Нуклеофильное замещение при карбонильном углероде

Из изложенного выше очевидно, что эффективность нуклеофильного и общего катализа зависит от факторов, определяющих скорости взаимодействия основания с карбонильным углеродом и скорости переноса протона соответственно. Как общий основной катализ, так и реакции нуклеофильного замещения включают атаку положительного центра основанием. В случае общего основного катализа положительно заряженным атомом является протон, а в реакции нуклеофильного замещения — карбонильный углерод, несущий частичный положительный заряд. [c.38]

Кинетические исследования реакции натрийацетоуксусного эфира с алкилгалогенидами в безводном этаноле, приводящей к С-алкилпроизводным ацетоуксусного эфира, показали, что она имеет второй порядок, аналогично реакциям гидролиза и алкоголиза алкилгалогенидов. На этом основании можно утверждать, что эта реакция относится к реакциям нуклеофильного замещения, протекающим по механизму N2, причем анион натрийацетоуксусного эфира, подобно ионам СМ и ЫОг , можно рассматривать как амбидентный нуклеофильный реагент, в котором местом с наибольшей нуклеофильной реакционной способностью является атом углерода метинной группы, а местом с наибольшей электронной плотностью — атом кислорода карбонильной группы. [c.244]

Для кислот свойственны 1) превращения, связанные с наличием кислотного протона 2) реакции нуклеофильного замещения у атома углерода карбонильной группы 3) реакции, обусловленные основностью (нуклеофильностью) атома кислорода гидроксильной группы [c.94]

Реакции нуклеофильного замещения у атома углерода карбонильной группы [c.95]

Все лактамы, как и амиды, в кислой и щелочной среде гидролизуются (нуклеофильное замещение у атома углерода карбонильной группы). [c.170]

Некоторые реакции нуклеофильного замещения у атома углерода карбонильной группы катализируются нуклеофилами [194]. На самом деле здесь реализуются два тетраэдрических механизма [c.60]

Сложные эфиры вступают в те же реакции нуклеофильного замещения, которые типичны для производных карбоновых кислот. Атака протекает по углероду карбонильной группы, имеющему дефицит электронов, и приводит к замещению ОЯ -группы на ОН, 01 и КНз [c.640]

В общем виде механизм этерификации хлорангидрида ортофосфорной кислоты аналогичен ее прямой этерификации и переэтерификации и подобен процессу нуклеофильного замещения при карбонильном атоме углерода карбоновой кислоты [66, 69, 70]. [c.15]

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМЕ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ ПРИ АТОМЕ УГЛЕРОДА КАРБОНИЛЬНОЙ ГРУППЫ [c.191]

В результате на атоме углерода карбонильной группы возникает эффективный положительный заряд б а на атоме кислорода — отрицательный заряд б —. Поскольку атом углерода электронно-дефицитен, то он представляет собой удобный центр для нуклеофильной атаки. Эта атака в зависимости от природы X в карбонильном соединении R—СО—X приводит к различным результатам — присоединению по двойной связи С=0 (нуклеофильное присоединение, Х=Н или R) или замещению X на Y (нуклеофильное замещение, Х=ОН, OR, NHo, Hal и др.). [c.182]

Приведенная схема реакции включает первоначальное образование нестойкого полумеркапталя, который далее претерпевает распад до карбонильного соединения и тиола, так как процесс присоединения тиолов к С=0 группе обратим (см. 7.2). Весь процесс в целом может рассматриваться как нуклеофильное замещение у карбонильного атома углерода по тетраэдрическому механизму. [c.206]

Реакция с хлорангидридами кислот [2]. С хлорангидрндами алифатических и ароматических кислот аддукт образует фосфаты а-окси-р-дикетонов (I) с вы содаын от 70 до 90%. Считают, что прп этом происходит нуклеофильное замещение при углероде карбонильной группы хлорангидрида. Образую1диеся эфиры легко гидролизуются при кипиченин в водном бензоле (12 нас) с образованием [c.98]

Параметр п — эмпирическая нуклеофильная константа, а параметр 5 характеризует чувствительность субстрата к нуклеофильной атаке. Уравнение Свейна и Скотта позволяет получить удовлетворительную корреляцию для скоростей нуклеофильной атаки атома углерода в состоянии р -гибрпдизации в таких соединениях, как простые алкнлгалогениды и сульфоновые эфиры однако оно оказалось неприменимым для случаев нуклеофильной атаки -карбонильного углерода. По мнению Свейна, ограниченность применения уравнения (1-67) обусловлена тем, что в реакциях нуклеофильного замещения у зр -утле-рода поляризуемость меньше, чем в реакциях у р -углерода. Однако этот вывод основывается на неверном представлении [c.49]

Однако подобное сопряжение между реакционным центром и алкоксигруппой при нуклеофильном замещении у тетраэдрического атома фосфора проявляется в значительно меньшей степени, чем -в случае нуклеофильного замещения у углерода карбонильной группы производных карбоновых кислот. Так, например, если в фосфорсодержащих соединениях введение алкоксигрунпы приводит к снижению константы скорости нуклеофильного замещения в десятки раз, то ацетилхлорид гидролизуется примерно в 10 раз быстрее, чем этилхлорформиат 1205, 206] (см. табл. 8 на стр. 483), причем энергия активации для первого соединения на 9 ккал]моль ниже, чем для второго соединения [207]. Такое изменение энергии активации является величиной такого же порядка, как энергия [c.515]

Таким образом, во всех рассмотренных до сих пор примерах кислотного катализа гидролиза производных кислот фосфора предусматривался такой пуш-пульный механизм, согласно которому нуклеофильная атака на фосфор сопровождается одновременным образованием водородной связи с атомом галоида или псевдогалоидной группы. В этом заключается существенное различие механизма кислотного гидролиза производных кислот фосфора от пуш-пульного механизма кислотного гидролиза производных карбоновых кислот, когда в образовании водородной связи участвует кислород карбонильной группы (см. стр. 553). Подобное различие пуш-пульного механизма кислотного гидролиза производных кислот фосфора и производных карбоновых кислот находится в соответствии с представлениями об особенностях нуклеофильного замещения у атома фосфора в производных кислот фосфора и атома углерода карбонильной группы в производных карбоновых кислот, и в частности, с тем обстоятельством, что если при нуклеофильном замещении у углерода карбонильной группы производных карбоновых кислот раскрытие карбонильной группы обязательно, то при нуклеофильном замещении у фосфора в производных кислот фосфора фосфорильная группа, как правило, не раскрывается (см. стр. 493). [c.560]

Таким образом, в реакции конденсации участвуют карбонильный компонент, имеющий частичный положительный заряд на атоме углерода карбонильной группы, и метиленовый компонент, имеющий активированные атомы водорода в качестве катализатора В используют основание, способное отщепить протон от метиленового компонента. При этом возможно а) нуклеофильное присоединение метнленового компонента к карбонильной группе с образованием спирта, б) нуклеофильное замещение атома кислорода карбонильной группы с образованием алкена и последующее нуклеофильное присоединение к активированной кратной связи этого алкена второй молекулы метиленового компонента. В обще / виде реакцию можно изобразить следующим образом [c.188]

При замещении у атома углерода карбонильной группы порядок нуклеофильности отличается от порядка для насыщенного атома углерода — он точнее коррелирует с основностью. Это, по-видимому, обусловлено тем, что атом углерода карбонильной группы с его частичным положительным зарядом в большей степени напоминает протон, чем атом углерода в насыщенном реакционном центре. Таким образом, карбонильный углерод—намного более жесткая кислота, чем насыщенный атом углерода. Установлен следующий порядок нуклеофильности для таких субстратов [276] Ме2С = Ы0 > >Е10->Ме0->0Н->0Аг->Ыз->Р >Н20>Вг- 1-. Мягкие основания практически не действуют на карбонильный углерод. [c.79]

Порядок нуклеофильности по отношению к атому серы сульфонильной группы следующий OH->RNH2>Nз >F >A O"> >С1 >Н20>1- [1379]. Этот ряд аналогичен ряду для нуклеофильного замещения у атома углерода карбонильной группы (разд. 10.12). Субстраты этих двух типов можно рассматривать как относительно жесткие кислоты по сравнению с насыщенным атомом углерода, который значительно мягче и для которого порядок нуклеофильности иной (разд. 10.12). [c.240]

