Органик кимё фанидан Ўқув-услубий мажмуа
Oksidlash orqali aldegidlar olish
Download 29.83 Mb. Pdf ko'rish
|
Oksidlash orqali aldegidlar olish. Kislorod saqlovchi organik birikmalar orasida al- degidlar eng oson oksidlanuvchi moddalardan biridir. Aynan oksidlash orqali aldegidlarni farqlash – taxlil qilish mumkin. Spirtlarni oksidlab aldegid olishda, karbonilli birikma hosil bo’lish bosqichida reaktsiyani to’xtatish muammosi paydo bo’ladi, chunki spirt yoki metilbenzolni oksidlovchi reagent aldegidlarni karbon kislotalarigacha oksidlashi mumkin. Aldegidlarni bu yo’l bilan olishda spirtlarni toblangan mis yuzasidan o’tkazib, katalitik degidrirlash orqali olish manfatlidir. Yana bir yo’li aldegidlarning fizik xususiyatlaridan foydalanishga asoslangan: ular spirtlarga nisbatan past xaroratlarda qaynashi bizga ma’lum, masalan, atsetaldegid 20 °C da qaynasa etil spirti 78°C da bug’lanadi. Agar kaliy bixromatning sulfat kislotadagi eritmasini etil spirtiga tashlab ko’rilsa, atsetaldegid 60 o S dan yuqori xaroratda qaynovchi muhitda hosil bo’ladi va reaktsion muhitdan oksidlanishga qadar xaydaladi. Reaktsiya aldegidni haydalishini, spirtni reaktsion muhitga qaytarilishini ta’minlovchi qurilmalarda amalga oshiriladi.
Metilbenzolni yon zanjir bo’yicha oksidlanishi aldegidni uning oksidlanmaydigan hosilasi gem-diatsetatga o’tkazish orqali susaytiriladi, hosil bo’luvchi gem-diatsetat so’ngra gidrolizga uchratiladi va aldegid hosil qilinadi.
hosil bo’lishi bilan boradi va quyidagi bosqichlarni o’z ichiga oladi: ArH + R – C O Cl AlCl 3 Ar – C – R + HCl O arilalkilket ArCH 3 + CrO 3 sirka ArCH(OCCH 3 ) 2 + CrO 3 O gidrol ArCHO gem-diasetat, oksidlanmaydi ArH RCOCl (Ar′COCl), ArBr ArMgBr Ar 2 Cd RCOCl ArCOOH ArCOCl R 2 Cd Ar – C – R (Ar – C – Ar′) O O AROMATIK KETONLAR RR′CHOH RCOOH RCOCl R – CO – R′ ALIFATIK KETONLAR R 2 ′Cd 292
Bu reaktsiya aromatik qatordagi elektrofil o’rin olish sxemasi bilan mos keladi, bunda xujum qiluvchi guruh bo’lib R-C≡O + atsiliy ioni xizmat qiladi. Atsiliy-ioni oddiy karboniy ionidan barqaror bo’ladi, chunki xar bir atom elektronlar oktetiga ega; Diarilketonlar ArCOAr sintez qilish sxemasini tanlashda ArCOCl va Ar′H juftligini to’g’ri tanlash muhim. Masalan, m- nitrobenzofenon sintez qilishda nitroguruh xlorangidridda bo’lishi shart, (uglevodorodda emas), chunki nitroguruh dezfaollashtiruvchi guruh hisoblanadi va nitrobenzol Fridel-Krafts reaktsiyasiga kirishmaydi.
Fridel-Krafts bo’yicha atsillash-karbonil guruhi aromatik xalqa bilan bevosita bog’langan aromatik ketonlar sintez qilishning muhim usulidir. O’z navbatida bu ketonlar ikkilamchi spirtlarga qaytarilishi yoki Grinyar usulida uchlamchi spirtilarga o’tkazilishi va ko’plab boshqa sinf birikmalarini olish uchun xom ashyo bo’lishi kerak. Atsil guruhining alkil guruhiga o’tishi muhim reaktsiya hisoblanadi. Bunga Klemmensen bo’yicha qaytarish (amalgammalangan rux va kontsentrlangan HCl bilan) yoki Kijner-Volf usulida qaytarish (gidrozin va asos ta’sirida) bilan erishiladi, masalan:
Ma’lumki, etil guruhidan yuqori bo’lgan tarmoqlanmagan alkil guruhini Fridel-Krafts bo’yicha alkillash orqali aromatik xalqaga kiritib bo’lmaydi (qaytaguruhlanish sababli). Lekin bu guruhni ikki bosqichli jarayon orqali oson kiritish mumkin: 1) Fridel-Krafts usulida atsillash – C(CH 2 ) 4 CH 3 n-pentilfenilketon O Zn (Hg), HCl – (CH 2 ) 5 CH 3 n-geksilbenzol – C(CH 2 ) 2 CH 3 n-propil-m-tolilketon O NH 2 NH 2 , OH – – (CH 2 ) 3 CH 3 m-(n-butil)toluol H 3 C H 3 C 200 o S COCl toluol + O O 2 2 N N AlCl 3 REAKSIYA BORMAYDI – – C C – – O O 2 2 N N O O m m - - n n i i t t r r o o b b e e n n z z o o f f e e n n o o n n AlCl 3 – – C C – – C C l l O O 2 2 N N O O PCl 5 – – C C – – O O H H O O 2 2 N N O O HNO 3 H 2 SO 4 – – C C – – O O H H O O KMnO 4 CH 3 toluol benzoy kislota m-nitrobenzoy kislota m-nitrobenzoil xlorid 1-bosqich RCOCl + AlCl 3 2-bosqich ArH + Ar RC ≡O + + AlCl 4 RC ≡O + COR H 3-bosqich Ar COR H + AlCl 4 Ar – C – R + HCl + AlCl 3 O 293
orqali keton olish (yoki xlorangidridlarni kadmiy organik birikmalar bilan reaktsiyasi yordamida) va 2) xosil bo’luvchi ketonlarni Klemmensen yoki Kijner-Volf usulida qaytarish. Kadmiy organik birikmalardan foydalanib ketonlar sintez qilish. Grinyar reaktiivlari quruq kadmiy xloridi bilan ta’sirlashib mos kadmiy organik birikmalar, ular o’z navbatida xlorangidridlar bilan reaktsiyaga kirishib ketonlarni hosil qiladi.
Boshqa reaktsiyalardagi kabi bunda ham xlorangidrid nukleofil almashinish reaktsiyasiga kirishadi; nukleofil reagent bo’lib, asos hisoblanuvchi metalloorganik birikmalardagi alkil- yoki atsil- guruhi xizmat qiladi. Faqatgina aril- yoki birlamchi alkil- guruhlari saqlovchi kadmiy organik birikmalargina ushbu reaktsiyalarda qo’llanilishi mumkin bo’lgan darajada barqaror bo’ladi. Bunday cheklanish mavjudligiga qaramay o’rganilayotgan ushbu usul ketonlar sintezining muhim usulidir. Grinyar reaktivlari xlorangidridlar bilan ham ta’sirlashishi mumkin, lekin bunda uchlamchi spirtlar hosil bo’ladi (dastlab hosil bo’luvchi ketonning Grinyar reaktivi bilan ta’sirlashuvi tufayli deb taxmin qilinadi). Agar uchlamchi spirt olish talab etilsa, dastlabki xom ashyo xlorangidrid o’rnida murakkab efirlardan foydalanish maqsadga muvofiq. Kadmiy organik birikmalarning reaktsion qobiliyati sustligi tufayli ketonlar bilan ta’sirlashmaydi. Kadmiyorganik birikmalarning reaktsion qobiliyati nisbatan sustligi nafaqat ketonlar sintez qilish uchun qo’llaniladi, balki bu usuldan sanoatda keng foydalanish imkonini ham beradi. Kadmiyorganik birikmalar Grinyar reaktivi bilan ta’sirlashuvchi ko’plab funktsional guruhlar bilan, masalan –NO 2 , -CN, -CO-, -COOR ta’sirlashmaydi. Xlorangidrid molekulasida ushbu guruhlardan birining bo’lishi, keton hosil bo’lishiga ta’sir ko’rsatmaydi, masalan:
xususiyatlari. Karbonil guruhining mavjudligi bilan bog’liq. Bu guruh, birinchidan nukleofil xujum markazi bo’lishi va ikkinchidan α-uglerod atomi bilan bog’langan vodorodlarning kislotaliligini kuchaytiradi. Bu ikki omil karbonil guruhining tuzilishi bilan mos keladi va ikkalasi ham kislorodning manfiy zaryad qabul qilish qobiliyati bilan bog’liq. Aldegid va ketonlarning kimyoviy xossalarini ikki bosqichda o’rganamiz; dasnlab nukeleofil birikish reaktsiyalarini ko’rib chiqsak. Karbonil guruhi uglerod-kislorod qo’shbog’ saqlaydi; qo’zg’aluvchan π-elektronlar kislorod tomonga kuchli siljigani uchun, karbonil guruhi uglerodi elektrontaqchil markaz hisoblanadi, karbonil guruhi kislorodi esa – elektronlar manbaydir. Bunday guruhni qanday tabiatli reagentlar xujum qilishi mumkin? Bunday reaktsiyalarda – elektrotaqchil kislorod atomi bilan bog’ hosil qilish bosqichi muhim bo’lgani uchun karbonil guruhi elektronlarga boy bo’lgan nukleofil reagentlar – asoslar bilan ta’sirlashuviga moyilligi yuqori bo’ladi. Aldegid va ketonlar uchun nukleofil birikish reaktsiyalari xos reaktsiyalardi. Nukleofil birikish – C – Cl + (CH 3 ) 2 Cd n-nitrobenzil O O 2 2 – C – CH 3 + CdCl 2 n-nitroasetofenon (metil-n-nitrofenil O O 2 2 CH 3 OCCH 2 CH 2 CCl + [(CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 ] 2 Cd O O CH 3 OCCH 2 CH 2 CCH 2 CH 2 CH(CH 3 ) O O diizopentilkad metil-4-keto-7-metiloktanoat 2R′MgX + CdCl 2 R′ 2 Cd + 2MgXCl R′ - aril yoki birlamchi R′ 2 Cd + 2 RCOCl 2 R′ – C – R + CdCl 2 O 294
Kutilganidek, nukleofil birikishidagi o’tish holatini kuzatish orqali karbonil guruhining reaktsion qobiliyati haqida batafsil tasovurga ega bo’lish mumkin. Reagentda uglerod atomi trigonal tuzilishga ega. O’tish holatida uglerod atomi tetroedrik konfiguratsiyaga ega bo’la boradi va buni oxirgi mahsulotda ko’rish mumkin: shunday qilib, u bilan reaktsiyada o’tish holati nisbatan oson, masalan uglerod atomi beshta atom bilan bog’langan S N 2- reaktsiyaga nisbatan. O’tish holatida kislorod elektronlarga va bu orqali manfiy zaryadga ega bo’ladi. Aynan kislorod atomining elektronlar qabul qilishi aniqroq aytilganda uning manfiy zaryad tashish qobiliyati, karbonil guruhining nukleofil reagentlarga nisbatan reaktsion qobiliyatini belgilab beradi (karbonil guruhining qutblanganligi reaktsion qobiliyatni belgilab bermaydi, faqatgina kislorodning elektromanfiyligiga belgidir). Aldegidlar odatda ketonlarga nisbatan nukleofil birikish reaktsiyalariga oson kirishadi. Reaktsion qobiliyatdagi bunday farq o’tish holati xarakteri bilan mos keladi va elektron ta’sir va fazoviy omillar orqali izohlanadi. Keton molekulasida ikkinchi alkil yoki aril guruhi, aldegidda esa vodorod atomi saqlanadi. Ikkinchi aril yoki alkil guruhi aldegiddagi vodorod atomidan katta va shuning uchun o’tish holatida ko’proq to’sqinlik qiladi. Alkil guruhi elektronlarni uzatadi va kislorod atomida manfiy zaryadning ortishi hisobidan o’tish holatini barqarorlashtiradi. Elektronlarni tortuvchi induktiv effektga ega bo’lgan aril guruhi o’tish holatini barqarorlashtirishi va reaktsiyani tezlashtirishi taxmin qilinadi, bu omil dastlabki ketonni rezonans tufayli yanada barqarorlashtirishi oqibatida dezfaollashtiruvchi ta’sir ko’rsatadi.
Kislotalar ishtirokida vodorod ioni karbonil kislorodi bilan bog’lanadi. Bunday protonlanish Ye faol
nukleofil xujumini susaytiradi, chunki kislorodni π-elektronlar juftiga ega bo’lishini taminlaydi va bunda manfiy zaryadga ega bo’lmaydi. Shunday qilib, aldegid va ketonlarga birikish reaktsiyasi kislotalar (ba’zan Lyuis kislotalari) katalizatorligida tezlashadi.
= C – O: .. ..
O = = C C R R R R ′ ′ reagent (trigonal tuzilishga ega) Z: R ′ ′ – – C C R O Z δ– R ′ ′ – – C C R O – – Z H 2 O R ′ ′ – – C C R OH Z o’tish holati (tetraedrik shakilga) qisman manfiy zaryad kislorod atomida reaksiya maxsuloti (tetraedrik t t u u z z i i l l i i s s h h) manfiy zaryad kislorod atomi
|
ma'muriyatiga murojaat qiling