Электрофильная атака на атомы азота кольца

Это предположение само по себе вполне законно, так как п-электроны связи N = в основании Шиффа смещены к атому азота, который в условиях реакции может протонироваться. Наличие полного положительного заряда на атоме азота должно оказать влияние на сопряженную со связью N = кратную углерод-углеродную связь в результате на атоме углерода концевой метиленовой группы появляется частичный положительный заряд, и он может электрофильно атаковать орго-положение бензольного кольца [см. формулу (115)]. [c.552]

Интермедиат, образующийся при электрофильной атаке по положению 2, стабилизирован — это бензильный катион, но атом азота не может принимать участие в делокализации заряда без нарушения ароматичности бензольного кольца (резонансная форма, вклад которой ограничен, показана в круглых скобках). В наиболее стабильном интермедиате, образующемся при атаке по положению 3, заряд локализован в положении, соседнем с атомом азота, и стабилизация в значительной степени обеспечивается взаимодействием с неподеленной парой электронов атома азота. [c.408]

По сравнению с индолом бензо[й]фураны и бензо[й]тиофены изучены гораздо менее полно, однако можно заметить и сходство, и некоторые отличия. Каждая из перечисленных систем вступает в реакции электрофильного замещения, но 3-региоселективность гораздо менее выражена, чем для индола, вплоть до того, что для бензо[й]тиофена атака иногда идет по бензольному кольцу, а для бен-зо[й]фурана предпочтительно 2-замещение. Эти отличия обусловлены существенно меньшей электронодонорной способностью атомов кислорода и серы — атом азота в молекуле индола способен вносить гораздо больший вклад в стабилизацию интермедиатов, в частности, как было показано выше, в случае (3-ата-ки, и, следовательно, оказывает большее влияние на региоселективность. В слу- [c.410]

Из рассмотрения данных о прямом галогенировании различных пуринов по 8-углеродному атому следует, что наличие метильной группы у 7- или 9-атомов азота должно повышать электронную плотность в положении 8 ядра и тем самым облегчать электрофильную атаку. Однако если в имидазольном кольце имеется Метильная группа в положении 7 или 9, то реакция сочетания с солями диазония не идет. Это кажущееся несоответствие легко может быть объяснено, если учесть, что все описанные реакции сочетания проводятся в водных слабощелочных растворах и, вероятно, в этих условиях во взаимодействие с солью диазония вступает анион пурина. В таком анионе отрицательный заряд распределен между 7- и 9-атомами азота, и это настолько увеличивает электронную плотность в положении 8, что делает возможным прохождение реакции сочетания по этому месту. [c.216]

Отщепление протона от атома азота кольца. Пиридоны представляют собой слабые кислоты (рКа П) (ср. 403 404) и образуют анионы (404), которые очень легко реагируют с электрофильными агентами по атомам азота, кислорода или углерода. Анион (404) пиридона-2 алкилируется и аминируется [29] по атому азота (404- 405, 408), ацилируется по кислороду (404- -409) и реагирует по углеродному атому кольца в реакции Кольбе (404->410). Атака на анион пиридона (ср. 404) происходит, вероятно, и при других реакциях электрофильного замещения (пример азосочетание хинолона-4 см. стр. 59). [c.71]

Но поскольку пиридины — это основания, электрофильная атака может проходить у них скорее по атому азота, чем по С-атому кольца. В результате в электрофильное замещение по углероду часто вступают не сами свободные основания, а соединения, в которых атом азота протонирован, кватернизован или координирован с другим атомом или группой. Реакционная способность таких соединений пиридиния по отношению к электрофилам намного ниже, чем у свободных оснований парциальный фактор [c.28]

Если хинолин рассматривать как бензо[Ь] пиридин, то многое в его химии может быть объяснено по аналогии с бензолом (или нафталином) и пиридином. Богатый электронами атом азота свободного основания служит главным центром при атаке электрофилами, но когда он протонирован или кватернизован каким-либо другим образом, электрофильное замещение идет преимущественно по атомам углерода карбоциклического кольца. Как и следует ожидать, если промежуточное состояние аналогично а-комплексу, то положения 5 и 8 кинетически предпочтительны, так что соответствующие интермедиаты могут быть представлены двумя каноническими структурами, которые еще сохраняют ароматический характер гетероциклического кольца, например (56) и (57), в то время как интермедиаты, образующиеся при электрофильной атаке по положениям 6 и 7, могут быть представлены только одной структурой, например (58). [c.217]

Ввиду резко выраженной дезактивации кольца под влиянием аннулярных атомов азота трудно предположить электрофильное замещение по С-5, но атака по атому азота допустима. [c.456]

Большая часть особенностей химии пиридина может быть выведена при рассмотрении структуры этого соединения в сравнении с типами соединений, ранее рассмотренными в других главах. Поскольку пиридин содержит основной атом азота, не связанный с водородом, он должен обладать свойствами, сходными со свойствами третичных аминов, а существенной их чертой будет электрофильная атака по атому азота. Далее, поскольку молекула пиридина, подобно бензолу, является ароматической, то можно ожидать, что она будет участвовать (до некоторой степени) в реакциях электрофильного замещения. Однако имеется более подходящая молекула для сравнения, чем бензол в пиридине содержится сильная электроноакцепторная группа, включенная в цикл, так что остальные атомы кольца становятся электронодефицитными, как это наблюдается для нитробензола. Поэтому пиридин должен обладать пониженной активностью по отношению к электрофилам, но повышенной к нуклеофилам, подобно тому, как нитробензол. Наконец, метиленовая группа заместителя, находящегося в а- или 7-положении к азоту, должна проявлять активность, близкую к активности метиленовой группы в орто- или пара-положении к нитрогруппе в нитробензоле. [c.508]

Нуклеофильные атаки на NH-гpyппы кольца. Пиразолы, имидазолы, тиазолы и тетразолы ведут себя как слабые кислоты. Они образуют соли металлов (например, с амидом натрия, реактивами Гриньяра), которые сильно гидролизуются водой (или нерастворимы, например производные Ад+) образующиеся анионы очень легко реагируют с электрофильными агентами. Замещение идет у атомов азота кольца или атомов углерода, как указывалось в предыдущих разделах (см. стр. 227). Наличие электроноакцепторных групп может повышать кислотный характер соединения так, 4-нитроимидазолы и 3-галогеноиндазолы растворяются в разбавленном растворе едкого натра. ЫН-Группы в азоло-нах также могут терять протон, образуя анионы, которые вступают в различные реакции (ср. анионы, образующиеся из пири-донов). Анионы реагируют очень легко с электрофильными агентами по атому углерода кольца (стр. 232), атому азота кольца (стр. 244) и по экзоциклическому атому кислорода (стр. 244). [c.237]

А. Электрофильное замещение. Пиридин весьма мало склонен к электрофильному замещению. Атом азота обедняет кольцо электронной плотностью, так как он более электроотрицателен, чем углерод. Кроме того, электофильные реагенты в первую очередь атакуют атом азота, образуя на нем электроположительный центр. Поэтому 0-комплексы, образование которых в данном случае требует возникновения в молекуле второго электроположительного центра, мало вероятны. Несколько большей устойчивостью обладают а-комплексы в Р-положении, резонансная стабилизация которых не связана с возникновением второго положительного заряда на атоме азота [c.483]

Активирующее или дезактивирующее влияние заместителя обусловлено индукционным эффектом, который может действовать в двух направлениях. Группа, в которой ключевой атом, непосредственно связанный с кольцом, аряжен положительно или положительно поляризован, отталкивает атакующую электрофильную частицу и таким образом уменьшает способность к замещению. Группа, которая не несет положительного заряда, но которая является электронопритягивающей, также обладает дезактивирующим индукционным эффектом. Поскольку нитрогруппа содержит семиполярную связь, атом азота в ней несет положительный заряд, что делает эту группу в сильной степени электронопритягивающей. Так, нитрогруппа оттягивает электроны и таким образом уменьшает электронную плотность во всех положениях кольца и делает их менее восприимчивыми к атаке Вг+, N0 и т. д. Положительный полюс триметиламмониевой группы—К+(СНз)з обладает наиболее сильным дезактивирующим действием. В сульфогруппе положительно заряженный ключевой атом примыкает к кольцу и также является сильно дезактивирующим. В карбонильных группах кетонов и эфиров атом углерода частично поляризован и обладает дезактивирующим индукционным эффектом, который, однако, не является столь сильным,. как у нитрогруппы. [c.138]

С другой точки зрения миграция арильной группы представляет собой особый пример электрофильного замещения в ароматическом ряду, причем атакующим реагентом в этом случае служит электронодефицитный атом азота. Вполне возможно, что при этом возникают промежуточные соединения типа IV, аналогичные по характеру интермедиатам, предложенным для других реакций электрофильного замещения в ароматическом ряду (разд. 11.15). Электронодонорные группы будут способствовать рассредоточению возникающего в ароматическом кольце положительного заряда и тем самым ускорять образование промежуточного соединения IV. [c.703]

При рассмотрении реакций ароматического электрофильного замещения следует разделить гетероциклические соединения на две группы к первой группе относятся те, которые проявляют свойства оснований, ко второй — те, которые не проявляют основных свойств. Для представителей первой группы характерно взаимодействие неподеленной пары электронов атома азота с электрофильными реагентами (разд. 2.1), присутствующими в реакционной смеси (протон в случае нитрующей смеси, хлорид алюминия в случае реакции Фриделя — Краф-тса), которое проходит быстрее, чем какое-либо замещение при атоме углерода, И превращает субстрат в положительно заряженный катион, склонность которого к взаимодействию с электрофильной частицей Х+ существенно понижена. Стоит вспомнить понижение скорости реакции электрофильного замещения при переходе от незамещенного бензола к катиону N,N,N-тpимeтилaнилиния (РЬЫ Мез) в 10 раз, хотя в этом случае фрагмент, несущий положительный заряд, лишь присоединен к ароматической системе, а не является ее частью. Таким образом, все гетероциклические соединения, содержащие атом азота пиридинового типа (т. е. фрагмент С=Н), с трудом вступают в реакции электрофильного замещения, если (а) в молекуле отсутствуют заместители, активирующие кольцо к атаке электрофилами, (б) в молекуле нет конденсированного бензольного кольца, в котором могут проходить реакции электрофильного [c.35]

Реакция с иитрилоксидами. Нитрилоксиды реагируют с бензо-фуроксанами с образованием три-К-оксидов бензо-1,2,4-триазииов [607, 608]. Предполагается, что нитрилоксидная группировка своим углеродным атомом атакует по К-оксидному атому азоту как более электрофильному, чем другой атом азота фуроксанового кольца [c.206]

Влияние заместителей. Легкость атаки электрофильных агентов на атом азота пиридина зависит от электронной плотности у этого атома и стерических препятствий. Сильные электроноакцепторные заместители (например NO2, OR, С1) затрудняют эти реакции при уменьшении электронной плотности у атома азота. Это влияние является в значительной степени индуктивным и поэтому особенно сильно сказывается из а-положения. Сильные элек-тронодонорные заместители (например NH2, 0R) облегчают элек-трофильную атаку при увеличении электронной плотности у атома азота. Это обусловлено эффектом сопряжения и, следовательно, усиливается в а- и 7-положениях. Конденсированные- бензольные кольца, арильные и алкильные группы и другие группировки атомов со сравнительно слабым электронным эффектом оказывают небольшое влияние. Указанные эффекты иллюстрируются величиной рКа, приведенной на стр. 55. Реакции другого типа, чем протонное присоединение, затрудняются всеми типами а-групп (ср. стр. 56—57). [c.52]

Легкость реакции. Замещение СН=СН-группы в бензоле гетероатомом 2 усиливает чувствительность углеродных атомов кольца к электрофильной атаке в небольшой степени, если 2 — атом серы, и весьма заметно, если 2 — атом кислорода или ЫН-группа (ср. Стр. 166). Замещение одной СН-группы в бензоле атомом азота уменьшает легкость электрофильной атаки (см. стр. 47) замена двух СН-групп атомами азота уменьшает эту легкость еще больше (стр. 132). Эта дезактивация проявляется при нитровании, сульфировании и реакции Фриделя — Крафтса, которые протекают в сильнокислых средах, т. е. в условиях, когда атом азота большей частью протонизован (или связан в комплекс). Для реакций, протекающих в нейтральной среде, например для галогенирования и меркурирования, эффект дезактивации меньше. Если бы влияние нескольких гетероатомов в одном кольце являлось суммой эффектов отдельных гетероатомов, то пиразол, имидазол, оксазол и изоксазол должны были бы нитроваться и сульфироваться так же легко, как бензол тиазол и изотиазол должны были бы реагировап [c.229]

Ориентация. По отношению к электрофильным атакам атомы углерода, находящиеся в а- и -положении, дезактивируются ато-мо.м азота, связанным кратной связью так, первоначальное замещение в 1,2- и 1,3-дигетеросоединениях должно происходить, как показано (200, 201). Пиразолы (200 2 = ЫН), изоксазолы (200 2 = 0), имидазолы (201 2 = ЫН могут существовать в таутомерных формах, так как положения 4 и 5 эквивалентны) и тиазолы (201 2 = 5), как и следовало ожидать, вступают в реакции электрофильного замещения. Известно мало примеров реакций замещения у изотиазолов (200 2 = 5), оксазолов (201 2 = = О) и соединений, содержащих в одном кольце три или более гетероатомов. Дезактивация положения 4 менее эффективна в 1,3-дигетеросоединениях вследствие частичной фиксации связей (ср. стр. 75, 239), и, если положение 5 занято, замещение происходит в положение 4 (202). [c.230]

Электрофильное замещение в хинолине и изохинолиие протекает гораздо легче, чем в молекуле пиридина. Это связано с тем, что атом азота (даже протонированный) оказывает существенно меньшее влияние на реакционную способность атомов углерода бензольного кольца, по сравнению с таковыми в пиридине (фактор парциальной скорости в реакции нитрования для катиона хиноли-ния 10 ). Реакции электрофильного замещения очень удобны для введения заместителей в бензольное кольцо хинолина и изохниолн-на. Как и в молекуле нафталина, электрофильная атака кинетически предпочтительна по положениям 5 и 8. Возникающие при этом интермедиаты более эффективно резонансно стабилизированны по срав.неиию с катионами, образующимися при атаке по положениям б и 7. [c.193]

Способом стабилизации кольца ароматического амина является введение в ор/ио-положение заместителей типа метила. Классическим примером служит Ы,М-диметил-2,6-ксилидин, который не подвергается нитрозированию. Объяснение, выдвинутое для этого и многих других сходных явлений, основано на том, что какое-либо отклонение от строгой планарности уменьшает резонансное взаимодействие атомов. Полагают, что в приведенном примере оршо-метильные группы не позволяют диметиламиногруппе находиться в одной нлосрюстн с кольцом, фактически препятствуя резонансу (Гоулд, 70). В структуре, соответствующей электрофильной атаке в параположение, атом азота должен иметь двойную связь с кольцом и все четыре метильные группы должны находиться в одной плоскости. Исследование молекулярной модели показывает, что такое расположение групп невозможно. [c.103]

Активирующее или дезактивирующее влияние заместителя обусловлено индукционным эффектом, который может действовать в двух направлениях. Группа, в которой ключевой атом, непосредственно связанный с кольцом, заряжен положительно или положительно поляризован, отталкивает атакующую электрофильную частицу и таким образом уменьшает способность к замещению. Группа, которая не несет положительного заряда, но которая является электронопритягивающей, также обладает дезактивирующим индукционным эффектом. Поскольку нитрогруппа содержит семиполярную связь, атом азота в ней несет положительный заряд, что делает эту группу в сильной степени элект-ронопритягиваю1Й,ей. Так, нитрогруппа оттягивает электроны и таким образом уменьшает электронную плотность во всех положениях кольца и делает их менее восприимчивыми к атаке Вг+, и т. д. Положи- [c.132]

В случае первичного или вторичного амина электрофильная атака может быть направлена скорее по атому азота аминогруппы, чем по углероду кольца, если реакцию проводить в очень слабокислых или нейтральных растворах. Так, анилин в этих условиях реагирует с хлористым фенилдиазо-ннем с образованием диазоам йнобензола, который, однако, перегруппировывается в азо-изомер при нагревании с небольшим количеством разбавленной кислоты [c.464]

I этап. Пируват взаимодействует с кофактором пируватдегидро-геназы (пируватдекарбоксилаз.ы) тиаминпирофосфатом. Основную роль играет второй углеродный атом тиазольного кольца ТПФ, который легко теряет протон, превращаясь в карбанион. Карбанион атакует частично положительно заряженный а-углеродный атом пирувата с возникновением связи С—С. Сильно электрофильный атом азота в карбоксиэтил-ТПФ способствует его декарбоксилированию с образованием оксиэтил-ТПФ. [c.152]

Как указывалось в гл. 3, преобладающей таутомерной формой урацила, гуанина, гипоксантина и других аналогичных оснований (и их производных) является кетоформа. При этом атом кислорода отдает в сопряженную систему один электрон и, следовательно, должен обладать частичным отрицательным зарядом и подвергаться атаке электрофильными реагентами. Таких реакций, о,ц-нако, почти неизвестно предпочтительным местом атаки электрофильных агентов является обычно один из атомов азота гетероциклического кольца. Редкие компоненты тРНК, содержащие серу (4-тиоуридин и производные 2-тиоуридина), по своей электронной структуре аналогичны соответствующим кислородным соединениям. Однако в силу значительно больших размеров атома серы п-электроны связаны заметно слабее. Вследствие этого при сопряжении с гетероциклическим ядром на атоме серы возникает значительно больший отрицательный заряд, и он легче подвергается атаке электрофильных агентов, чем атомы азота гетероциклического ядра. С другой стороны, может происходить легкая отдача электронов соответствующему акцептору, т. е. окисление серосодержащих нуклеозидов. [c.426]

Начнем наш обзор с рассмотрения кислотности протона различных кислот (общей формулы НХ). Количественной мерой кислотно-основных взаимодействий для соединений, имеющих способные к диссоциации протоны, является величина Величины охватывают большой диапазон от -10 (НСЮ ) до 44 (Ме СН—Н). Приведем на выбор несколько величин НС1 -7 Н3О+ -1,74 НР 3,17 КСО Н от 4 до 5 [ Нз(Ср)2]+ 5,4 Н СОз 6,35 NH 9,24 КЗН 12 СН ССЮ 12 Н2015,7 РЬС=СН 18,5. Кроме протона имеется много электрофиль-ных центров другого рода, например, углерод карбонильной группы или азот в ионе нитрония (N0 . Один из способов количественной оценки силы донорно-акцепторных взаимодействий в реакциях с участием электрофилов с положительно заряженными атомами углерода или азота заключается в исследовании конкурирующих реакций Фриде-ля - Крафтса, протекающих с промежуточным образованием этих электрофильных частиц. Молярное отношение конечных продуктов, образующихся при проведении реакции Фриделя - Крафтса (см. ниже) в смеси бензола и толуола, является отражением электрофильной силы атакующей частицы по отношению к яр -гибридизованному атому углерода (в ароматическом кольце). Чем слабее электрофил, тем выше селективность его присоединения (высокие величины толуол/ бензол и соотношения пара мета, см. табл. 2) [ 2 ]. [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология