольшим
оптическим вращением. Реакция обсуждается с точки зрения
стерических взаимодействий в переходном состоянии.
Аналогичные реакции обсуждаются в разд. 2.2 [уравнение (2.9) —
(2.11)].
Приложение к гл. 3
Межфазные каталитические реакции. VI. Синтез 1-хлорцик-
логексанкарбоновой кислоты из циклогексанона. Kuhl P., Muhl-
sladt M., Graefe /., Synthesis, 1976, 825.
Циклогексанон реагирует с дихлоркарбеном, генерируемым в
межфазных каталитических условиях, образуя 1-хлорциклогек-
санкарбоновую кислоту [уравнение (3.16) в разд. 3.8].
Взаимодействие реагента Макоши с альдегидами и кетонами.
Мсгг Л., Tomahogh R., Chem. Ber., 110, 96 (1977).

Приложение 305
Показано, что дихлоркарбен, генерируемый в условиях
межфазного катализа, реагирует с альдегидами и кетонами,
образуя дпхлорэпоксиды. Раскрытие цикла эпоксидов приводит
к а-хлор или а-оксикислотам [разд. 3.8 и уравнению (3.16)].
Приложение к гл. 4
Реакции органических анионов. Часть JLXVIII.
Усовершенствованный метод синтеза производных дибромциклопропанов в
каталитической двухфазной системе. Makosza M.. Fedorynski M.,
Rocz. Chem., 50, 2223 (1976).
Представлены экспериментальные данные, подтверждающие
наблюдение, что генерирование дибромкарбена в хлористом
метилене в присутствии три-н-бутиламина как катализатора
эффективно и успешно. Двенадцать олефинов дибромциклопропа-
нированы с выходами 60—89% [уравнение (4.1) и разд. 2.2].
Приложение к гл. 5
Монобензилирование диолов в условиях межфазного
катализа. Garegg P. J'., Iversen Т., Oscarson S., Carbohydrate
Research, 50, С12 (1976).
Выход продуктов бензилирования Сахаров при проведении
реакции в межфазных каталитических условиях гораздо выше
по сравнению с классическим методом.
Получение сложных эфиров и ацеталей в ряду углеводов
в условиях межфазного катализа. Dl Cesare P., Cross В.,
Carbohydrate Research, 48, 271 (1976).
Бензилтриэтиламмонийхлорид и тетрабутиламмонийбромид
использованы в качестве катализаторов в синтезе ацеталей
формальдегида из хлористого метилена и сложных эфиров из
нескольких алкилгалогенидов. Метод применен также к саха-
рам (разд. 5.7).
Применение макроциклического полиэфира 18-краун-6 для
синтеза N-алкил- или М-арил-2-(п-нитрофенокси)этиламинов.
Knipe А. С, Sridhar N., Loughran A., Chem. Commun., 1976, 630.
Перегруппировка Смайлса вещества А в хлористом метилене
промотируется комплексом едкого кали с 18-краун-6-эфиром.
Интересно, что в этих условиях с выходом 28% можно
выделить соединение Б, обычно нестабильное в условиях
перегруппировки Смайлса. См. разд. 15.3.
OgN—С6Н,—SO2-N(CeH5)CH2CH2OH —>- O2N-C6H,—О—CH2CH2NHC6H5
А Б
Нуклеофильное замещение в ароматическом ряду. LIII.
Влияние растворителей и макроциклических эфиров на констан-

306 Приложение
ту скорости реакции n-нитробромбензола с фенолятом калия.
Литвак В. В., Шейн С. А!., ЖОрХ, 12, 1723 (1976).
Найдено, что скорость реакции нуклеофилыюго замещения
4-бромнитробензола иод действием фенолятов калия зависит
от растворителя. В неполярпых растворителях реакция
протекала значительно медленнее, чем в полярных растворителях.
При добавлении краун-эфнров в реакционную смесь
наблюдается обратная тенденция. Наибольший эффект крауи-эфиры
оказывают в пеполярных средах.
Приложение к гл. 7
Использование 18-краун-6-эфира в реакции фотозамещения
с KCN в среде производных ароматических углеводородов. Веи-
gelmans R., LeGoff M.-T., Pusset /., Roussi G., Tetrahedron Lett.,
1976, 2305.
Скорость реакции фотоцианирования повышается в
присутствии 18-крауна-6 [разд. 7.8 и уравнение (7.16)].
Система «голый» цианид-анион — циангидрии ацетона:
простой, эффективный и стереоселективный гидроцианирующий
реагент. Liotta С. L., Dabdoub A. M., Zalkow L, H., Tetrahedron
Lett., 1977, 1117.
Цианид-ион в присутствии 18-краун-6-эфпра в бензоле или
ацетопитриле присоединяется по Михаэлю к нескольким а,р-пе-
насыщенным кетонам. Ацетоициангидрин одновременно служит
источником протона и циапид-иона. Эта реакция описана в
разд. 7.8 и уравнении (7.12).
Нуклеофильное замещение в ряду гексахлорциклотрифосфа-
зена с использованием комплексов с 18-краун-6-эфиром.
Walsh Е. /., Derby £., Smegal /., Inorg. Chim. Acta, 16, L9 (1976).
Реакция нуклеофилыюго замещения в гексахлорциклотри-
фосфазеие облегчается 18-краун-6-эфиром. Очевидно, вначале
при замещении хлора образуется изоннтрил, который при
стоянии перегруппировывается в нитрил.
Cl CI CI N ' Cl^ ^CN
*"n (K)CN n/ N N/ N
II --., -Ъ=У. ^ ^, I II C1 »_ CK ^CI
Приложение к гл. 8
Химия супероксид-иона. Реакция супероксид-иона с
соединениями, имеющими подвижный водород. MoroOka У.,
Chung Р. /., Arakawa П., Ikawa Т.. Chem. Lett., 1976, 1293.

Приложение 307
Найдено, что перекись калия а сочетании с 18-крауп-6-эфи-
ром в растворе ДМСО является полезным реагентом,
окисляющим углеводороды, которые содержат легко отщепляемые
атомы водорода аллильного или бензильного типов.
о
Взаимодействие перекисей с гидразинами, гидразонами и
подобными соединениями. Chcrn C.-L, San Filippo /., J. Org. Chem.,
42, 178 (1977).
Показано, что перекись калия, растворенная в бензоле с
помощью 18-краун-6-эфира, окисляет гидразины, гидразоны и
подобные соединения, давая разнообразные продукты, которые
образуются путем окисления, димеризации и конденсации.
Предложен механизм, объясняющий их образование.
Приложение к гл. 9
Межфазный катализ производными полиэтиленгликоля с
открытыми цепями. I. Реакция замещения бензилбромида
действием солей калия. Lehmkuhl II., Rabet F., Hauschild K.,
Synthesis, 1977, 184.
См. реферат в приложении к гл. 1.
Межфазный катализ; получение алкилазидов. Reeves W. Р.,
Bahr M. L, Synthesis, 1976, 823.
Найдено, что при обработке алкилгалогенндов (особенно
бромидов) азид-ионом и ТКМАХ образуются алкилазиды. Этим
методом с хорошими выходами получены шесть нормальных
алкилазидов и с несколько меньшим выходом один вторичный
алкилазид.
Защита триптофана в пептидном синтезе. Использование
краун-эфиров. Chorev M., Klausner Y, S., Chem. Commun , 1976,
596.
Активация краун-эфирами фторид-иона в реакциях
пептидного синтеза. Часть 1. Защита триптофана бензилоксикарбо-
нильной и 2,4-дихлорбензилоксикарбонильной группами.
Klausner Y. S., Chorev M., J. Chem. Soc, Perkin I, 1977, 627.
Фторид-ион, транспортируемый с помощью краун-эфира в
раствор ацетонитрнла, вероятно, способствует депротонировапию
иидольного кольца тригнофяиа, облегчая защиту атома азота
беизилокснкарбоиильной или 2,4-дихлорбензилоксикарбонильной
группой.

308 Приложение
Межфазный катализ. Получение алифатических и
ароматических сульфонилфторидов. Bianchi Т. A., Cate L. A., J Org.
Chem., 42, 2031 (1977).
Сульфонилфториды получены с высоким выходом (84—
100%) реакцией соответствующих сульфонилхлоридов с
фтористым калием/18-краун-6-эфиром в ацетонитриле или без
растворителя. Приведено несколько примеров.
18-К-6
R-SO2C1 -—*■ R-SO2F
К. г
Замещение в карбонилах металлов VI группы в условиях
межфазного катализа. Hui K.-Y., Shaw В. L., J. Organometal.
Chem., 124, 262 (1977).
Замещение одной или двух молекул окиси углерода моно-
или бидентатными лигандами, такими, как трифенилфосфин или
1,2-бис- (дифеиилфосфино)этан (дифос), облегчается межфазно
транспортируемым гидроксил-ионом. Эта методика дает
возможность сократить продолжительность реакции и применять
более низкие температуры.
NaOH/МФК
Мо(СО)6 + (CeHs)2PCH2CH2P(CeHs)2 >■ Мо(СО)4(дифос)
О6НЗОЛ
Восстановление ароматических нитросоединений до аминов,
катализируемое краун-эфиром. Alper H., Des Roches D., Des Ab-
bayes //., Angew. Chem., Int. Ed., 16, 41 (1977).
Найдено, что трижелезододекакарбонил в бензоле в
присутствии 1 н. КОН и 18-краун-6-эфира восстанавливает 2 экв.
ароматического нитросоединения до соответствующего анилина.
Приведено пять примеров подобных реакций, выходы
колеблются от 60 до 84 % [уравнение (9.19)].
Приложение к гл. 10
Защита триптофана в пептидном синтезе. Применение
краун-эфиров. Chorev M., Klausner Y. S., Chem. Commun., 1976,
596.
Активация краун-эфирами фторид-иона в реакциях
пептидного синтеза. Часть 1. Защита триптофана бензилоксикарбо-
нильной и 2,4-дихлорбензилоксикарбонильной группами.
Klausner Y. S., Chorev M., J. Chem. Soc, Perkin I, 1977, 627.
См. реферат в приложении к гл. 9.
Межфазный катализ в ряду гетероциклов. N-Алкилирование
пиразола и имидазола. Don H. J.-M., Metzger J., Bull. Soc. Chim.
France, 1976, 1861.
В условиях межфазного катализа проведено N-алкилирова-
нпе таких гетероциклов, как имидазол и пиразол. Хотя выходы

Приложение 309
продуктов не превышают 80%, они все же выше, чем в
традиционных методах алкилиронания.
Межфазный катализ в N-алкилировании 2-хлорфенотиазина.
Masse J., Synthesis, 1977, 341.
В двухфазной системе (водн. NaOH/бензол) в присутствии
ТБАБ или БТЭАХ успешно проведено N-алкилированне 2-хлор-
фенотиазипа. Приведено восемь примеров..
NaOH
МФК
Реакции органических анионов. LXX. Каталитическое N-ал-
килирование фенилгидразонов в водной среде. Johczyk A., Wlo-
stowaska J'., Makosza M., Synthesis, 1976, 795.
Найдено что фенилгидразоны ряда альдегидов и кетонов ал-
килируются в двухфазной системе, содержащей 50%-ный
водный раствор едкого натра в качестве основания и тетрабутил-
аммонийхлорид как катализатор. Для 30 изученных соединений
наблюдается исключительно N-алкилирование (выход 43—98%).
1. NaOH/ТБАХ
RiR2C=N—NH—С6Н5 —Г^ ■* R'R2C=N—NR—С6Н5
N-Алкилирование тозилгидразонов в условиях межфазного
катализа. Cacchl S., LaTorre P., Mlsiti M., Synthesis, 1977, 301.
Тозилгидразоны алкилированы по азоту в двухфазной
системе (CH2CI2—15%-ный водн. раствор NaOH) в присутствии
БТМАХ. Приведено 30 примеров.
Синтез аминокислот в межфазных условиях. O'Donnell M. /.,
Jr., Bonlece J., Earp 5., неопубликованные данные, 1977.
Основания Шиффа, полученные из этилглицината и бензо-
фенона, алкилированы в безводных условиях и в двухфазной
системе, образуя после гидролиза а-аминокислоты. В межфазных
условиях аланин, а-аминомасляная кислота, валин, лейцин и
фенилаланин получены с выходами 91, 86, 61 и 55% в расчете
на исходный имин.
NaOH, МФК Н2О
(CeH5)2C=N— CH2—CO2C2H5 — >■ -^> H2N--CHR—COOH
КЛ
Применение краун-эфиров в синтезах; синтезы на основе
малонового эфира. Hunter D. H., Perry R. A., Synthesis, 1977, 37.

310 Приложение
Способность краун-эфиров повышать скорость реакции де-
карбоксилирования калиевых солей карбоновых кисло г
используется в синтезах с малоповым эфиром. После традиционного
алкилирования малонового эфира добавляется крауи-эфир,
который способствует омылению и декарбоксилированию эфира
при нагревании реакционной смеси. Эта, в сущности,
одностадийная реакция дает выходы, сравнимые с выходами,
получаемыми в традиционном многоступенчатом методе синтеза.
Кроме того, она более удобна [уравнение (15.14)].
1. КОН/краун
R'R2—СХ—СООС2Н5 —— : ——-> R'R2— СХН
2. Нагревание до 100 °С
Х=—COjCjHs, —СО—R3, -CN
Реакции органических анионов. LXXI. Взаимодействие ено-
лов эфиров с карбанионами и дигалогенкарбенами в
каталитических двухфазных системах. Fedorynskl M., Gorzkowska /., Ма-
kosza M., Synthesis, 1977, 120.
По аналогии с ранее сообщенной реакцией присоединения
тригалогепметильных анионов к енолацетатам [разд. 2.11 и
уравнение (2.19)] показано, что ряд карбанионов
присоединяется по двойной связи таких систем. Некоторые замещенные фе-
нилацетонитрилы присоединяются к винилацетату в межфазных
каталитических условиях, образуя с выходом 15—70% аддукты,
изображенные в приведенном ниже уравнении:
CN
I
С6Н5—CHR—CN + CH2=CH—ОСОСНз —> С6Н5—С—СН(СН3)—О—СО—СНз
I
R
Реакции органических анионов. Часть LIX. Взаимодействие
фенилацетонитрила и его производных с нитробензилхлоридами.
Makosza M., Jagusztyn-Grochowska J. М„ Rocz. Chem., 50, 1859
(1976).
Изучено алкилирование фенилацетонитрила, дифеннлацето-
нитрила и 2-фенилбутиронитрила в гомогенной среде н в
двухфазной системе с использованием в качестве алкилирующих
агентов о-, м- и n-питробензилхлоридов. В типичных межфазных
каталитических условиях фенилацетонитрил диалкилирован ннт-
робензилхлоридами, однако в некоторых случаях наблюдается
образование продуктов переноса электрона и конденсация алки-
лирующего агента.
Реакции органических анионов. Часть LVIII. Проблема
конкурирующего нуклеофильного замещения орто- и
пара-галогенов в 2,4-дигалогеннитробензолах некоторыми карбанионами.

Приложение 311
Makosza M., Jagusztyn-Grochowska J. M., Jawdosiuk M., Rocz.
Chem., 50, 1841 (1976).
Обсуждается вопрос о том, какое положение будут атаковать
карбаниопы в молекуле 2,4-дихлорнитробензола. Представлены
экспериментальные доказательства, что такие СИ-кислоты, как
алкилзамещеиные фенилацетонитрилы и этилмалоновый эфир,
которые содержат метиновые группы, предпочитают атаковать
пара-положение, в то время как активные метиленовые
соединения, подобные дезоксибензоину, диэтилмалонату, этилциан-
ацетату и фенилацетонитрилу, в первую очередь атакуют хлор
в орто-положении. Реакция проведена в различных условиях, в
том числе использованы сильные основания в ДМСО, однако
большинство реакций проведено в межфазных каталитических
условиях.
с„н<
C6HS
с6н5
Реакции органических анионов. LXXIII. Алкилирование фе-
нилацетонитрила на поверхности раздела с водным раствором
едкого натра. Makosza M., Bialecka Е., Tetrahedron Lett., 1977,
183.
Используя 50%-ный водный раствор едкого натра в качестве
основания, можно алкилировать феиилацетонитрил бутнлиодн-
дом в отсутствие какого-либо межфазного катализатора. Это
наблюдение интерпретировано как доказательство того, что
карбанион генерируется на поверхности раздела фаз, а алкилп-
руется преимущественно в органической фазе. Хлориды не
являются эффективными алкилирующнми агентами, однако
добавка небольшого количества соответствующего иодида
приводит, очевидно, к сокаталитической реакции, подобной той,
которую наблюдали Хеннис и сотрудники [уравнение (6.2)].
NaOH
CoHs—CH2—CN + R—I >• С6Н5—CHR—CN
Реакции органических анионов. Часть LXIX. Каталитическое
алкилирование некоторых а-серузамещенных кетонов в водных
средах. Jonczyk A., Ludwikow M., Makosza M, Rocz. Chem., 51,
175 (1977).
В этой статье сообщается о двухфазном каталитическом ад--
килировании a-S-феннлацетофенона и a-S-метилацетофенона-.

312 Приложение
Синтез производных 2-аминоиндоленина путем
восстановительной циклизации 2-(о-нитрофенил)-2 фенилалканиитрилов,
Jawdosiuk M., Makosza М., Rocz. Chim., 50, 857 (1976).
Используя ранее разработанный метод алкплнрованпя,
благодаря которому стали доступны замещенные о-нптрофепилаце-
тонитрилы, исследована восстановительная циклизация этих
веществ. При действии различных восстанавливающих агентов, в
том числе алкоголята натрия в спирте, железного порошка и
НС1, сульфида натрия, гидросульфида натрия, а также в
результате каталитического гидрирования (Pd/C) образуются
производные 2-аминоиндоленина или соответствующие N-окиси.
Синтез замещенных 3,4-дигидрохинолииов и их N-окисей
путем восстановительной циклизации 2-феиил-2-(о-нитробензил)-
алканнитрилов. Makosza M., Kmiotek-Skarzynska /., Jawdo-
sluk M., Synthesis, 1977, 56.
Благодаря ранее разработанному методу алкилирования
стали доступны 2-алкпл-2-фенил-3-(о-ннтрофенил)пропаннитри-
лы, изображенные в приведенном ниже уравнении.
Восстановительная циклизация этих соединений приводит к замещенным
3,4-дигидрохинолннам или их N-окнсям.
С6Н5
I
... ХН2— С—CN
X Xr -
Присоединение по Михаэлю, катализируемое «голым»
фторид-анионом. Belsky /., Chem. Commun., 1977, 237.
Найдено, что фторид калия, растворенный в ацетонитриле
с помощью 18-краун-6-эфира, катализирует присоединение по
Михаэлю нескольких СН-кислот к а,р-ненасыщенным нитрилам
пли кетонам. Например, в этих условиях нитрометап
присоединяется к халкону, образуя продукт с выходом 94°/о-
CH3NO2 + С6Н5—СН=СН-СО—СбН5 -^
1з—(O2NCH2)CH—СНг—СО—С6Н5
Присоединение силилацетиленов к карбонильным
соединениям, катализируемое фторид-ионом. Nakamura E., Kuwajima /..
Angew. Chem., Int. Ed., 15, 498 (1976).

Приложение 313
Триметилсилилфенилацетилеи реагирует с тетрабутиламмо-
нийфторидом, образуя тетрабутиламмониевую соль фенилаце-
тилепа. Эта ионная пара легко реагирует с карбонильными
соединениями, образуя после гидролиза ацетиленовые спирты.
[. ТБЛФ
С6Н5-С=С-ТМС > С6Н3-С=С—C(OH)RR'
I. KL.UK
Приложение к гл. 11
Превращение ароматических соединений с высоким выходом
в окиси аренов с использованием гипохлорита и межфазных
катализаторов. Krishnan S., Kuhn D. G., Fonouni H. F.,
Hamilton G. A., Abstacts of the American Chemical Society Meeting,
Chicago, August 1977.
Ряд феиантренов окислен до эпоксидов при комнатной
температуре с использованием смеси гипохлорита натрия, перекиси
водорода, хлороформа и тетрабутиламмонийбисульфата.
Оказалось эффективным применение буфера для поддержания рН з
области 8—9, Выходы обычно составляли 70—90%.
СНС13/Н2О2
+ NaOCl + ТБАБ
коми темп.,1—24 ч
рН8-9
Окисление органических соединений водными растворами ги-
погалогенитов в условиях межфазного катализа. Lee G. А.,
Freedman H. Н., пат. США 3996259.
Этот патент содержит работу, описанную в разд. 11.4.
Фосфорилирование гидразина, получение диалкилфосфоро-
гидразидов и 1\1,1М'-бме-(диалкоксифосфорил) гидразинов в
двухфазной каталитической системе жидкость — твердая фаза. Zwier-
zak A., Sulewska A., Synthesis, 1976, 835.
Ранее описанный метод межфазного фосфорилирования
(разд. 11.8) не дает положительных результатов с гидразинами.
Однако успешным оказался каталитический метод в системе
жидкость — твердая фаза, который позволил монофосфорилиро-
вать гидразин различными диалкилфосфитами.
Фосфорилирование по второму атому азота неэффективно в межфазных
условиях и проведено другим способом.
S0 мфк J^
^ +H,N-NH, > (RO)2P(

314 Приложение
Дегидрирование 1,2-замещенных гидразинов до 1,2-замещен-
ных диазинов (азосоединений) в двухфазной системе. Dim-
roth К., Tuncher W., Synthesis, 1977, 339.
1,2-Замещенные гидразины окислены в СН2С12 липофиль-
ным 2,4,6-триарилфеноксильным радикалом до диазииоь. При
этом образующийся 2,4,6-триарилфенол депротоиируется
действием NaOH до фенолят-аниона, который в водном слое
окисляется феррициаиидом до феноксильного радикала. Приведено
шесть примеров.
R'-NH—NH-R2 -* R1—N=N-R2
„он
, K3Fe(CN)e/NaOH
Аг
Приложение к гл. 12
Асимметрическое восстановление кетонов в условиях
межфазного катализа. Masse J. P., Parayre Е. R., Chem. Commun.,
1976, 438.
В межфазиых условиях, использующих N-метил-М-додецил-
нлн М-метил-М-гексадецилэфедринийбромиды и борогидрид-
апиоп (из водного источника борогидрида натрия) в
дихлорэтане, происходит асимметрическое восстановление кетонов до
хиральиых спиртов с умеренными выходами.
Приложение к гл. 13
Реакции органических анионов. Часть LXIX. Каталитическое
алкилирование некоторых а-серузамещенных кетонов в водной
среде. Jonczyk A., Ludwikow M., Makosza M., Rocz. Chem., 51,
175 (1977).
См. реферат в приложении к гл. 10.
Приложение к гл. 14
Межфазный катализ и экстракция ионных пар. Стереоселек-
тивность реакции Хорнера — Эммонса. d'Incan E., Tetrahedron,
33, 951 (1977).
Реакция Хорнера — Эммонса при проведении в
каталитической межфазной системе или в условиях экстракции ионных
пар обнаруживает значительную зависимость от межфазного
катализатора и растворителя. В этом случае не наблюдается
сходства результатов с полученными в апротонных биполярных
растворителях типа ГМФТА, как это часто бывает.

Приложение 315
Приложение к гл. 15
Металлирование слабых СН-кислот гидридом калия в
присутствии 18-краун-6-полиэфира в тетрагидрофуране и
относительная кислотность молекулярного водорода. Buncel Е.,
Мепоп В., Chem. Commun., 1976, 648.
Карбанионные механизмы. 6. Металлирование арилметанов
гидридом калия в присутствии 18-краун-6-эфира в
тетрагидрофуране и кислотность водорода. Buncel Е., Мепоп В., J. Am.
Chem. Soc, 99, 4457 (1977).
Основность гидрида калия повышается комплексообразова-
ннем с 18-краун-6-эфиром. Легкое металлнроваиие этой
системой трмфенилметана, дифенмлметана, ди-м-толилметаиа и
частичное металлирование ди-2,4-ксилилметана позволяет
определить относительную кислотность молекулярного водорода.
Установленная величина рКа 35,3.
Влияние комплексообразователя на реакционную
способность органокупратов. Ouannes С, Dressaire G., Langlois Y.,
Tetrahedron Lett., 1977, 815.
Добавление комплексующего агента, 12-краун-4-эфира, к
купратам лития приводит к изменению реакционной
способности реагента. Диметилкупрат лития обычно присоединяется к
4-метилциклогексенону-2 в 1,4-положение, однако в присутствии
12-краун-4-эфира никакой реакции не происходит. Добавление
большого избытка Lil в реакционную смесь приводит снова к
нормальной реакции. Подобные результаты наблюдаются для
реакции купрата с гексаноилхлоридом (разд. 12.5 и 15.2).
Нуклеофильное замещение в ряду гексахлорциклотрифосфа-
зена с использованием комплексов с 18-краун-6-эфиром.
Walsh E. /., Derby E., Smegal /., Inorg. Chim. Acta, 16, L9 (1976).
См. реферат в приложении к гл. 7.
Система основание — растворитель для индуцирования
чистого процесса бимолекулярного 1,2-элиминирования.
Bartsch R. A., Allaway J. /?., LeeJ. G., Tetrahedron Lett., 1977, 779.
Реакционная способность трег-бутилата калия в присутствии
18-краун-6-эфира отличается от реакционной способности высо-
коассоциированных частиц, обычно присутствующих в растворе
(разд. 15.5). Найдено, что в присутствии этого реагента борнил-
тозилат дает больше неперегруппированного продукта
элиминирования, чем в обычных условиях (т. е. больше А, чем Б и В).
краун-эфир
OTs
А

316 Приложение
Нуклеофильное замещение в ароматическом ряду. LIII.
Влияние растворителя и макроциклических эфнров на
константу скорости реакции /t-нитробромбензола с фенолятом калия.
Литвак В. В., Шейн С. М.. ЖОрХ, 12, 1723 (1976).
См. реферат в приложении к гл. 5.
Изучение алкилирования натриевого енолята 2-карбметокси-
циклогексанона. Nee G., Tchoubar В., С. R. Acad. Sci. Paris,
С283, 233 (1976).
Изучено влияние краун-эфира и криптатов на соотношение
продуктов алкилирования (углерод/кислород) 2-карбметокси-
циклогексанона.
Алкилирование амбидентных анионов в условиях
межфазного катализа. Dou H. J.-M., Hassanaly P., Merzger J'., J. Hetero-
cyclic Chem., 14, 321 (1977).
Найдено, что в условиях межфазного катализа
(катализатор— тетрабутиламмонийбромид) бутилбромид алкилирует 2-
и 4-оксипиридины и по О, и по N, причем доминирует
последнее направление. Варьирование условий проведения реакции
(соль, температура, растворитель) не оказало существенного
влияния на распределение продуктов реакции. Этот результат,
очевидно, противоположен данным, приведенным в разд. 15.4.
Влияние комплексообразования с краун-эфиром на
асимметрическую внутримолекулярную нуклеофильную атаку. Waka-
bayashi Т., Kato Y., Tetrahedron Lett., 1977, 1235.
Краун-эфир оказывает влияние на соотношение изомеров,
образующихся при асимметрической циклизации этилового
эфира б-(ьфенилэтил) карбамоилгексен-2-овой кислоты под
действием трет-С4Н9О"К+ в хлорбензоле при —40 °С.
I
со2сн3
н
Т Т
сн3--с---н сн3---с--.н
ф
снзс
ф ф ф
ствТиеТ18-К-6 62% 38%
Ч8-К-6 38% 62%

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Автосольватирующие основания 297
Адамантан 65
Азид-ионы, получение 158
Азиды 157, 303, 307
Азиридины, получение из иминов 71
Азобензол, реакция с диметилвини-
лидепкарбеном 94
Алкены, реакция с дихлоркарбеном
40
Алкилазиды 307
Алкилирование 172
альдегидов 198
амбидентных ионов 299, 316
ацетилацетона 299
ацетиленов 312
ацетиленовых сульфидов 181, 185,
186, 190, 193, 195, 197, 232, 270,
273
ацетоуксусного эфира 299
диактивированных субстратов 218
имндазола 308
карбоксилатов 14, 15, 111
кетонов 173, 198
нитрилов 173, 174
нитробензилхлоридами 310
оснований Шиффа 309
С/О-отношение 237, 239, 299, 316
пиразола 308
пнридона 300, 316
поверхность раздела 311
а серузамещенных кетонов 311
сульфинат-иона 275
сульфонов 198, 276
сульфоксидов 278
тозилгидразонов 309
углеводородов 232
фенилацетонитрилов 173, 175, 310,
311
феин.чгидразоиов 309
фенолятов 299
хлорацетонитрила 106, 174, 217
2-хлорфенотиазина 309
эфиров 173, 198
Алкнлирующпе агенты 237
Алкплннтрпты см. Ннтроалкапы
Алкилтиоцианаты 240, 270
Алкилхлориды, получение из спиртов
67
Алкилцианиды 127 см. Цианиды
Алкины, образование 162
Аллены
присоединение дибромкарбена 84
— карбена 55
Аллилгалогениды, присоединение
дибромкарбена 84
Аллильные спирты, присоединение ди-
хлоркарбена 62
Альдегиды 136 217, 242, 246, 265,
273, 280—282, 284, 287, 288, 292
реакция с хлорацетоиитрилом 10S
Альдоксимы 75
Альдольная конденсация 136, 217,
267
Амберлит IRA-904 121
Амбидентные анионы 239, 299, 316
Амидины, реакция с
дихлоркарбеном 75
2-Аминоиндолеипи 312
Аминокислоты 309
полиэфиры 28
Амины
вторичные, реакция с
дихлоркарбеном 73
катализаторы 37
первичные, синтез изонитрилов 72
— реакция с дихлоркарбеном 72
третичные, реакция с
дихлоркарбеном 74
Аммониевые соли
третичные 111
четвертичные 111
Анилины 167
Анионная полимеризация 165
Ареиокснды 313
Арилдпазонпевые соединения
восстановление 294
галогенированне 294
дейтерированпе 294
комплексы с краун-эфирами 293
Арилировапне 241, 305

318
Предметный указатель
Асимметрическая реакция
при введении бромкарбепа 85
— — карбеиа 63
— циклизации 316
Ацетали 304, 305
Ацетаты 22, 28, 112, 115, 116, 120,
294, 303
Ацетнлацетон 220, 292, 299
Ацетоиитрил 29, 112, 116, 119, 126,
174, 217, 242, 290, 291
Ацетонцнангидрпн 134, 306
Ацетоуксусный эфир 299
Ацилазиды 157
Ацнлнитрилы см. Цианиды
Ацплопны 131 см. Бензоиновая
конденсация
Бенгальский розовый 253
Бензальхлорид 239
Бензнловьш эфир, образование 305
Беизилоксикарбопильная группа 307
Бензилцианнд см. Фенилацетонитрил
Бснзодиоксолы
образование 104
таблица 104
Бензоиновая конденсация 14, 21, 133
Бсизотрихлорид 165
Бисфенол А 116
Бнфенплы 294
Борогндрид 257, 314
Бромид 148
Брэндстрема катализатор 21
метод алкилирования 173
грет-Бутиловый эфир мезитойнон
кислоты 164
«-Бутилтиоацетилеи 181, 185, 186, 190,
193, 195, 197, 240, 270
Вильямсона реакция (см. Эфиры)
Винилацетат 310
Виттига реакция 280 см. Виттига—
Хорнера — Эммонса реакция
с глиоксалем 281
— формальдегидом 281
Виттига — Хорнера — Эммонса
реакция 273, 284, 314
Вода
гидролиз 164
роль в процессах межфазного
катализа 30
реакциях цианид-иона 126
синтезе эфира 100
Водород 315
перекись 108, 109, 252
Восстановительная циклизация 312
Восстановление 257
арилдиазониевых соединений 294
ароматических нитросоединеннй 308
асимметрическое 314
борогпдридом 257, 259
дибораном 261
дисульфидов 262
изменение реакционной
способности 263
карбонильных соединений 257, 258
лнтиналюминннгидридом 263
тетра бутила ммопнй борогпдридом
259
цианборогндридом 262
Галогепнд-иопы 148, 150
Галогенкарбсны 89
Гидразин 73, 314
Гидроборирование 261
Гидроксилирование 248
Гидролиз 164
Гидроцианирование 134, 306
Гипогалогеиит 313
Гипохлорит 250, 313
1,2-ГлИколи 70, 104, 109, 248, 253
Глпоксаль 281
Глнцидные нитрилы 106
Гофмана карбиламинный синтез 72,
Дебнера — Кнёвенагеля реакция 273
Дегалогенпрование 158, 159
Дегидрирование 314
Декарбоксилироваине 298
Дсоксигенирование 159
Диазомстап 73
Диалкилирование 237, 238
Диалкилперекиси 142
Диамины 16, 112
Днбензо-18-краун-6 25
Дибромкарбсн 305
влияние спирта 81
присоединение акцепторов Михаэля
86
— к алленам 82
— — аллилгалогенидам 82
— — диенам 82
енинам 83
индолам 86
— — напряженным алкенам 85
олефинам 82, 84
стиролам 83
— по двойной связи, таблица 82
реакция с аминами 88
— — а.Р-ненасыщенными
карбонильными соединениями 87
— — спнр|ами 89

Предметный указатель
319
Дибромциклопропапы 81 85, 305
Днгалогенкарбсны 89, 310
Дигалогенметаиы 104
лк?зо-Дигидробснзонп 71
3,4-Днгидрохинолнны 312
Диены
присоединение дибромкарбсиа 82
— днхлоркарбена 53
Диподкарбен 89
Диметилвиннлиденкарбен 91
Димстнлсульфокспд 274
Днметилсульфон 198, 274
2,6-Диметил-5-тиа цикл огексенкарбо-
ксальдегид 266
4,4'- Дпмстнлтнобензофенон 167
4,4'-Димеюкситиобензофенон 167
Диолы 70, 104, 109, 248, 253, 305
Диполярные апротоиные
растворители 16
Дисульфиды 262, 278
Дитиокеталн 240
1,2-Дитиоцианэтаи 240
5,7-Дифенил-1,3-диазаадамантаион-6
74
Дифенилтиоацеталь формальдегида
267
Дифос 308
Дифторкарбен 89
Днхлорацетилсн 163
2,4-Дихлорбеизилокспкарбонильпая
группа 307
Дихлоркарбен 34, 303
асимметрическая нпдумшя 63
внедрение по С—Н-связи 65, 66
генерирование 35
граница раздела фаз реакции 37
дегидратация 75, 76
катализ аминами 37
присоединение к алленам 55
аллиловым спиртам 61
ацетатам 57
— — енаминам 46, 47
гексаметнлбензолу 49
— — пмннам 71
— — индолам 50
— — олефинам 39, 41
полполефинам 43
— — полицикличеекпм
ароматическим соединениям 52
сопряженным енинам 54
олефинам 45, 52, 53
— — спнроциклопропнлидену 50
•— — тиофенам 51
— — фенолам 62
— ■— фуранам 51
реакция с аллнлеульфндамп 79
— — альдегидами 304
— — альдокспмамн 75
— — амидами 75
— — амидннамн 75
— — ампиамн 72
бензальдегидом 78
— — вторичными аминами 73
— — гидразином 73
— — гликолями 70
— — дненамн 303
— — индолами 304
кетоиами 304
— — мочевинами 75
— — неолефнновымп субстратами
65
— — олефппами 34, 304
— — первичными аминами 72
— — пирролами 304
— — спиртами 67, 69
— — тиоамидамн 75
фенилмеркурхлорндом 79
Дихлормстан 239, 305
1-Дихлорметнладамантан 65
Дихлорэноксиды 305
Дициклогексил-18-краун-6 25, 95
Дициклопропилвпнилиденкарбсн 95
Диэфиры 114, 115
Диэфпры простые си. Эфпры простые
Додекакарбоиплтрпжелезо 167
Еиамипы 46, 47
Енипы 54, 83
Енолацетаты 57, 59
Енолснлильный эфир 157
Енолы эфиров 310
Жарусса алкнлированне 1,3
Защитные группы 307
Изопитрилы 306
получение из дибромкарбепа
— — дихлоркарбена 72
— — первичных аминов 72, £
таблица 72
Изотопный обмен 37, 169
Илиды 280
в карбсповых реакциях 38
серы 287
фосфора 280
Имидазол 122, 308
Имипы 71, 309

320
Предметный указатель
Индолы 304
алкилнровапце 234
присоединение дпбромкарбена 86
— карбенов 50, 51
((«с-Ииозпты, гексаметиловые эфнры
16
Иодпд 98, 148, 154
Калия
трет-бутплат 296
гидрид 315
перманганат 246
— экстракция 247
Канниццаро реакция 284, 292
Карбенопды 295
Карбены 22, 34, 39, 65, 81, 294, 303
Карбиламинный синтез 72
Карбонилирование 169
Карбонильная группа, присоединение
по 142
Катализаторы 18
алкилзамещенные краун-эфиры 302
N-алкилпеитаметилфосфаты 302
аминополиэфиры 28
амины 21
Брэнвстрема 21
двухфазных реакций 30"
заряженные 18
краун-эфиры 24
криптаты 27
Макоши 21
отравление 21, 242
полиамипы 22
полиэтиленглпколь 303
смолы 14
сравнение 28
Старкса 19
таблица активности 20
фосфорилсульфоксиды 2F
четвертичные ионы 18, 21
эффективность 18
эффективные межфазные 302
Катализ краун-эфирами 119
Каталитический цикл см. Старкса ка
талитнческий цикл
Катехины
окисление 249
реакция с дигалогенметанами 104
Катионные эффекты 291
Кенигса — Кнорра реакция 105, ЮР
Кетоны
асимметрическое восстановление 314
реакция с хлорацетонитрилом 106
Кислород 253
Кислотность 231, 315
Кластерные соединения кобальта 168
Кнёвенагеля реакция см. Дебнера —
Кнёвенагеля реакция
Кортизон 13
18-Краун-6 25
в реакциях фотозамещення 306
нуклеофильное замещение с
использованием 306, 315
получение 26
Краун-эфиры 24, 25
Криптаты 27
Литийалюминийгидрид 263
Литнйкупраты 315
Макоши катализатор 19
Макоши метод алкнлирования 173
Макоши реагент 304
Макроциклические полиэфиры см.
Краун-эфиры
Малоновый эфир, синтезы 298, 309
Межфазные равновесия 17
Межфазньш катализ 13
механизм 18, 302, 303
принцип 15
растворители 28
роль воды 30
Ментиловый спирт 68
Металлирование 167, 315
Металлоорганические системы 167
Метиленирование карбонильных
соединений 109
Метиленовые диэфиры 114, 115
Метилизоцианид 88
Метилирование см. Эфиры простые
Метилкротонат 60
Метил-3-метилкротонат 60
Метиловый эфир мезитойной
кислоты 164
Метиловый эфир тетрадекановой
кислоты 164
Метилтио(хлор)карбен 91, 295
Метилтрифеииларсоннйпермангапат
14, 246
Метилциннамат 60
Механизм
межфазного катализа 18
образования дихлоркарбена 34
— простых эфиров 97
цианидных реакций 124
Михаэля реакция присоединения 86,
239
внутримолекулярная 270, 316
катализ фторидом 270, 312
л'итипкупратов 315
сульфидов 270

Предметный указатель
321
тиолунсусной кислоты 265
трихлорметнланиона 57
Михлера кетои, сернистый аналог 167
Мицеллярные эффекты 18
Молибденгексакарбонил 308
Моноаза-18-краун-6 297
Натрия тиосульфат 159
Незаряженные катализаторы 21, 24,
27
Ненасыщенные карбены 91
а,Р-Ненасыщеиные соединения серы
273
Неопентилфенплсульфид 267
Нитрил, алкнлирование 174
Нитрилы, синтезы 18, 124
Нитрит-ион 163
Нитритэфиры 164
Нитроалканы 164
Нитробензолы 168
и-Нитробромбензол 306
Норборнадиен 47
Норборнен 48
Нуклеофилы амбидентные 299
Нуклеофилов реакции 149
Нуклеофильности константы 290
Окисление 246, 313
анионов 254
аренов 313
гидразинов 307, 314
гипогалогенитом 313
гипохлоритом 250, 313
карбанионов 254
каталитическое 252
олсфинов 247
перманганатом 14, 246
пипероналя 248
пирокатехинов 249
растворителя эффект 251
синглетным кислородом 263
углеводородов 254, 313
флуорена 254
хроматом калия 249
(З-Оксидитпокоричной кислоты эфир
277
5-Оксиметилнорборнен-2 48, 69
Окси-перегруппировки Коупа 298
Оксираны 111, 287, 288
Окталеион 298
Олефииы 81, 82
образование 160
Органокуираты 315
Ортомуравышые эфнры 68
Осьмия чстырехокнсь 253
Паранерподная кислота 252
2,4-Пентадион 220, 292, 299
Пентаметиленвинилиденкарбен 95
Пептидный синтез 307, 308
Перегруппировка
карбеновых аддуктов 50, 85
Коупа см. Окси-перегруппировки
Коупа
сягматропная 79, 94
Смайлса 298, 305
соединения Рейсерта 242
Перекиси
реакция с гидразинами 307
— — гндразонамн 307
Перемешивания скорость 18, 99, 125
Пермапганат-пои 14, 146
Пероксиды 139, 142
Пинакол 70
Пиперональ 248
Пиразол 308
Пиридоны 300, 316
Пирролы 304
Поливинилазид 158
Поливинилхлорнд 158
Поликарбонаты 116
Полимеризация 116, 165, 166
Полиолефины 43
Полициклические ароматические
соединения 52
Полиэтиленгликоли 16, 303
Растворители 28
влияние 305
Реакционная способность
влияние анионов 296
— катионов 291
изменение 220, 290
Реймера — Тимана реакция 62
Рейсерта соединения 242
Рутения диокись 252, 253
Сахара, алкилирование 105
«Свободные» карбеиы 295
Свэна — Скотта параметры 290
Серебра карбокснлат 111
Сигматропная перегруппировка 79,
94
Силилацетилены 312
Синглетный кислород 253
Смайлса перегруппировка 298, 305
Сокаталнз 122, 311
Сопряженные олефины 52
Старкса катализатор 19
каталитический цикл 17
Стероиды 46, 121

322
Предметный указатель
Стирол
присоединение днбромкарбена 83
— диметилвшшлидепкарбена 92
— пентаметпленвпнилиденкарбена
95
Сульфиды 265
а,|3-ненасыщенные 273
несимметричные 266
получение из тноциапатов 267
присоединение но Михаэлю 270
•симметричные 265
'Сульфоксиды 273
Сульфонилфторнды 308
Сульфонплхлорпды 121
Сульфоиплщжлопропаны 277
Сульфоны 231, 273
<Супероксид-ион 139, 306
реакции ароматического нуклео-
фильного замещения 146
— образования олефина 140
спирта 140
— расщепления 143
— с халконамн 144
— по насыщенному углероду 139
■— механизм 139, 140
Тетраметилэтилен, реакция с метнл-
тио(хлор)карбеном 91
Тиоамиды 75
Тиобензофенон 167
Тиолуксусная кислота 26Г>
Тионы 167
Тиофенолят-поп 267
Тиофены 51
Тиоцианаты 240, 303 см. также Ал-
кнлтиоцианаты
Тиоэфиры 18, 240, 265
смешанные, синтез 268
Тозилгидразоны 309
Третичные амины, катализаторы 111
Трибромметил анион 86
Трижелезододекакарбонил 308
а-Триметилсилилдиазоацетат 136
Триметилсилилкалий 159
Триметнлсульфопий-ион 109, 287
Триптофан 307, 308
Тритон В 14
Трихлорметнл-анион 57
Углерода атом насыщенный, реакции
139
Углерод четыреххлористый 240
Фенациловые эфиры 117, 118
Фенилацетилен 163, 191, 232, 240
Фенилацетонитрил 173, 175
Фенилбромкарбен 295
Фенилгидразоны 309
2-Феиилиропиопитрнл 240
Фенилтиокарбен 91
Фенилтпо(хлор)карбен 91
Фенил (трихлорметил) ртуть 79
Фенилуксусная кислота 169
эфиры 119
Фенолы 63, 101, 103, 122, 314
Финкелыитейна реакция 148, 159
Флуорен 233, 254
Формальдегид 281
ацетали 305
Формамидннсульфпновая кислота 262
278
Формамиды 73
Формиаты 68
Фосфазены 306, 315
полимер 169
Фосфонаты 284
Фосфониевые соли 16, 280, 282
Фосфорилирование 254
аминов 255
гидразина 313
спиртов 254, 255
фенолов 122
Фосфорилсульфокспды 28
Фотохимическое цианирование 135,
306
Фторбромкарбен 89, 90
Фторид 148, 150, 173, 303 307 308
312
Фториодкарбен 89, 90
Фторхлоркарбен 89, 90
(5Н)-Фураноны-2 118
Фураны 51
Халконы 144
Хинолины, получение из индолов 51,
304
Хиноны 135, 136, 249
Хлорацетонитрил 106, 174 217
Хлорид 148, 153, 162
Хлориндолы 304
Хлориодкарбен 90
Хлорметил-я-юлилсульфон 106, 203
Р-Хлор-а,р-ненасыщенные эфнры 157
а-Хлорпропионитрил 175
2-Хлорфенотиазин 309
Хлорхинолины 304
1-Хлорцнклогексанкарбоновая
кислота 304
Хорнера реакция см. Виттига — Хор-
нера — Эммонса реакция
Хромат нон 249

Предметный указатель
323
Цианборогидрнд 262, 278
Циангидрмн 306
образование 14, 131
таблица 133
Цианиды 128
алкил 127
ацнл 130, 131
получение фотохимическое 136, 306
— электрохимическое 137
реакции 124
— механизм 124
— особенности 125
Цианид-нон 124, 127, 306
Циансилилирование 134, 136
Циапформиаты 131
Цикла расширение 304
1,2-Циклогександпол 109
Цнклогексапон 304
Цнклогексен 95, 109, 248
Циклогексена окись 109
Циклогексилиденкарбен 95
Циклопентеноны из аллиловых
спиртов 61
Циклопропанирование 39
Циклопропаны 238
Циннамонитрил 242
Четвертичные ионы см.
Катализаторы
Шиффа основания см. Импны 309
Экстракция пон-иарная 15
Электрохимия 137
Элиминирование 158, 296, 315
Эммонса реакция см. Виттига — Хор-
нера — Эммонса реакция
Эозии 253
Эпихлоргндрин 111
Эпоксиды 287
деокенгепироцание 126
образование 105
— из илидов серы 287
— — хлорацетонитрила 106
а,Р-Эпоксикетоны 108, 109
а,Р-Эпоксинитрилы 217
а,|3-Эпоксисульфоиы 106, 107
Этерификация
катализ крауп-эфирамп 116, 119
— криптатом 120
— смолами 120
Эфиры сложные 15
гидролиз 164, 238
жирных кислот 14, 109
получение, катализ краун-эфирами
116, 117
— из карбоксилатов солей 109
— некаталитическое 113
сульфонаты 121
феиациловые 117, 118
фосфаты 121
Эфиры простые 13, 97
алкилариловые, получение 102
метиловые 100
метоксиметиловые 103
несимметричные, получение 99
образование 100, 101
— из фенолов 103
— механизм 95, 99

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие редактора русского перевода 5
Предисловие авторов 8
Список сокращений 10
1. Введение и основы метода 13
1.1. Введение 13
1.2. Ранние примеры 13
1.3. Развитие идеи 14
1.4. Основы межфазного катализа 15
1.5. Доказательство механизма межфазного катализа 18
1.6. Заряженные катализаторы: четвертичные ионы 18
1.7. Незаряженные катализаторы: амины 21
1.8. Незаряженные катализаторы: краун-эфиры 24
1.9. Незаряженные катализаторы: криптаты 27
1.10. Сравнение катализаторов 28
1.11. Растворители 28
1.12. Роль воды в процессах межфазиого катачпза 30
1.13. Заключение 31
Список литературы 31
2. Взаимодействие дихлоркарбена с олефинами 34
2.1. Введение 34
2.2. Механизм реакции дихлорцпклопропанирования 34
2.3. Катализаторы в реакции ииклопропанирования 39
2.4. Дихлорциклопропанирование простых олефинов 39
2.5. Циклопропаиирование енаминов 46
2.6. Дихлорциклопропанирование с последующей перегруппировкой 46
2.7. Присоединение карбеиа к индолам 50
2.8. Присоединение карбена к фуранам и тиофенам 51
2.9. Присосдиение карбепа к полнцнкличсскпм ароматическим
соединениям 52
2.10. Присоединение карбена к сопряженным олефинам 52
2.11. Присоединение трихлорметильного аниона по Михаэлю ... 57
2.12. Присоединение дихлоркарбена к аллиловым спиртам: синтез цик-
лопентанонов 61
2.13. Взаимодействие днхлоркарбенов с фенолами: реакция Рейме-
ра — Тимана 62
Список литературы 63

3. Реакции дихлоркарбена с неолефиновыми субстратами 65
3.1. Введение . . 65
3.2. Реакции внедрения по С—Н-связи 65
3.3. Реакция со спиртами: синтез хлоридов 67
3.4. Присоединение карбенов к иминам 71
3.5. Присоединение дихлоркарбенов к первичным аминам: синтез
нзонитрнлов 72
3.6. Реакция дихлоркарбена с гидразинами, вторичными и третичными
аминами 73
3.7. Дегидратация под действием дихлоркарбена 75
3.8. Разнообразные реакции дихлоркарбена 78
Список литературы 80
4 Дибромкарбен и другие карбены 81
4.1. Введение 81
4.2. Присоединение дибромкарбена к простым олефинам 81
4.3. Присоединение дибромкарбена к напряженным алкенам .... 85
4.4. Присоединение дибромкарбена к индолам 86
4.5. Присоединение дибромкарбена к акцепторам Михаэля .... 86
4.6. Другие реакции дибромкарбена 88
4.7. Другие галогенкарбены . 89
4.8. Фенилтио- и фенилтио (хлор) карбены 91
4.9. Ненасыщенные карбены 91
Список литературы 96
5. Синтез простых эфиров 97
5.1. Введение 97
5.2. Несимметричные эфпры. Механизм 97
5.3. Повышение скорости реакции Вильямсона 99
5.4. Метилирование 100
5.5. Фениловые эфиры 100
5.6. Метоксиметиловые эфиры фенолов 103
5.7. Диэфиры из дигалогеиметанов 101
5.8. Реакция Кенигса — Кнорра 105
5.9. Эпоксиды 105
Список литературы 110
6. Синтез сложных эфиров 111
6.1. Введение 111
6.2. Третичные амины и четвертичные аммониевые соли 111
6.3. Некаталитическая этерификация в присутствии солей аммония 113
6.4. Образование поликарбонатов 116
6.5. Этерификация, катализируемая крауи-эфираыи 116
6.6. Катализируемый краун-эфирами синтез фенациловых эфиров . .117
6.7. Катализируемая краун-эфирами этерификация
трет-бутоксикарбониламинокислот до хлорметилированных смол 119
6.8. Реакции этерификации, катализируемые криптатами и смолами 120
6.9. Синтез сульфонатов и фосфатов в условиях межфазного
катализа 121
Список литературы , ....... 122

7. Реакции с цианид-ионом .124
7.1. Введение . 124
7.2. Механизм и общие особенности реакции замещения под
действием цнанид-нона 124
7.3. Образование алкилцианидов 127
7.4. Образование ацнлнитрилов 130
7.5. Синтез эфнров циаиугольной кислоты 131
7.6. Образование циангидринов 131
7.7. Бензоиновая конденсация . . , 133
7.8. Гндроцианирование, циансилилирование и другие реакции . . 134
Список литературы 137
8. Реакции супероксид-ионов 139
8.1. Введение 139
8.2. Реакции у насыщенного атома углерода 139
8.3. Присоединение по карбонильной группе 142
8.4. Реакции с арилгалогенидами 145
Список литературы 147
9. Реакции других нуклеофилов 148
9.1. Введение 148
9.2. Галогенид-ионы 148
9.3. Азид-ионы 157
9.4. Реакции элиминирования под действием нуклеофилов .... 158
9.5. Нитрит-ион 163
9.6. Реакции гидролиза 164
9.7. Инициирование анионной полимеризации 165
9.8. Металлоорганические системы 167
9.9. Изотопный обмен 169
Список литературы 170
10. Реакции алкилирования 172
10.1. Введение 172
10.2. Субстраты реакции алкилирования . 173
10.3. Алкилирующие агенты в межфазных реакциям 237
10.4. Алкмлированне соединения Репсерта 242
Указания к пользованию таблицами 10.1 —10.5 243
Список литературы 243
11. Реакции окисления 246
11.1. Введение 246
11.2. Перманганат-ион 246
11.3. Хромат-ион 249
11.4. Гипохлорит-ион 250
11.5. Каталитическое окисление 252
11.6. Сннглетный кислород 253
11.7. Окисление анионов 254
11.8. Фосфорилнровапне 254
Список литературы 256

12. Техника восстановления 257
12.1. Введение 257
12.2. Борогндриды 257
12.3. Стехиометрические восстановительные системы 259
12.4. Другие каталитические реакции восстановления 262
12.5. Изменение реакционной способности 263
Список литературы 261
13. Получение и реакции серусодержащих субстратов 265
13.1. Введение 265
13.2. Получение симметричных тиоэфиров 265
13.3. Получение смешанных сульфидов 260
13.4. Получение сульфидов из пюцнанатоп 267
13.5. Получение алкилтпоцпанатов 270
13.6. Получение сульфидов по реакции Михаэля . 270
13.7. Синтез а,Р-пенасыщенных соединений серы 273
13.8. Другие межфазные реакции серусодержащих субстратов . . . 274
Список литературы 278
14. Илиды 280
14.1. Введение 280
14.2. Реакция Виттига в условиях межфазного катализа 280
14.3. Реакция Виттига — Хорнера—Эммопса 281
14.4. Илиды, стабилизированные атомом серы 287
Список литературы 289
15. Реакционная способность в условиях межфазного катализа . . . 290
15.1. Введение 290
15.2. Влияние катионов на реакционную способность 291
15.3 Влияние анионов на реакционную способность 296
15.4. Амбидентные нуклеофилы 299
Список литературы 300
16 Приложение: последние достижения в межфазном катализе . . 302
Приложение к гл. 1 302
Приложение к гл. 2 303
Приложение к гл. 3 304
Приложение к гл. 4 305
Приложение к гл. 5 305
Приложение к гл. 7 306
Приложение к гл. 8 306
Приложение к гл. 9 307
Приложение к гл. 10 308
Приложение к гл. 11 313
Приложение к гл. 12 314
Приложение к гл. 13 314
Приложение к гл. 14 314
Приложение к гл. 15 315
Предметный указатель 317

УВАЖАЕМЫЙ ЧИТАТЕЛЬ!
Ваши замечания о содержании книги, ее
оформлении, качестве перепода и другие просим
присылать по адресу: 129820, Москва, И-110, ГСП,
1-й Рижский пер., д. 2, издательство «Мир»,
В. Вебер, Г. Гокель
МЕЖФАЗНЫЙ КАТАЛИЗ В ОРГАНИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ
Ст. научный редактор Г. Б. Шкляева
Мл. научный редактор Г. В. Смирнова
Художник И. И. Каледин
Художественный редактор Г. В. Шотина
Технический редактор Н. И. Манохина
Корректор К. Л. Водяницкая
ИБ М> 1819
Сдано в набор 17.05.79. Подписано v печати 08.02.80. Формат бОХЭО'Лэ. Бумага
типографская № I. Гарнитура латинская. Печать высокая. Обьем 10,25 бум. л. Усл. печ. л. 20,50
Уч.-изд. л. 20,40. Изд. Кг 3/0285. Тираж 3 000 экз. Зак. 226.Цена 3 р. 30 к.
Издательство «Мир» 129820, Москва, И-П0, ГСП, 1-й Рижский пер., 2.
Ордена Трудового Красного Знамени Ленинградская типография № 2 имени Евгении
Соколовой «Союзполиграфлрол1а» при Государстпешюм комитете СССР по делам
издательств, полиграфин и книжной торговли, 198052, Ленинград, Л 52, Измайловский
проспект, 29