Синтез диметилэтилкарбинола (2-метилбутанола-2)

Курсовой проект - Химия

Другие курсовые по предмету Химия

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



сходит в присутствии кислого катализатора. При этом нейтральный слабый С-нуклеофил - енол - присоединяется к активированной карбонильной группе. Продукты альдольной конденсации легко отщепляют молекулу воды и образуют ненасыщенные соединения (кротоновая конденсация). Реакция альдольной конденсации, катализируемая кислотой или основанием (5) в общем виде:

 

(5)

 

б) Присоединение N-нуклеофилов к карбонильной группе представляет собой различные реакции аммиака, первичных и вторичных аминов, первичных и вторичных аминов, гидразина и его производных, гидроксиламина и других соединений с первичной или вторичной аминогруппой.

Реакция производных аммиака почти всегда заканчивается отщеплением молекулы воды от продукта присоединения и образованием соединений с двойной связью С=N [3].

 

(6)

 

Восстановительное аминирование - превращение кетонов в амины при обработке аммиаком в присутствии катализатора.

(7)

 

В ходе восстановительного аминирования кетон может реагировать не только с аммиаком, но и с образующимся первичным амином, в результате чего получается некоторое количество вторичного амина. Однако тенденцию к образованию подобных продуктов дальнейшего превращения можно легко контролировать, подбирая соотношения реагентов [1].

в) Присоединение О-нуклеофилов к карбонильной группе представляет собой реакции карбонильных соединений с водой, алканолами, пероксикислотами, реакции олигомеризации и полимеризации. Реакции с анионными О-нуклеофилами (гидроксиды, алканоляты) обычно вызывают другие превращения (альдольное присоединение, реакции диспропорционирования).

Вода и алканолы являются слабыми нуклеофилами, поэтому реакция идет только с очень активными карбонильными соединениями (формальдегид, галогензамещенные альдегиды и кетоны) или с активированными вследствие кислотного катализа карбонильными соединениями. Эти реакции можно изобразить схемой (8):

 

(8)

 

В реакции с алканолами получаются полуацетали. В избытке алканола полуацетали превращаются в ацетали [3]:

 

(9)

г) Присоединение галоген-нуклеофилов к карбонильной группе представляет собой реакции карбонильных соединений с галогенидами фосфора, серы и др. Прямое взаимодействие карбонильных соединений с галогенид-ионами не наблюдается.

При взаимодействии с галогенидами фосфора и серы (сильными электрофилами) сначала происходит активация карбонильного соединения и затем реакция с галогенид-ионом [3]. Лимитирующей стадией является образование енола, который по мере образования медленно реагирует с галогеном [1]:

 

 

Аналогично с PCl5 протекает реакция с SF4.

д) Восстановление кетонов. Карбонильные соединения могут быть восстановлены до соответствующих спиртов или углеводородов. В реакциях каталитического гидрирования получают спирты:

 

(12)

 

Гидрирование в присутствии аммиака или аминов ведет к получению аминов (восстановительное аминирование карбонильных соединений или восстановительное алкилирование аммиака или аминов):

 

(13)

Восстановление карбонильных соединении происходит при взаимодействии с активными металлами (Zn, Mg) в водной среде. Так, восстановление цинком в кислой среде в основном дает углеводороды (восстановление по Клемменсену) [3]:

 

(14)

 

е) Окисление кетонов требует разрыва углерод-углеродной связи и поэтому происходит лишь в довольно жестких условиях. Многие кетоны могут расщепляться с любой стороны карбонильной группы, приводя к образованию смеси кислот, например:

 

(15)

 

Эта реакция важна для циклических кетонов, которые дают дикарбоновые кислоты [1].

 

2. Общая часть

 

Одно из наиболее важных использований реактивов Гриньяра - реакция с альдегидами и кетонами, приводящая к спиртам [1]. Обычно взаимодействие магнийорганических соединений изображают, как двухстадийный процесс. Первая стадия заключается в координации атома магния с атомом кислорода карбонильной группы с образованием промежуточного комплекса:

(16)

 

На второй стадии происходит миграция алифатического или ароматического радикала (в виде аниона или свободного радикала) от магния к углероду карбонильной группы [4]:

 

(17)

 

Продукт представляет собой магниевую соль слабо кислого спирта и легко превращается в спирт при добавлении более сильной кислоты - воды.

 

(18)

 

Поскольку образовавшийся в процессе реакции Mg(OH)X представляет собой желатинообразное вещество, с которым трудно работать, вместо воды обычно используют разбавленную минеральную кислоту (HCl, H2SO4), так что образуются растворимые в воде соли магния [1].

Синтез диметилэтилкарбинола проводился по методу, использующему этот способ получения третичных спиртов. На последнем этапе вместо воды использовался насыщенный раствор хлорида аммония NH4Cl, но раствор при этом остался густым, гелеобразным. Эта взвесь основной соли мешала при разделении эфирного и водного слоев, подкисление соляной кислотой так же не помогло ее растворить (этот способ используется с осторожностью, так как третичные спирты склонны к дегидратации). Перегонка была проведена не полностью, так как вещество отгонялось плохо.

Возможные побочные реакции при синтезе диметилэтилкарбинола:

. Восстановление кетона с образованием вторичного спирта и непредельного углеводорода:

s