На стадии 2 электрофилом является протон. Почти во всех реакциях, рассматриваемых в данной главе, электрофильная атака происходит либо атомом водорода, либо атомом углерода. Отметим, что стадия 1 точно соответствует стадии 1 тетраэдрического механизма нуклеофильного замещения у карбонильного атома углерода (т. 2, разд. 10.9), поэтому можно ожидать, что замещение будет конкурировать с присоединением. Однако такое встречается редко. Если А и В — это Н, К или Аг, то субстрат представляет собой альдегид или кетон, а они почти никогда не вступают в реакции замещения, так как Н.КиАг — очень плохие уходящие группы. В случае кислот и их производных (Б = ОН, ОК, ЫНг и т. д.) присоединение происходит редко, так как перечисленные группы представляют собой хорошие уходящие группы. Таким образом, в зависимости от природы [c.322]

При обработке основаниями а-дикетоны дают соли а-гид-роксикислот. Эта реакция называется бензильной перегруппировкой [131]. Хотя реакция обычно осуществляется на арильных производных, ее можно применить и к алифатическим ди-кетонам и а-кетоальдегидам. Использование алкоксид-ионов вместо ОН приводит к соответствующим сложным эфирам [132], хотя алкоксид-ионы, которые быстро окисляются (такие, как 0Е1- и ОСИМег ), здесь не используют, так как они восстанавливают бензил в бензоин. Ароксид-ионы (ОАг") для этой реакции не являются достаточно сильными основаниями. Механизм перегруппировки в основном аналогичен механизмам реакций 18-1—18-4, но есть и различия. Мигрирующая группа не двигается к углероду с открытым секстетом. Углерод имеет октет, но может принять группу с парой электронов за счет смещения я-электронов связи С = 0 к кислороду. Первой стадией будет атака карбонильной группы основанием, т. е. та же стадия, что и первая стадия тетраэдрического механизма нуклеофильного замещения (т. 2, разд. 10.9) и многих случаев присоединения по связи С = 0 (т. 2, гл. 16) [c.141]

Первичные и вторичные амины реапфуют с галогеиангидридами, ангидридами и сложньши эфирами карбоновых кислот с образованием амидов. Все эти реакции надо классифицировать как нуклеофильное замещение у карбонильного лр -гибридиого атома углерода, их механизм и применение в синтезе амидов рассмотрено в главе 18. [c.1629]

Реакции типа 1.Б (табл. 7-1) заключаются в нуклеофильном замещении группы Y, присоединенной к углероду карбонильной группы. Субстрат может представлять собой эфир (Y = OR), тиоэфир (Y=SR) или амид (Y=NHR), а ферментативная реакция — гидролиз (когда В — это 0Н , образующийся из воды) или трансацилирование (когда В — это анион спирта, тпола или амина). Процессы трансацилирования играют исключительно важную роль в биосинтезе, однако наиболее интенсивно изучены ферменты, катализирующие реакции гидролиза. [c.103]

Гидроксильная группа боковой цепи серинового остатка атакует молекулу диизопропилфторфосфата у атома фосфора, замещая атом фтора. Заметим, что эта реакция представляет собой реакцию нуклеофильного замещения у атома фосфора (реакция типа 1.В, табл. 7-1), но в этом случае она протекает на ферменте, обычно катализирующем реакцию замещения у атома углерода карбонильной группы. Молекулу диизопропилфторфосфата можно рассматривать как псевдосубстрат (квазисубстрат), который реагирует с ферментом аналогично настоящему субстрату, но который не обеспечивает нормального завершения реакции. [c.107]

В связи с тем, что получение фталидсодержащих метакрилатов не описано, мы предприняли исследование реакции между З-хлор-3-фенилфталидом (I) и метакрилатом калия (Па). Она протекает, по всей вероятности, как нуклеофильное замещение. Наиболее положительно заряженным атомом во фталидном цикле является атом углерода карбонильной группы, о чем свидетельствует самая большая величина химического сдвига в ЯМР спектре (157,31 мд.). Поэтому наиболее вероятным является следующее взаимодействие соединений (схема 1). При этом продукт реакции -хлорид калия - выпадает в осадок. [c.5]

Впервые синтезированы и идентифицированы фталидсодержащие метакрилаты, имеющие фталидный цикл в циклической и открытой формах. Показано, что в зависимости от характера среды, реакция нуклеофильного замещения затрагивает либо атом углерода карбонильной группы фталидного цикла, либо третичный атом углерода этого цикла, находящийся в состоянии / -гибридизации. [c.21]

Ацильные соединения (карбоновые кислоты и их производные) обычно претерпевают реакции нуклеофильного замещения, в которых группы ОН, С1, OO R, NHj или 0R замещаются на другие основные группы. Замещение протекает гораздо легче, чем замещение при насыщенном атоме углерода 8 действительности многие из этих реакций вообще не происходят в отсутствие карбонильной группы, как, например, замещение NHj на ОН. [c.630]

Обычно соединение, содержащее двойную углерод-углеродную связь п карбонильную группу, проявляет свойства, характерные для обеих функциональных групп. Непредельный сложный эфир или непредельный кетон по двойной углерод-углеродной связи вступают в реакции электрофильного присоединения кислот и галогенов, гидрирования, гидроксилирования и расщепления по карбонильной группе ога участвуют в реакщ ях нуклеофильного замещения, типичных для сложных эфиров, или нуклеофильного присоединения, типичных для кетонов. [c.914]

Реакции нуклеофильного замещения при атоме углерода карбонильной группы могут осуществляться как по моно-, так и по бимолекулярному механизму более характерными являются реакции бимолекулярного замещения. В то время как реакции мономолекулярного замещения при атоме углерода, карбонильной группы имеют очень много общего с реакциями Sfjl в алкилгалогенидах, реакции бимолекулярного замещения в кислотах и их производных протекают по несколько иному механизму, чем соответствующие реакции алкилгалогенидов. Специфика карбонильной группы состоит в том, что она, являясь ненасыщенной, проявляет склонность к реакциям присоединения . При нуклеофильной атаке [c.191]

Реакция Михаэля представляет собой очень эффективный способ удлинения углеродной цепи электрофила на три (и более) атома углерода. Читатель, конечно, обратил внимание на то, что типичные акцепторы Михаэля, как, например, (90), — это продукты конденсации карбонильных соединений, которые могут быть получены по схеме альдольной конденсации (см. 73, схема 2.26), реакции Виттига (см. 82, схема 2.28), реакции Перкина или Манниха (см. ниже). Подчеркнем также, что типичными нуклеофильными компонентами реакции Михаэля служат ионные еноляты, производные карбонильных соединений. Таким образом, условия, требуемые для получения акцепторов Михаэля, очень схожи или даже идентичны условиям проведения самой реакции Михаэля. Эти обстоятельства создавали предпосылки для того, чтобы состьпсовать обе реакции — получение акцептора Михаэля и присоединение к нему нуклеофильного реагента — в связанную последовательность превращений, проводимых в одной колбе без вьщеления промежуточно образующихся продуктов. Более того, можно было ожидать, что функционально замещенные карбонильные соединения, типичные аддукты, получающиеся в результате реакции Михаэля, в тех же условиях могут быть далее вовлечены в такие типичные для них превращения, как, например, внутримолекулярная альдольная конденсация. Первым примером подобного согласованного проведения последовательности реакций карбонильных соединений явилось аннелирование по Робинсону [14а,Ь], стандартный путь создания шестичленного цикла, — метод, широко применяемый в полном синтезе множества природных соединений. Типичный пример такой последовательности приведен на схеме 2.30. [c.114]

Реакция с хлорангидридами кислот [21. С хлорангидридами алифатических п а[юматичес1сих кислот аддукт образует фосфаты с. -окси-р-дикетопов (1) с выходами от 70 до 90%. Считают, что при это. 1 происходит нуклеофильное замещение п]зн углероде карбонильной групп1.1 хлорангидрида. Образую1Д1 еся эфиры легко гидролизуются при кипячении в водиом бензоле (12 нас) с образованием [c.98]

Реакции нуклеофильного замещения характерны для ка б но-вых кислот и их функциональных производных (табл. 7.2). В дополнение к электрофильному (1), основному (2) и слабому СН-кислотному (3) центрам, имеющимся в альдегидах и кетонах, в молекулах карбоновых кислот и Их функциональных производных присутствует также связанный с атомом углерода карбонильной группы заместитель X (потенциальная уходящая группа, нуклеофуг), способный уходить в виде аниона Х или сопряженной кислоты НХ. [c.194]

Приведенные реакции нуклеофильного замещения у 5р -гиб-аизованного карбонильного атома углерода проходят легко, так к фосфатные группы являются хорошо уходящими (см. 4.4.1). [c.205]

