Реакция формилирования - Formylation reaction
А реакция формилирования в органическая химия относится к органические реакции в котором органическое соединение функционирует с формил группа (-CH = O). Реакция - это путь к альдегиды (C-CH = O), формамиды (N-CH = O), и формиатные эфиры (О-CH = O). Реагент, доставляющий формильную группу, называется формилирующий агент.[1] Особенно важным процессом формилирования является гидроформилирование который превращает алкены в гомологированный альдегид. Преобразование бензол к бензальдегид является основой Реакция Гаттермана – Коха:
Ароматическое формилирование
Реакции формилирования представляют собой форму электрофильное ароматическое замещение и поэтому лучше всего работают, когда ароматические исходные материалы богаты электронами. Фенолы очень часто встречаются, поскольку они могут быть легко депротонированы с образованием феноксиды которые являются отличными нуклеофилами, другие богатые электронами субстраты, такие как мезитилен, пиррол, или конденсированные ароматические кольца также могут вступить в реакцию. Бензол будет реагировать в агрессивных условиях, но деактивированные кольца, такие как пиридин трудно эффективно формилировать.
Селективное орто-формилирование фенолов
Обычно ожидается, что фенол реагирует с образованием смеси орто и параграф продукты, однако многие реакции формилирования будут селективно давать только орто-продукт (например, 2-гидроксибензальдегид ). Это можно объяснить сильными притягивающими взаимодействиями между феноксидом и формилирующим реагентом во время реакции, например ионными взаимодействиями с катионными центрами азота в Реакция Вильсмайера – Хаака и Дафф реакция или координация с металлами с высокой степенью окисления при формилировании Казираги и Формилирование Рише (ср. Реакция Кольбе – Шмитта Прямая реакция фенола с параформальдегид возможно через Формилирование Казираги,[2] во всех других методах использовались замаскированные формы формальдегида, частично для ограничения образования фенолформальдегидные смолы. Альдегиды сильно дезактивируют, поэтому фенолы обычно реагируют только один раз, однако некоторые реакции, такие как Дафф реакция, может дать двойное сложение.[3]
Другие субстраты
Формилирование можно применять к другим ароматическим кольцам. Поскольку это обычно начинается с нуклеофильной атаки ароматической группы, электронная плотность кольца является важным фактором. Известно, что некоторые ароматические соединения, такие как пиррол, региоселективно формилируют.[4]
Формилирование бензольных колец может быть достигнуто с помощью Реакция Гаттермана и Реакция Гаттермана-Коха. Они включают сильный кислотный катализ и протекают аналогично Реакция Фриделя – Крафтса.
Список реакций ароматического формилирования
- Диметилформамид и оксихлорид фосфора в Реакция Вильсмайера-Хаака.[5]
- Гексаметилентетрамин в Дафф реакция и Сомлет реакция
- Монооксид углерода и соляная кислота в Реакция Гаттермана-Коха
- Цианиды в Реакция Гаттермана. Этот метод синтезирует ароматические альдегиды с использованием хлористый водород и цианистый водород (или другой цианид металла как таковой цианид цинка ) в присутствии кислотных катализаторов Льюиса:
- Хлороформ в Реакция Реймера-Тимана
- дихлорметилметиловый эфир в Формилирование Рише. Формилирование 3-метиламино-1-пропанола с формамид (вместо этилхлорформиат ) как защитная группа при подготовке Протриптилин. Формамид также использовался (вместо муравьиной кислоты) в синтезе примидон.
Алифатическое формилирование
Гидроформилирование Алкенов является наиболее важным методом алифатического формилирования, однако он в значительной степени ограничен промышленными условиями из-за высоких температур и давления. Существует несколько специальных методов синтеза в лабораторных условиях, включая Сомлет реакция, Синтез альдегида Буво или же Синтез альдегидов Бодру-Чичибабина.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Олах, Г.А.; Ohannesian, L .; Арванаги, М. (1987). «Формилирующие агенты». Chem. Rev. 87: 671–686. Дои:10.1021 / cr00080a001.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
- ^ Казираги, Джованни; Каснати, Джузеппе; Апулия, Джузеппе; Сартори, Джованни; Теренги, Джулиана (1980). «Селективные реакции между фенолами и формальдегидом. Новый путь к салицилальдегидам». Журнал химического общества, Perkin Transactions 1: 1862. Дои:10.1039 / P19800001862.
- ^ Линдой, Леонард Ф. (июль 1998 г.). «Моно- и диформилирование 4-замещенных фенолов: новое применение реакции Даффа». Синтез. 1998 (07): 1029–1032. Дои:10.1055 / с-1998-2110.
- ^ Варасина, Такуя; Мацуура, Дайсуке; Сэнгоку, Тэцуя; Такахаши, Масаки; Йода, Хидеми; Кимура, Ёсиказу (16 октября 2018 г.). «Региоселективное формилирование пиррол-2-карбоксилата: кристаллический реагент Вильсмайера против дихлорметилалкилового эфира». Исследования и разработки в области органических процессов. Дои:10.1021 / acs.oprd.8b00233.
- ^ Ding, S .; Цзяо, Н. (2012). "N, N-Диметилформамид: многоцелевой строительный блок ». Энгью. Chem. Int. Эд. 51: 9226–9237. Дои:10.1002 / anie.201200859.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)