Проведение почти всякого исследования в области органической химии связано с необходимостью использования нескольких из наиболее известных синтетических реакций. Чтобы найти оптимальные условия применения даже хорошо изученной реакции к соединению, которое раньше этой реакции не подвергалась, часто приходится просмотреть весьма обширный литературный материал, причем и после такого просмотра все же может возникнуть необходимость проведения ряда предварительных опытов. При опубликовании результатов исследования описание синтеза, на который было затрачено, быть может, несколько месяцев работы, обычно приводится без всяких комментариев. Таким образом, все знания и опыт, которые были накоплены в результате изучения литературы и предварительных экспериментов, оказываются потерянными для тех, кто в будущем захочет использовать этот общий способ. В таком же положении оказываются и студенты при прохождении практикума по органической химии. Учебники и руководства по лабораторным работам описывают многочисленные примеры проведения различных реакций, но крайне редко дают точные понятия о возможности использования и области применения этих реакций.
Американские химики-органики в течение многих лет обсуждали эту проблему. В результате был разработан план сборника статей, задачей которого является критическое рассмотрение наиболее важных реакций. Первый том этого сборника, получившего название «Органические реакции», состоит из двенадцати статей, каждая из которых посвящена отдельной реакции (или определенной стадии реакции), имеющей широкое применение, и написана авто-Ром, накопившим значительный опыт в области проведения этой реакции. Рассмотрение ведется главным образом с прикладной точки зрения и при этом особое внимание уделяется факторам, ограничивающим применение реакции
или даже препятствующим этому применению, влиянию структуры и выбору экспериментальных условий.
В каждой статье подробно описано несколько типичных примеров, иллюстрирующих наиболее важные варианты проведения реакции. По данным автора статьи или одного из редакторов, эти варианту дают вполне удовлетворительные результаты, но в противоположность методам, описанным в сборниках «Синтезы органических препаратов», они не подвергались тщательной проверке в двух (или более) лабораториях. К статьям, в тексте которых не упомянуты все известные примеры данной реакции, приложены таблицы, содержащие перечень соединений, полученных при помощи этой реакции или подвергавшихся ей. Были приложены все старания, чтобы сделать эти таблицы возможно более полными. Однако некоторые примеры могут все же оказаться пропущенными вследствие самого характера реакций, частого их применения в качестве одной из стадий синтезов, в которых не все промежуточные продукты были выделены. Тем не менее исследователи, пользуясь этим.и таблицами и литературными ссылками к ним, смогут полностью или в значительной степени обойтись без собирания оригинальной литературы, которое так часто приходится проводить.
Благодаря систематическому расположению материала в тексте и в таблицах все необходимые сведения можно легко отыскать по оглавлению. Для экономии места предметный указатель сокращен до минимума, и, в частности, в нем не повторяются соединения, приведенные в таблицах.
Успех настоящего издания будет зависеть от совместных усилий крупных химиков-органиков и их готовности посвятить свое время и силы составлению отдельных статей. Большинство из них уже выразило свое согласие уча-ствов'ать в этой работе. Редакторы будут приветствовать всякое проявление интереса к изданию «Органические реакции» и с благодарностью примут все предложения и советы.
редисловие редактора перевода
редисловие к первому т ому американского
издания........................ 5
I. РЕАКЦИЯ РЕФОРМАТСКОГО
ЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ . .................... 9
Сравнительная реакционная способность реагентов ... 12
Побочные реакции................... 12
'1ШЕНЕНИЕ РЕАКЦИИ РЕФОРМАТСКОГО........... 14
Удлинение углеродной цепи ............. 14
Синтез арилуксусных кислот.............. 18
Синтез эфиров ^-кетокислот.............. 19
'ДЕГИДРАТАЦИЯ ЭФИРОВ ? -оксикислот ........... 21
ВЫБОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ. ПРЕПАРАТИВНЫЕ
СИНТЕЗЫ.........-............... 25
Этиловый эфир р-фенил-^-оксипропионовой кислоты . . 27
Этиловый эфир 1-оксициклогексилуксусной кислоты . . 28
Этиловый эфир а-метил-^-фенил-р-оксимасляной кислоты . 29 Диметиловый эфир 7-метокси-2-метил-2-карбокси-1-окси-1,
2, 3, 4, -тетрагидрофенантрен-1-уксусной кислоты ... 29
ПРИМЕРЫ РЕАКЦИИ РЕФОРМАТСКОГО............. 30
Альдегиды...................... . 30
Кетоны........................ 31
Сложные эфиры.................... 32
Замещенные амиды................... 32
ВИДОИЗМЕНЕНИЯ РЕАКЦИИ РЕФОРМАТСКОГО ......... 32
Применение других галоидных производных, кроме эфиров а-галоидзамещенных кислот........... 32
Применение соединений, не содержащих карбонильной
группы........................ 34
ЛИТЕРАТУРА ....................... 50
уем _ Содержание
II. СИНТЕЗ АРНДТА-АЙСТЕРТА
ВВЕДЕНИЕ ....................
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИНТЕЗА АРНДТА-АЙСТЕРТЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ И ПРИМЕРЫ
Получение диазометана..........
Из N-нитрозометилмочевины......
Из N-нитрозометилуретана........
Получение карбоновых кислот ........
а-Нафтилуксусная кислота .... Декан-1,Ю-дикарбоновая кислота
Получение амидов .........
Амид гомоанисовой кислоты . . .
Антрахинон-2-ацетанилид.....
2-Окси-З-нафтилацетанилид ... .....
Получение сложных эфиров.............
Этиловый эфир а-нафтилуксусной кислоты .... Диметиловый эфир'7-метокси-2-метил-2-карбокси-1, 2 3,4-тетрагидрофенантрен-1-р-пропионовой кислоты .
ОБЗОР ОСУЩЕСТВЛЕННЫХ СИНТЕЗОВ АРНДТА-АЙСТЕРТА . . .
Таблица noon УК-ТПК ПРО^...... ••
____л^и^и глгп/J, 1 Л
Таблица продуктов реакции и выходов
\Т\ТП \
ЛИТЕРАТУРА
III. ХЛОРМЕТИЛИРОВАНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ......................... 34
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕАКЦИИ............... 84
ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ.................. 87
Хлорметилирование бензола .............. 88
Хлорметилирование 1Д5-триизопропилбензола..... 89
Хлорметилирование п-ксилола ............. 90
Хлорметилирование нафталина ............. 91
Хлорметилирование п-нитрофенола........... 92
Хлорметилирование 2,4,6-триметилацетофенона..... 92
ДРУГИЕ АНАЛОГИЧНЫЕ РЕАКЦИИ............... 93
Бромметилирование.................. 93
Иодметилирование....................93
Хлорэтилирование.....'.............. 94
Хлорпропилирование .................. 95
Хлорбутилирование................... 95
ТАБЛИЦЫ ПО ХЛОРМЕТИЛИРОВАНШО............ 95
I. Хлорметилирование углеводородов.......... 96
II. Хлорметилирование галоидных и нитропроизводных
углеводородов .................. 102
III. Хлорметилирование фенолов и их сложных эфиров . 105
Содержание
IV. Хлорметилирование эфиров и тиоэфиров ....... 108
V. Хлорметилирование альдегидов и кетонов ..... 111
ЛИТЕРАТУРА
IV. АМИНИРОВАНИЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ ОСНОВАНИЙ АМИДАМИ
ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
ВВЕДЕНИЕ .......................... Ц5
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕАКЦИИ ............... Ц6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ............... 121
Амиды металлов .................... 121
Растворитель ................ . . 122
Температура ................ • ..... 123
Молярные соотношения ................ 123
Общие меры предосторожности, .......... . . 123
ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ .................. 124
Приготовление амида натрия ............. 124
Получение 2-аминопиридина .............. 125
Получение 4-амино-2-фенилхинолина .......... 126
СВОДКА ДАННЫХ ПО АМИНИРОВАНИЮ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ
ОСНОВАНИЯ ........................ 126
ЛИТЕРАТУРА ........................ 131
V. РЕАКЦИЯ БУХЕРЕРА
ВВЕДЕНИЕ .......................... 133
МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ .................... 134
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕАКЦИИ БУХЕРЕРА ......... 135
Превращение аминов в гидроксильные производные . . . 136
Реакции первичных аминов ............ 136
Реакции вторичных и третичных аминов ...... 138
Превращение гидроксильных производных в амины . . 139
Получение первичных аминов ............ 139
Получение вторичных и третичных аминов ..... 140
Получение вторичных аминов из первичных ...... 143
Реакции с гидразинами ................ 144
Применение бисульфитных соединений для получения
азосоединений .................... 148-
BUFOP ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ........... 149
ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ .................. 151
2-Нафтиламин ..................... 151
7-Метил-1-нафтиламин ................ 152
2-п-Толиламино-5-оксинафталин-7-сульфокислота .... 152
2-(4'-Оксифениламино)-8-нафтол-6-сульфокислота и
2-(4'-оксифениламино)-нафталин-6-сульфокислота ... 153
522 Содержание
СОЕДИНЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПО РЕАКЦИИ БУХЕРЕРА -ЛИТЕРАТУРА .
......................... 161
VI. РЕАКЦИЯ ЭЛБСА
ВВЕДЕНИЕ .....................
ПРИМЕРЫ РЕАКЦИИ
.................. 165
Синтез гомологов антрацена ............ jgj
Синтез производных 1,2,5,6-дибензантрацена . . . . '. 168
Синтез производных 1,2-бензантрацена.....'. 174
Синтез холантренов................. 177
Пиролиз дикетонов ............... ' jgg
Общий обзор побочных реакций.......... j§5
УСЛОВИЯ РЕАКЦИИ И ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ...... ]85
Получение исходных кетонов ........... 185
Выбор условий проведения пиролиза........ 187
Примеры: 1,2,5,6-Дибензантрацен.......... 188
1,2-Бензантрацен............. 190
Метилхолантрен............. 191
ЛИТЕРАТУРА......................... 192
VII. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПО КЛЕММЕНСЕНУ
ВВЕДЕНИЕ.......................... 194
ТИПЫ СОЕДИНЕНИЙ, ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ПО СПОСОБУ
КЛЕММЕНСЕНА....................... 195
Альдегиды....................... 195
Алифатические альдегиды.............. 195
Ароматические альдегиды.............. 195
Кетоны....................... 195
Алифатические и алициклические кетоны ...... 195
Жирноароматические кетоны............ 197
Ароматические кетоны............... 198
Кетокислоты...................... 198
а-Кетокислоты.................. 198
[3-Кстокислоты................... 198
7-Кетокислоты ................... 199
Другие кетокислоты.................. 199
<х,р-Ненасыщенные карбонильные соединения..... 200
Восстановление других функциональных групп амальгамированным цинком и соляной кислотой....... 200
УСЛОВИЯ РЕАКЦИИ...................... 201
Общие положения................... 201
Приготовление амальгамированного цинка...... 203
Восстановление по Клемменсену в отсутствие органического растворителя (Способ I)........... -^
Восстановление р-(п-толуил)-пропионовой кислоты . • 203
Содержание
Восстановление 2,4-диоксиацетофенона....... 203
Восстановление по Клемменсену в присутствии растворителя, смешивающегося с водной соляной кислотой
(Способ И)..................... 204
Получение 4-хлор-7-метилиндана.......... 205
Восстановление -(-кето--[-(2-флуоренил)-масляной кислоты ....................... 205
Восстановление по Клемменсену в присутствии радтво-рителя, не смешивающегося с водной соляной кислотой (Способ III).................. 206
Восстановление р-бензоилпропионовой кислоты . . . 206 Восстановление ^-(п-анизоил)-пропионовой кислоты . 207
Восстановление стеарофенона............ 208
Восстановление по Клемменсену в присутствии растворителей обоих типов (Способ IV).......... 208
Восстановление поКлемменсену с неамальгамированным
цинком (Способ V)................. 209
"*
ТАБЛИЦА СОЕДИНЕНИЙ, ПОДВЕРГНУТЫХ ВОССТАНОВЛЕНИЮ
НО КЛЕММЕНСЕНУ..................... 209
ЛИТЕРАТУРА......................... 253
ЛИТЕРАТУРА 1C ТАБЛИЦЕ................... 255
VIII. РЕАКЦИЯ ПЕРКИНА
ВВЕДЕНИЕ.......................... 267
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕАКЦИИ............... 274
Карбонильные компоненты............... 275
Таблица I. Выходы коричных кислот из замещенных бензальдегидов .............. 276
Кислотные компоненты ................ 282
Сравнение с другими синтетическими способами .... 294
ВЫБОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ............ 298
Применение реакции Перкина в органическом синтезе .... 304
а, р -Ненасыщенные кислоты............. 304
Другие ненасыщенные кислоты............ 304
Циклические соединения ............... 306
Применение продуктов реакции Перкина........ 307
ПРЕПАРАТИП11ЫК СИНТЕЗЫ ,................. 313
Коричная кислота ................... 313
Применение уксусного ангидрида и уксуснокислого
калия....................... 313
Применение малоновой кислоты и пиридиновых оснований ....................... 314
n-Метоксикоричная кислота.............. 314
8-Пиперонилакриловая кислота (3,- 4-метилендиоксико-
ричная кислота) ................... 315
4-Окси-З-метоксикоричная кислота (феруловая кислота) 316
я-Метилкоричная кислота............... 317
а-Фенилкоричная кислота.............. gjg
З-н.-Гексилакриловая кислота (а, р-нониленовая кислота) . 319
о-Нитрофенилпировиноградная кислота......... 320
Азлактон из ацетуровой кислоты и о-нит-робензальде-
^ гида....................... 320
I идролиз азлактона................. 321
Таблица II. Выход коричной кислоты при различных
условиях ....................... 322
Таблица III. Коричные кислоты с- заместителями в бензольном ядре ..................... 323
Литература....................'..... 337
IX. КОНДЕНСАЦИЯ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ И СМЕЖНЫЕ РЕАКЦИИ
МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ..................... 345
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.................... 349
Побочные реакции.......•.......... 353
Циклизация (реакция Дикмана)............. 355
Ацилирование сложных эфиров хлорангидридами кислот 857
УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИИ........•...... 358
Выбор основания.................• . 358
Выбор экспериментальных условий при применении ал-
коголятов натрия ... ............... 360
ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ.................. 362
Порошкообразный металлических натрий...... 362
Алкоголят натрия, не содержащий свободного спирта 362 Однокомпонентная конденсация различных эфиров уксусной кислоты, этилового эфира пропионовой кислоты и этилового эфира масляной кислоты в
присутствии алкоголятов натрия......... 363
Однокомпонентная конденсация этиловых эфиров н.-валериановой и высших алифатических кислот в присутствии этилата натрия с одновременной отгонкой спирта.................. 365
Конденсация двух различных сложных эфиров в присутствии металлического натрия. Получение этилового эфира fiY-Диэтоксиацетоуксусной кислоты и этилового эфира бензоилуксусной кислоты .... 366 Однокомпонентная конденсация с последующей циклизацией. Получение диэтилового эфира сукци-нилянтарной кислоты с применением этилата
натрия или металлического натрия........ 368
Конденсация двух различных сложных эфиров с последующей циклизацией. Получение 3,5-дикарб-
этоксициклопентандиона-1, 2........... 368
Выбор экспериментальных условий при применении
трифенилметилнатрия .............. 369
Препаративные синтезы............... 371
Трифенилметилнатрий................ 371
. Однокомпонентная конденсация. Этиловый эфир
<х-изовалерилизовалериановой кислоты...... 374
Смешанная конденсация сложных эфиров. Этиловый
эфир а-этоксалилизомасляной кислоты....... 374
ПРИМЕРЫ КОНДЕНСАЦИИ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ......... 375
КРАТКИЙ ОБЗОР СПОСОБОВ СИНТЕЗА ЭФИРОВ ПРОСТЫХ
р-КЕТОКИСЛОТ....................... 388
ЛИТЕРАТУРА...................•...... 396
X. РЕАКЦИЯ МАННИХА
ВВЕДЕНИЕ........................
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕАКЦИИ МАННИХА........... 402
Применение вторичных аминов............. 402
Реакции с кетонами................. 403
Реакции с альдегидами .4............. 406
Реакции с кислотами и сложными эфирами...... 406
Реакции с фенолами................. 408
Реакции с производными ацетилена......... 408
Реакции с а-пиколинами и хинальдинами....... 408
Применение первичных аминов.....,....... 409
Реакции с кетонами................. 409
Реакции с альдегидами............... 410
Реакции с кислотами и сложными эфирами..... 410
Реакции с фенолами и производными ацетилена . . 312
Реакции с а-пиколинами и хинальдинами....... 412
Применение аммиака.................. 412
Реакции с кетонами................. 412
Реакции с кислотами................ 414
АНАЛОГИЧНЫЕ РЕАКЦИИ................... 414
ПРИМЕНЕНИЕ РЕАКЦИИ МАННИХА В ОРГАНИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ 416
Ненасыщенные соединения............... 416
Получение соединений с двойной связью ...... 416
Получение пиразолинов............... 418
Применение оснований Манниха в качестве источника ненасыщенных кетонов для конденсации с соединениями, содержащими активную метиленовую
группу...................... 420
Превращение кетонов в их ближайшие гомологи . . 421 Синтезы с участием активной метиленовой группы
аминокетона.................... 422
Синтезы с использованием реакционной способности ди-
метиламиногруппы в диметиламинометилфенолах . . • 422
Восстановление в аминоспирты............. 423
Вещества, получаемые путем превращения альдегидной
группы ^-диалкиламиноальдегидов..........
Продукты конденсации р-моноалкиламинокетонов ....
424 425
Продукты конденсации одного моля первичного амина,
двух молей формальдегида и двух молей кетона . . '. 4^6
, УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИИ II ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ 428
Растворители ..................... 4*>8
Применение формальдегида и параформальдегида; продолжительность реакции............... 429
Соотношения компонентов............... 430
Выделение продукта реакции............... 430
Побочные реакции................... 430
Препаративные синтезы................ 43)
Получение хлоргидрата фенил-р-пиперидилэтилкетона 431 1-Кето-2-(1, 2, 3, 4-тетрагидроизохинолилметил)-], 2,3,
4 -тетрагидронафталин.............. 431
2, 4, 6-Три-(диметиламинометил)-фенол........ 432
ПРИМЕРЫ РЕАКЦИИ МАННИХА................ 432
ЛИТЕРАТУРА............'............. 453
XI. РЕАКЦИЯ ФРИСА
ВВЕДЕНИЕ.......................... 455
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ВЛИЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
УСЛОВИЙ ....................... 458
Температура..................... 45g
Растворители ..........•.......... 459
Соотношение реагентов................ 459
Влияние характера ацильного остатка ........ 460
Влияние характера фенильного остатка .... • • ... 462
ОБРАТНАЯ РЕАКЦИЯ ФРИСА................ 469
ВЫБОР УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИИ........... 470
ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ................. 472
Проведение реакции в нитробензоле при низкой температуре ....................... 472
Получение З-метил-4-оксиацетофенона.......• 472
Получение п-оксикетона в отсутствие растворителя . . 472
З-Метил-4-оксибензофенон.......... - • 472
Получение о-оксикетона .............. 472
2-Окси-5-метилбензофенон............. 472
Получение и разделение смеси о- и п-оксикетонов . . . 473
Получение о- и п-оксипропиофенон......... 473
ТАБЛИЦЫ ПРИМЕРОВ РЕАКЦИЙ ФРИСА............• 474
ЛИТЕРАТУРА......................... 490
XII. РЕАКЦИЯ ЯКОБСЕНА
ВВЕДЕНИЕ .......................... 492
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕАКЦИИ .............. 494
ПРИМЕРЫ РЕАКЦИИ ЯКОБСЕНА................ 495
Полиалкилбензолы................... 495.
Тетраметилбензолы . . . . •
Этилтриметилбензолы ............... 496
Пентаметилбензол и пентаэтилбензол ........ 498
Октагидроантрацен................. 498
Галоидзамещеиные полиалкилбензолы......... 499
4-Иод-м-ксилол................... 499
5- и 6-Галоидзамещенные производные псевдокумола 499
Галоидзамещенные производные мезитилена..... 500
Галоидзамещенные тетраметилбензолы....... 500
9-Бромоктагидроантрацен.............. 502
4, 6-Дигалоидзамещенные производные м-ксилола . . 502
5, 6-Дибромпсевдокумол............... 503
3- и 6-Галоидзамещенные производные 5-фторпсевдо-
кумола .........'............ 503
Галоидзамещенные производные бензола........ 504
ПРЕПАРАТИВНЫЕ СИНТЕЗЫ . ............... 505
], 2, 3, 4-Тетраметилбензол (пренитол)......... 505
Из пентаметилбензола................ 505
Из смеси 1, 2, 4, 5- и 1, 2, 3, 5-тетраметилбензолов
(дурола и изодурола)............... 506
], 2, 3, 4 -Тетраэтилбензол............... 506
3-Галоидзамещенные производные псевдокумола .... 507
3 -Хлорпсевдокумол................ 507
3-Бромпсевдокумол................. 507
ЛИТЕРАТУРА......................... 508
Предметный указатель....... . . . , . . . .