Гетеролитические реакции карбонильной группы аналогичны нуклеофильному замещению у насыщенного атома углерода схема VIII 3) В обоих случаях реакционным центром служит атом, несущий положительный заряд, и нуклеофильный реагент, атакуя его своей неподеленной парой электронов, вытесняет электронную пару, образующую химическую связь в исходной молекуле [c.243]

Различие заключается только в том, что при нуклеофильном замещении у насыщенного атома углерода вместе с электронной парой из молекулы вытесняется заместитель, а при реакциях карбонильной группы электронная пара переходит на карбонильный кислород, приобретающий отрицательный заряд В дальнейшем реакция обычно завершается присоединением к кислороду протона или продолжается с элиминированием элементов воды, что в конечном счете приводит к замещению кислорода на остаток атакующей молекулы Например, для азотистых оснований реакцию можно представить схемой VIII 3 [c.243]

Взаимодействие а-кетонитрилов с соединениями, содержащими активные метиленовые группы, можно рассматривать как реакции нуклеофильного замещения. При этом сначала карбанион присоединяется к карбонильному атому углерода получающийся цианалкокси-анион в щелочной среде неустойчив и распадается с образованием ацильного производного и цианид-иона [c.414]

Как видно из приведенного уравнения, процесс сводится к нуклеофильному замещению у карбонильного атома углерода сложного эфира (уходящей является К О-группа) и последний, следовательно, выступает как ацилирующий агент. Поскольку в данном случае кетон сам по себе не может быть нуклеофилом и, следовательно, не может ацилироваться сложным эфиром, очевидно, что каталитическое действие основания в этой реакции, как и при альдольно-кротоновых конденсациях, сводится к генерированию из кетона активной нуклеофильной частицы — енолят-аниона. [c.206]

Алкилирование 4,5-дигидро-6-К-1,2,4-триазин-З (2Н)-тиона монохлор(бром)уксусной кислотой или а-галогенкетоиами, 1,2-дибромэтаном, 1,3-дибромпропаном ведет к образованию замещенных тиазоло-[3,2-6]-1,2,4-триазинов. В случае монохлоруксусной кислоты на первой стадии процесса происходит алкилирование триазина по сере. Продукт алкилирования за счет атаки карбонильного углерода по атомам азота кольца может превращаться в интермедиаты а, б (см. схему 9). Образование а предпочтительно, ввиду большей нуклеофильности пиридиноподобного (хуо -гибридного) азота в положении 2 кольца, по сравнению с пирролоподобным (зр -гибридным) азотом в положении 4 кольца. Последующая прототропная перегруппировка интермедиата и дает замещенный тиазоло-[3,2-б]-1,2,4-триазин [591] [c.229]

Другой важный фактор при определении возможности протекания процесса замыкания цикла связан с геометрией подхода нуклеофильного центра к электрофильному в пер содном состоянии. Хорошо известно, например, что при бимолекулярном нуклеофильном замещении при насыщенном атоме углерода реализуется переходное состояние, в котором нуклеофил приближается со стороны, противоположной уходящей группе. Атака нуклеофилом карбонильной группы предпочтительна сверху или снизу плоскости связи С=0 под углом, близким к тетраэдрическому. Преимущественные направления атаки нуклеофилами различных электрофильных центров продемонстрированы на рис. 4.5. Вероятно, небольшие отклонения от подходящей геометрии допустимы (обзор см. [7]), однако напряжение в некоторых типах процессов, приведенных на рис. 4.4, затрудняют образование циклов с пятью и меньшим количеством атомов. Например, можно предположить, что процесс эндо-триг невыгоден для образования циклов с числом атомов, меньшим [c.84]

В результате протонирования частичный положительный заряд на атоме углерода карбонильной группы возрастает, и он легче взаимодействует с таким слабым нуклеофилом, как спирт. После присоединения спирта происходит отщепление протона (возврат катализатора) от оксониевого иона и образование полуацеталя. Превращение полуацеталя в ацеталь протекает только в условиях кислотного катализа и представляет собой нуклеофильное замещение. Молекула полуацеталя протонируется по гидроксильной группе, при этом возникает стабильная уходящая частица — молекула воды, после отщепления которой образуется карбокатион, стабилизированный при участии неподеленной пары соседнего атома кислорода. Карбокатион присоединяет нуклеофил (вторую молекулу спирта), затем отщепляется протон и образуется конечный продукт. [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология