Реферат: Реакция альдольно-кротоновой конденсации, и ее оптимизация

Следовательно, свойства соединений, в молекуле которых две группы, оказывают взаимное влияние, разделены винильным фрагментом, будут похожими на свойства соединений, где этого разделения нет. Это явление объясняется высокой эффективностью передачи электронного влияния через винильную группу и называется винилогией , а соответствующие соединения ‑ в данном случае альдегиды общей формулы СН₃ (СН=СН)_n СНО, где n=0, 1, 2 и т.д. ‑ винилогами.

Альдегиды, как и кетоны симметричного строения, могут образовывать только один енолят и, следовательно, ‑ только один продукт самоконденсации, а несимметричные кетоны ‑ два енолята и, следовательно, два продукта самоконденсации:

Исключения составляют метилкетоны, отщепляющие при катализе основанием протон только от метильной группы. В результате их самоконденсации протекает однозначно:

Используя принцип альдольно-кротоновой конденсации, можно вводить в реакцию с альдегидам целый ряд соединений, обладающих С-Н-кислотностью. При этом не всегда можно провести четкую границу между этой реакцией и реакцией Кневенагеля.

При синтезе Перкина альдегиды взаимодействуют с ангидридами алифатических карбоновых кислот, причем образуются a,b-ненасыщенные карбоновые кислоты. В качестве оснований, служащих конденсирующими средствами, используют щелочные соли карбоновых кислот или третичные основания (пиридин). Лучше всего идет реакция с ароматическими альдегидами, она приводит к образованию коричных кислот:

Конденсация формальдегида с уксусной кислотой с образованием акриловой кислоты также имеет значение в промышленности.

В жестких условиях в качестве метиленового компонента можно использовать также сложные эфиры карбоновых кислот. Они реагируют с ароматическими альдегидами и кетонами с образованием коричных кислот в присутствии алкоголятов щелочных металлов в качестве катализаторов. (По отношению к алифатическим кетонам сложные эфиры ведут себя как карбонильные компоненты).

Ацетонитрил может конденсироваться с кетонами и ароматическими альдегидами в условиях межфазного катализа в присутствии концентрированного раствора гидроксида калия.

Более кислые сложные эфиры a-хлорозамещенныех жирных кислот реагируют в роли метиленового компонента, как с альдегидами, так и с кетонами. При этом сначала образуется хлорогидрин, который в условиях реакции немедленно отщепляет хлороводород (реакция Дарзана-Кляйзена):

(реакция I)

Полученные таким способом 2,3-эпоксиэфиры (глицидные эфиры) при омылении декарбоксилируются и перегруппировываются в альдегиды:

В условиях межфазного катализа из хлороацетонитрила аналогично реакции I в присутствии гидроксида натрия можно получить 2,3-эпоксипропионитрилы.

В качестве других С-Н-кислотных соединений, реагирующих с альдегидами как метиленовые компоненты, можно назвать, например, a- и g-пиколины, а также циклопентадиен.

Иллюстрацией такого рода синтезов может служить получение кониина ‑ первого алкалоида, синтезированного Ладенбургом в 1886 г.

Из 2-метилпиридина и формальдегида через промежуточный 2-гидроксиэтилпиридин в промышленности получают мономер 2-винилпиридин.

При синтезе алкилпиридинов в промышленности промежуточными стадиями также являются реакции альдольно-кротоновой конденсации, связанные с образованием иминов и дегидрированием. Так, из ацетальальдегида и аммиака над Al₂ O₃ при 450^о С образуется смесь a- и g-пиколина, конденсация чрезвычайно многогранна, в тех же условиях в присутствии формальдегида получают пиридин и b-пиколин, причем последний можно окислить далее до никотиновой кислоты.

Как показывают эти примеры, адольно-кротоновая и имеет важное препаративное значение для создания связей С-С.

Общие методики проведения Альдольно-кротоновой конденсации:

А. Конденсация алифатических альдегидов .

В трехгорлую колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой, капельной воронкой и внутренним термометром, помещают 1 моль соответствующего альдегида (используют только свежеперегнанные альдегиды и кетоны) в 75 мл эфира. При охлаждении водой очень медленно прибавляют 15%-ный раствор 0.02 моля КОН в метаноле, причем температура в колбе должна поддерживаться в пределах 10-15^о С. Затем перемешивают еще 1,5 ч при комнатной температуре, нейтрализуют эквимолярным количеством ледяной уксусной кислоты, отделяют осадок ацетата калия, сушат сульфатом натрия и перегоняют при возможно более низкой температуре.

Б. Конденсация алифатических альдегидов (кроме формальдегида) с кетонами .

В трегорлую колбу емкостью 500 мл, снабженную мешалкой, капельной воронкой, внутренним термометром, помещают кетон (свежеперегнанный) и прибавляют 0.03 моля КОН в виде 15%-ного метанольного раствора. Если кетон имеет только одну реакционноспособную группу (метильную или метиленовую), то берут 1 моль, во всех других случаях ‑ 3 моля, если хотят получить моноаддукт.

При интенсивном перемешивании и охлаждении водой прибавляют из капельной воронки (очень медленно, в течение 4-6 ч) 1 моль свежеперегнанного алифатического альдегида в 75 мл эфира (при температуре внутри колбы 10-15^о С), а затем перемешивают еще 1.5 ч при комнатной температуре. После этого нейтрализуют ледяной уксусной кислотой, сушат сульфатом натрия и перегоняют.

В. Реакции ароматических альдегидов с кетонами.