Реакция Реймера-Тимана
| Реакция Реймера-Тимана, также известная как реакция ОТ | |
|---|---|
| Назван в честь | Карл Реймер Фердинанд Тиман |
| Тип реакции | Реакция замещения |
| Идентификаторы | |
| Идентификатор онтологии RSC | Номер заказа:0000072 |
Реакция Реймера -Тимана — это химическая реакция , используемая для орто - формилирования фенолов . [ 1 ] [2] [3] [4] Простейшим примером является превращение фенола в салициловый альдегид . Впервые о реакции сообщили Карл Реймер и Фердинанд Тиман . [5]
Механизм реакции
Хлороформ ( 1 ) депротонируется сильным основанием (обычно гидроксидом ) с образованием карбаниона хлороформа ( 2 ), который быстро альфа-элиминируется с образованием дихлоркарбена ( 3 ); это основной реактивный вид. Гидроксид также депротонирует фенол ( 4 ) с образованием отрицательно заряженного феноксида ( 5 ). Отрицательный заряд делокализован в ароматическом кольце, что делает его гораздо более нуклеофильным. Нуклеофильная атака на дихлоркарбен дает промежуточный дихлорметилзамещенный фенол ( 7 ). После основного гидролиза образуется желаемый продукт ( 9 ). [6]
Избирательность
Благодаря двум электроноакцепторным группам хлора карбен ( 3 ) является сильно электронодефицитным и притягивается к богатому электронами феноксиду ( 5 ). Это взаимодействие благоприятствует селективному орто -формилированию, что согласуется с другими реакциями электрофильного ароматического замещения .
Условия реакции
Гидроксиды плохо растворяются в хлороформе, поэтому реакция обычно проводится в двухфазной системе растворителей. В простейшем смысле это состоит из водного раствора гидроксида и органической фазы, содержащей хлороформ. Поэтому два реагента разделены и должны быть объединены для того, чтобы реакция произошла. Этого можно достичь быстрым перемешиванием, катализаторами фазового переноса или эмульгирующим агентом, таким как 1,4-диоксан в качестве растворителя.
Обычно для начала реакции требуется нагрев; однако после начала реакция Реймера-Тимана может быть сильно экзотермичной. Такое сочетание свойств делает ее склонной к тепловым выходам из строя .
Объем
Реакция Реймера-Тимана эффективна для других гидроксиароматических соединений, таких как нафтолы . [7] Известно, что богатые электронами гетероциклы, такие как пирролы и индолы, также вступают в реакцию.
Дихлоркарбены могут реагировать с алкенами и аминами, образуя дихлорциклопропаны и изоцианиды соответственно. Таким образом, реакция Реймера-Тимана может быть непригодна для субстратов, содержащих эти функциональные группы. Кроме того, многие соединения не выдерживают нагревания с гидроксидом.
Сравнение с другими методами
Прямое формилирование ароматических соединений может быть осуществлено различными методами, такими как реакция Гаттермана , реакция Гаттермана–Коха , реакция Вильсмейера–Хаака или реакция Даффа ; однако с точки зрения простоты и безопасности операций реакция Реймера–Тимана часто является наиболее выгодным путем, выбранным в химическом синтезе. Из реакций, упомянутых ранее, реакция Реймера–Тимана является единственным путем, не требующим кислых и/или безводных условий. [2] Кроме того, реакция Гаттермана–Коха неприменима к фенольным субстратам .
Вариации
Использование четыреххлористого углерода вместо хлороформа дает карбоновую кислоту вместо альдегида. [8] Например, этот вариант реакции с фенолом даст салициловую кислоту .
Исторические справки
Реймер и Тиман опубликовали несколько статей по этой теме. [9] [10] [5] [11] Ранние работы были рассмотрены. [12]
Ссылки
- ↑ Марч, Джерри (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 3-е издание, Нью-Йорк: Wiley, стр. 726-7, ISBN 9780471854722, OCLC 642506595
- ^ аб Винберг и Мейер, Эгберт, Ганс; Мейер, Эгберт В. (2005). Реакция Реймера-Тимана . п. 14. дои : 10.1002/0471264180.или 028.01. ISBN 9780471264187.
- ^ Добен, Уильям Г. (1982). «Реакция Реймера-Тимана». Органические реакции, Том 28 . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience. стр. 1–36. дои : 10.1002/0471264180.или 028.01. ISBN 978-0471861416.
- ^ Винберг, Ганс (1991-01-01), Трост, Барри М.; Флеминг, Ян (ред.), "3.4 - Реакция Реймера–Тимана", Comprehensive Organic Synthesis , Oxford: Pergamon, стр. 769–775, doi :10.1016/b978-0-08-052349-1.00048-2, ISBN 978-0-08-052349-1, получено 2022-02-28
- ^ Аб Реймер, Карл; Тиманн, Фердинанд (1876). «Ueber die Einwirkung von Chloroform auf щелочной фенолят» [Влияние хлороформа на фенол и особенно на щелочной раствор ароматических оксикислот]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком языке). 9 : 824–828. дои : 10.1002/cber.187600901247.
- ^ Хайн, Джек; Ван дер Вин, Джеймс М. (декабрь 1959 г.). «Механизм реакции Реймера-Тимана». Журнал Американского химического общества . 81 (24): 6446–6449. doi :10.1021/ja01533a028.
- ^ Рассел, Альфред; Локхарт, Лютер Б. (1942). "2-ГИДРОКСИ-1-НАФТАЛЬДЕГИД". Органические синтезы . 22 : 63. doi :10.15227/orgsyn.022.0063.
- ^ Гаонкар, А. В.; Киртани, Дж. К. (2010). «Реферат ChemInform: Реакция Реймера-Тимана с использованием четыреххлористого углерода». ChemInform . 22 (41): 1991. doi :10.1002/chin.199141092.
- ^ Реймер, К. (1876). «Ueber eine neue Bildungsweise Aromatischer Aldehyde» [О новом способе образования ароматических альдегидов]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком языке). 9 : 423–424. дои : 10.1002/cber.187600901134.
- ^ Реймер, Карл (1883) "Sitzung vom 22. Январь 1883" . Берихте дер немецкое химическое общество . 16 , с. 101.
- ^ Реймер, К.; Тиманн, Фердинанд (1876). «Ueber die Einwirkung von Chloroform auf Phenole und besonders Fratische Oxysäuren in щелочной Lösung» [О влиянии хлороформа на фенолы и особенно ароматические оксикислоты в щелочном растворе]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 9 (2): 1268–1278. дои : 10.1002/cber.18760090270.
- ^ Винберг, Ганс (1960). «Реакция Реймера-Тимана». Chemical Reviews . 60 (2): 169–184. doi :10.1021/cr60204a003.
