Ацетали и кетали – получение и применение в органическом синтезе
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
РЕФЕРАТ: АЦЕТАЛИ И КЕТАЛИ - ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ В ОРГАНИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ
Введение
Ацетали представляют собой эфиры неустойчивых геминальных диолов с общей формулой R1R2C(OR3)(OR4). Производные кетонов часто называют кеталями.
Ацетали представляют собой широкий и легко доступный класс органических соединений. Однако долгое время они не находили сколько-нибудь значительного применения в органическом синтезе. Единственной синтетической реакцией, в котором использовалась ацетальная группа, была реакция ацеталей с магнийорганическими соединениями, открытая еще Чичибабиным. Но эта реакция, протекающая в жестких условиях, при температурах выше 100, не нашла широкого применения. Использование ацеталей было связано в основном с необходимостью защиты карбонильных групп, например, в синтезах стероидов. Характерно, что ацетали, образующиеся в качестве промежуточных продуктов в промышленных синтезах спиртов из СО и Н2, рассматриваются как нежелательные продукты и находят лишь ограниченное применение.
В последние годы были обнаружены многочисленные интереснейшие, иногда уникальные, реакции ацеталей и найдены возможности их широкого использования в синтезе. Ацетали перешли в разряд ценнейших в синтетическом отношении продуктов, а также нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.
Особый интерес представляют ацетали и для теоретической органической химии, в первую очередь для изучения взаимного влияния атомов, поскольку наличие двух геминальных атомов кислорода делает ацетальную группировку очень чувствительной к изменению любых структурных факторов. Поскольку при образовании при образовании ацеталей из альдегидов и кетонов происходит изменение конфигурации С-атома, то изучение связанного с этим изменения электронного состояния молекулы может внести немалый вклад в решение вопроса о ? - ?- и ? - ?-сопряжении. Механизмы реакций ацеталей являются идеальными объектами для изучения кислотно-основного катализа, гидролиза.
Кроме линейных соединений, к ацеталям можно формально отнести многочисленные гетероциклические соединения, содержащие два кислородных атома в цикле в положении 1,3 (диоксоланы, 1,3-диоксаны), или один кислородный атом в цикле и алкоксигруппу в положении 2 (2-алкокси-2,5-дигидро- или тетрагидрофураны, 2-алкокситетрагидропираны, эфиры циклических форм сахаров и другие аналогичные соединения).
Цель работы: синтезировать 1-этоксициклогексен-1 в две стадии, используя в качестве исходного реагента циклогексанон.
Ацетали и кетали - получение и применение в органическом синтезе
Ацетали и кетали - простые эфиры неустойчивых геминальных диолов, эфиры гидратированных альдегидов (ацетали) или кетонов (кетали; их называют также ацеталями кетонов) общей формулы R1R2C(OR3)(OR4). У симметричных ацеталей и кеталей R3 = R4, у несимметричных, смешанных, R3 и R4 разные. Соед., у которых R3 или R4 = Н, называют полуацеталями (полукеталями). Циклические ацетали и кетали - продукты взаимодействия альдегидов или кетонов с 1,2-гликолями, называют 1,3-диоксоланами, с 1,3-гликолями-1,3-диоксанами. Сернистые аналоги ацеталей и кеталей общей формулы RRC(SR")(SR) называют меркапталями.
Физические свойства
Ацетали и кетали - бесцветные жидкости с приятным запахом, растворимы в органическое растворителях, не растворимы в воде. В небольших количествах содержатся в виноградных винах.
Таблица №1. Свойства некоторых ацеталей и кеталей.
Методы синтеза
Методы синтеза ацеталей можно разделить на две группы. К первой группе относятся методы непосредственной ацетализации альдегидов и кетонов и получение ацеталей из производных альдегидов и кетонов. Вторая группа включает все способы введения ацетальной группы в молекулу, не содержащую карбонильной группы. К сожалению, вторая группа не будет рассмотрена в этой работе, так как содержит очень большое количество информации.
Ацетализация альдегидов и кетонов
Для ацетализации альдегидов и кетонов, не изменяющихся в условиях реакции, были предложены и использованы многие агенты, прежде всего спирты, ортомуравьиный эфир и его производные, тетраалкоксисиланы. В качестве катализаторов в этих случаях применяют, как правило, кислоты. Разработаны также некоторые способы ацетализации в нейтральных и щелочных средах, например диметилсульфатом.
1.ацетализация спиртами - один из самых старых методов получения ацеталей:
'CO + ROHRRC(OH)OR + ROHRRC(OR)2 + H2O.
2.ацетализация ортоэфирами:
Альдегид или кетон обрабатывается в спиртовом растворе небольшим избытком ортоэфира в присутствии кислых катализаторов. Метод особенно широко используется для ацетализации кетонов и ?,?-ненасыщенных альдегидов.
RC=O + RC(OR)3 RRC(OR)2 + RCOOR.
Аналогично можно провести ацетализацию альдегидов и кетонов действием тетраалкоксисиланов, диалкилсульфитов, диалкилсульфатов и алкилгалогенидов.
3.Прочие способы прямой ацетализации:
'C=O + (R3O)BF4 [RRC=OR]+BF4- +RONa RRC(OR)2.
Также ацетали можно получить из производных альдегидов и кетонов
Реакции ацетальной группы
Ацетали способны к разнообразным превращениям, как ни одна из других функциональных группировок. Это делает их особенно ценными продуктами в органическом синтезе.
Для ацеталей характерны, прежде всего, реакции замещения о?/p>