Восстановление сложных эфиров и карбоновых кислот до первичных спиртов

1. Механизм и закономерности течения реакций
2. Реакция Буво–Блана
3. Реакции восстановления сложных эфиров и карбоновых кислот
4. Расщепление под воздействием кислот (деструкция молекул)

Карбоновые кислоты, содержащие одну либо несколько функциональных карбоксильных групп COOH, имеют непосредственную возможность восстановления к спиртам. Самым часто применяемым восстановительным способом является восстановление тетрагидридоалюминатом лития \(Li[AlH_4]\).

Рисунок 1.

Механизм и закономерности течения реакций

Механизм, по которому протекает реакция, описан ниже. Первым этапом протекания реакции является формирование комплексной соли.

Рисунок 2.

Начало непосредственного восстановления реализуется с нуклеофильной атаки карбоксильного углерода отрицательно заряженным ионом водорода \((H^-)\). Это вызывает формирование 1,1-диола, который быстро осуществляет отщепление воды с формированием альдегида, просто поддающегося новой атаке.

Рисунок 3.

Для осуществления реакции применяют растворитель, не взаимодействующий с реактантом. Данным растворителем является эфир и ТГФ. Восстановление карбоновой кислоты до первичных спиртов осуществляется с помощью литийалюминийгидрида при кипячении в тетрагидрофуране \((C_4H_8O) \)либо дибораном \((B_2H_6)\) в более мягких условиях, кроме того при этом не восстанавливаются группы \(NO_2\), \(COOR\) и \(CN\):

Рисунок 4.

Общепринятая методология для того, чтобы восстановить с помощью тетрагидридоалюмината лития выглядит таким образом:

1. К эфирной суспензии восстановителя (малый излишек) производят добавление каплями, перемешивая, эфирный раствор кислоты, осуществляют подогрев смеси.
2. Далее смесь подлежит охлаждению. Осуществляют добавление раствора кислоты либо щелочи для того, чтобы растворился осадок, и для гидролиза продуктов. Производят отделение эфирного пласта. Осуществляют промывку эфиром водную фракцию. Это делается некоторое количество раз, далее выливая в один сосуд и упаривая в роторе до полной сухости. Остаток перекристаллизовывают.

Выход спиртового вещества находится в зависимости от радикала. Чем радикал масштабнее, тем сложнее приблизиться отрицательно заряженному иону водорода к карбонильному углероду. По данной причине немного снижается выход спиртового вещества.

Рисунок 5.

Тетрагидридоалюминатом лития до спиртов возможно осуществлять восстановление не лишь кислоты и сложные эфиры, но и ацилхлориды, общая формула которых R-COCl. Поскольку карбонильная группа (C=O) более хорошо подлежит восстановлению, нежели карбоксильная группа, в ситуации оксокислот необходимо, прежде всего, защищать карбонильную группу:

Рисунок 6.

Восстановительная реакция карбоксильной группы тетрагидридоалюминатом лития, отличительно от иных методик обретения спиртовых веществ, течет с большой энергичностью.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Более мягковатым восстановителем является тетрагидридоборат натрия \((NaBH_4)\). Он используется для того, чтобы восстанавливать эфиры и фенолы. Большой выход по данной реакции возможно зафиксировать, когда есть электрон-акцепторный заменитель в бензольном кольце.

Для того чтобы восстановить карбоновые кислоты возможно применять бороэтан \((B_2H_6)\). Реакция осуществляется в кислой среде в тетраметиленоксиде \((C_4H_8O)\):

Рисунок 7.

Для того чтобы восстановить эфиры можно использовать в том числе \(LiBEt_3H\), \(BH_3 – SMe_2\) в закипающем ТГФ.

Реакция Буво–Блана

До того момента, когда были открыты вышеуказанные методики, использовалась реакция Буво-Блана. Это реакция осуществлялась в результате взаимодействия металлического натрия с этиловым спиртом \((С_2H_6O)\). Карбоновая кислота, в данной ситуации, практически моментально преобразовывается в эфир.

Рисунок 8.

Механизм реакции возможно визуализировать следующим образом: снабжением электронов считается металлический натрий, который получают электролизом расплава хлорида натрия. В свою очередь, источником протонов считается спирт.

Рисунок 9.

Реакция, сравнительно с применением тетрагидридоалюминатом лития, является не столь активной, однако является намного селективной, но в настоящее время практически не используется.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Реакции восстановления сложных эфиров и карбоновых кислот

Получение первичных спиртовых веществ возможно, если восстанавливать сложные эфиры либо карбоновые кислоты, к примеру, \(LiAlH_4\) и \(NaBH_4 \)тетрагидридоалюминатом лития в эфире и ТГФ.

Необходимо заметить, что \(NaBH_4\) не осуществляет восстановление сложноэфирные и карбоксильные группы. Восстановление данных групп предоставляется возможным осуществить с помощью тетрагидридобората натрия при наличии данных групп. Выход продуктов только изредка может быть меньше 80%. Сложный эфир возможно осуществить восстановление и посредством борогидрида лития:

Рисунок 10.

Восстановление карбонильных групп гидридом считается реакцией нуклеофильного добавления, типичной для веществ с карбонильными группами. Выполнение функций нуклеофильных агентов в данной ситуации осуществляют отрицательно заряженные ионы водорода. В то же время, углеродные атомы карбонильных групп меняют гибридизацию с \(sp^2\) до \(sp^3 \):

Рисунок 11.

Расщепление под воздействием кислот (деструкция молекул)

Реакцию расщепления органических соединений под воздействием кислот именуют ацидолизом. Сконцентрированные кислоты \((HI, HBr, H_2SO_4)\) уже при нормальных температурных показателях в комнате осуществляют расщепление эфиров, одним из вариантов получения продуктов в результате реакций ацидолиза считаются спиртовые вещества.

В реакции с йодидной кислотой при эквимолярности реактантов формируются галогенуглеводороды и спиртовые вещества, в излишке кислоты – лишь галогенуглеводороды.

Рисунок 12.

Нуклеофильную атаку в несимметричных эфирах, как правило, испытывают самые достижимые стерические радикалы. Течение реакции осуществляется по механизму \(S_N2\):

Рисунок 13.

При взаимном воздействии эквимолярных количеств галогенидных кислот, а также диалкилових эфиров, в структуре которых один радикал является первичным, а иной является третичным, формируются первичные спиртовые вещества.

Рисунок 14.

Реакция осуществляется в соответствии с механизмом \(S_N1\):

Рисунок 15.

При взаимном воздействии эквимолярных количеств галогенидных кислот, а также алкилариловых эфиров формируются гидроксибензол \((C_6H_6O)\) и галогеноалканы.

Рисунок 16.

Данная реакция принята в качестве основы реакции профессора химии Симона Цейзеля. Данный метод используется для установления количества алкоксигрупп \((RO-)\) в органических соединениях, созданный на реакции рассматриваемого вещества с йодоводородной кислотой.

Диариловые эфиры не расщепляются под воздействием галогенидных кислот. Расщепление эфиров под воздействием сконцентрированной сульфатной кислоты \((H_2SO_4)\) вызывает формирование эфиров сульфатной кислоты:

Рисунок 17.