Именные реакции в органической химии

Именные реакции в органической химии

В органической химии существует огромное число реакций, носящих имя исследователя, открывшего или исследовавшего данную реакцию. Часто в названии реакции фигурируют имена нескольких ученых: это могут быть авторы первой публикации (например, Синтез Фишера — Тропша), первооткрыватель и исследователь реакции (реакция Бородина-Хунсдикера), ученые, одновременно опубликовавшие результаты о новой реакции.

В зависимости от традиции название на разных языках может сильно отличаться. Например, реакция Бородина известна как реакция Бородина-Хунсдикера в русскоязычной литературе, как реакция Хунсдикера-Бородина (Hunsdiecker-Borodin Reaktion) в немецкоязычной литературе и как реакция Хунсдикера (Hunsdiecker reaction) — в англоязычной. Реакция превращения спиртов в алкилгалогениды с помощью трифенилфосфина и тетрагалогенида углерода, известная в немецкой литературе как реакция Аппеля, остается, как правило, безымянной в русскоязычной. Часто в названиях реакций предпочтение отдается ученым своей школы.

Реакция Аллана — Робинсона

Синтез флавонов и изофлавонов из гидроксиарилкетонов и ангидридов карбоновых кислот:

Перегруппировка Амадори

Обратимое превращение N-арилгликозиламинов в аминокетозы под действием кислот.

Реакция Анджели — Римини

Синтез гидроксамовых кислот из альдегидов:

Реакция Анри

Конденсация альдегидов с нитросоединениями с образованием нитроспиртов под действием оснований:

Реакция Арндта — Айстерта

Превращение карбоновой кислоты в ближайший гомолог с использованием диазометана:

Открыта в 1935 году.

Реакция Ауверса

Превращение кумаранонов во флавонолы под действием спиртового раствора щелочи:

Открыта немецким химиком Ауверсом в 1908 году.

Окисление по Байеру — Виллигеру

Окисление альдегидов или кетонов пероксокислотами в карбоновые кислоты или сложные эфиры:

Открыта в 1899 году немецкими химиками Адольфом фон Байером и Виктором Виллигером.

Синтез Байера — Древсена

Синтез индиго посредством конденсации нитробензальдегида с ацетоном:

Перегруппировка Бамбергера

Превращение N-фенилгидроксиламина в пара-аминофенол под действием кислоты:

Открыта в 1894 году немецким химиком Бамбергером.

Реакция Барджеллини

Синтез морфолинонов и пиперазинонов из ацетона и аминопропанола или диаминопропана:

Декарбоксилирование Бартона

Радикальное декарбоксилирование карбоновых кислот через соответствующие тиокарбонильные производные:

Реакция Бартона

Фотолиз нитритов — перегруппировка эфира спирта и азотистой кислоты в нитрозоспирт:

Реакция Бёрча

В 1944 году А. Бёрч открыл реакцию восстановления ароматического кольца раствором щелочного металла в жидком аммиаке в присутствии спирта в качестве протонирующего агента. Открытие этой реакции произошло из-за случайного попадания спирта в раствор натрия в жидком аммиаке.

Перегруппировка Брука

Изомеризация α-, β- и γ-силилсодержащих спиртов в силильные эфиры под действием основания.

Реакция Буво — Блана

Образование α-гидроксикетонов (ацилоинов) при восстановлении сложных эфиров моно- и дикарбоновых алифатических кислот натрием в инертной атмосфере. Впервые реакцию наблюдали в 1903 г. Л. Буво и Г. Блан.

 

Включает несколько стадий:

1. Образование анион-радикала
2. Образование аниона.

Конечным продуктом реакции является 1,2-кетон—ендиолят, который после протонирования превращается в α-оксикетон (ацилоин)

 

Однако эта реакция не нашла применения в органической химии до тех пор, пока А. Штоль и В. Прелог в 1947 г. не применили ее для синтеза карбоциклических соединений со средним или большим размером цикла из диэфиров α,ω-дикарбоновой кислоты. Реакцию проводили в кипящем ксилоле при перемешивании с мелкодиспергированным натрием в токе аргона-для предотвращения окисления натрия и промежуточных анионов. В этом случае конденсация дает прекрасный выход.

Для повышения выхода реакции используют триметилхлорсилан (который подавляет конденсацию Дикмана), образующиеся при этом бис-триметилсилиловые эфиры ендиолов легко выделяются и при взаимодействии со спиртом образуют ацилоины. Это позволяет не только повысить выход, но и свести к минимуму побочные процессы

Такая методика ацилоиновой конденсации стала общепринятой.

Реакция Виттига

Реакция Виттига, открыта в 1954 г., остаётся лучшим современным методом региоспецифического синтеза алкенов со строго определённым положением двойной связи. Реакция заключается во взаимодействии альдегида или кетона с илидами фосфора, приводящая к образованию алкена и окиси фосфина.

(C6H5)3P + CH3Br → [(C6H5)3P-CH3]Br

[(C6H5)3P-CH3]Br + C6H5Li → (C6H5)3P-CH2: (радикал) + С6H6 + LiBr

CH3-CO-CH3 + (C6H5)3P-CH2: → CH3-C(CH3)=CH2 + (C6H5)3P=O

Реакции Ганча

1. Синтез замещённых пиридинов  конденсацией β-дикарбонильных соединений с альдегидами и аммиаком.

2. Синтез тиазолов конденсацией α-галогенкарбонильных соединений (альдегидов, кетонов, карбоновых кислот) или их производных (ацеталей) с тиоамидами.

3. Синтез пирролов циклоконденсацией α-галогенкетонов с аммиаком или аминами и β-дикарбонильными соединениями.

Реакция Глазера

В присутствии солей одновалентной меди в спиртовом растворе аммиака алкины окисляются кислородом воздуха до диацетиленов:

4R-C≡C-H + O2 → 2R-C≡C-C≡C-R + 2H2O

Реакция Зандмейера

Замена диазониевой группы в ароматических солях диазония на заместитель в присутствии солей меди (I)

В 1884 году Т.Зандмейер открыл реакцию, которая позволяла замещать диазогруппы на хлор-, бром- и циано-группу, катализируя солями Cu(I).

В общем виде реакция выглядит так:

Реакция Зелинского

Тримеризация ацетилена. Реакция происходит при пропускании ацетилена над активированным углем при температуре 600 °C. Используется для получения бензола.

Реакция Зинина

Метод получения ароматических аминов восстановлением нитросоединений

R-NO2+ 6H = R-NH2+2H2O.

Таким путем впервые был получен анилин, 1-нафтиламин. Эту реакцию впервые осуществил Н. Н. Зинин в 1842 году. Действуя на нитробензол сульфидом аммония, он получил анилин:

C6H5NO2 + 3(NH4)2S → C6H5NH2 + 6NH3 + 3S + 2H2O

Реакция Канниццаро

Окислительно-восстановительная реакция ароматических альдегидов открыта в 1853 г. итальянским химиком С. Каницарро.

Механизм реакции

Первый шаг реакции — нуклеофильная атака, направленная на атом углерода альдегидной группы (например: анион гидроксила). Образующийся алкоксид переходит в ди-анион, известный как интермедиат Канниццаро. Образование этого промежуточного продукта требует сильно основной среды.

Далее оба промежуточных продукта реагируют с альдегидом.

Только альдегиды, которые не могут сформировать ион енолата, подвергаются реакции Канниццаро. Такие альдегиды не могут иметь енолизуемого протона. При сильно щелочной среде, которая облегчает данную реакцию, альдегиды, которые могут сформировать енолат, подвергаются альдольной конденсации. Примерами альдегидов, которые могут подвергнуться реакции Канниццаро, могут быть приведены формальдегид и ароматические альдегиды (например, бензальдегид).

Реакция Кастро — Стефенса

Синтез арилацетиленов (по аналогии с методом Ходкевича-Кадио):

C6H5-X + Cu-C≡CR → C6H5-C≡CR + CuX

C6H5-C≡C-X + Cu-C≡CR → C6H5-C≡C-C≡C-R + CuX

Реакция Кижнера — Вольфа

Реакция полного восстановления кетогрупы с помощью гидразина и сильного основания (чаще всего — гидроксидом калия).

Реакция Клемменсена

Открыта в 1913 году. Реакция заключается в восстановлении карбонильной группы в ароматических и жирноароматических кетонах с помощью амальгированного цинка и соляной кислоты. позволяет получать алкилбензолы с первичной алкильной группой, недоступные по реакции Фриделя-Крафтса. Механизм детально не установлен.

Конденсация Кляйзена

Химическая реакция присоединения-фрагментации, в которой принимают участие карбонильная и активированная метиленовая группы (в присутствии основания, отщепляющего протон от метиленовой).

Вот пример такого типа реакции: конденсация фенилуксусной кислоты и этилацетата в этаноле в присутствии каталитического количества этилата натрия. Механизм реакции таков: фенилуксусная кислота выступает в качестве электрофила, нуклеофильный этилат натрия (который можно рассматривать как этилат-анион) отрывает протон от метиленовой группы, получившийся анион взаимодействует с электрофильным карбонилом-этилацетатом. В дальнейшем соединение [1] (β-кетокислота) может декарбоксилироваться в кислой среде с образованием соединения [2] (что, впрочем, уже не относится к конденсации и приведено для полноты реакции).

Реакция Кнёвенагеля

Реакция Кнёвенагеля — конденсация альдегидов или кетонов с соединениями, содержащими активную метиленовую группу, в присутствии оснований с образованием производных этилена. Например, при конденсации бензойного альдегида (I) с диэтиловым эфиром малоновой кислоты (II) в присутствии пиперидина получаетcя производное коричной кислоты (III):

С6H5CHO + CH2(COOC2H5)2 → C6H5CH=C(COOC2H5)2 + H2O

  I                      II                                   III

Конденсация Кнёвенагеля широко применяется в лабораторном органическом синтезе, а также в химико-фармацевтической и парфюмерной промышленностях. Реакция открыта немецким химиком Э. Кнёвенагелем (E. Knoevenagel) в 1896 г.

Реакция Кольбе — Шмидта

Карбоксилирование фенолята натрия диоксидом углерода в жестких условиях (давление 100 атм., температура 125 °C) с последующей обработкой продукта кислотой. В промышленности эта реакции используется для синтеза салициловой кислоты, которая является прекурсором аспирина, а также β-гидроксинафтойной и других кислот.

Реакция Коновалова

Нитрование алифатических, алициклических и жирноароматических соединений разбавленной НNО3.

Схема реакции:

При нитровании алканов также соблюдается порядок реакционной способности С-Н-связей, характерный для реакций радикального замещения:

Стрет.– Н   >   Свтор.– Н   >   Cперв.– Н

Например:

Реакция Криге

1. Реакция окислительного расщепления β-гликолей тетраацетатом свинца с образованием карбонильных соединений. Протекает количественно. Характерна высокая стереоспецифичность. Быстрее всего расщепляются α-гликоли. Аналогично расщепляется щавелевая кислота α-оксиальдегиды, α-оксикетоны, α-оксикислоты.
2. Реакция цис-гидроксилирования олефинов при помощи тетраоксида осмия OsO4.

3. Термическая перегруппировка третичных пероксоэфиров с образованием карбонильных соединений:

Например, в случае термической перегруппировки сложных эфиров 9-гидропероксидекалина образуются сложные эфиры 1-окси-1,6-эпоксициклодекана:

Реакция Кулинковича

Реакция приготовления циклопропанолов была открыта Кулинковичем с сотрудниками в 1989 году. Циклопропанолы образуются при взаимодействии сложных эфиров с реагентами Гриньяра, содержащими атом водорода в β-положении, в присутствии тетраизопропоксида титана.

Алкоксид титана может быть использован в каталитических количествах. Использование этилмагнийбромида в качестве реагента позволяет рассматривать сложноэфирную группу, как синтон для циклопропанольной.

Реакция Кучерова

Метод гидратации ацетиленовых соединений с образованием карбонильных соединений. При гидратации ацетилена образуется ацетальдегид, в случае замещенных ацетиленов — главным образом кетоны:

CH≡CH + H2O -> CH2=CH(OH) -> CH3-CHO

C6H5-C≡CH + H2O -> C6H5-C(OH)=CH2 -> C6H5-CO-CH3

Катализаторы реакции Кучерова — обычно соли ртути (Hg2+). Реакция Кучерова лежит в основе промышленного способа получения ацетальдегида из ацетилена; открыта русским химиком М.Г.Кучеровым в 1881. В данный момент почти не применяется, из-за вредности катализатора.

Реакция Манниха

Открыта в 1912 г. Реакция является основным способом получения α-диалкиламинометилкетонов при конденсации кетонов с формальдегидом и гидрохлоридом вторичного амина.

Реакция Меншуткина

Синтез четвертичных аммониевых солей из третичных аминов и органических галогенидов.

Реакцию обычно проводят в полярных растворителях, например ацетонитриле. Скорость реакции зависит от природы заместителей на азоте (напр., Ph3N не алкилируется) и галогена. Скорость реакции уменьшается с увеличением объёма заместителей СН3 > С2Н5 > высшие нормальные радикалы > изо-С3Н7 и в ряду I > Вr > Cl > F. Только очень активированые ароматические галогениды, как например 2,4-(NO2)2C6H3Hal, способны вступать в реакцию Меншуткина. Реакция Меншуткина с алкилгалогенидами протекает по классическому SN2 механизму. Многие катализаторы фазового переноса синтезируются этим методом.

Реакция Михаэля

Нуклеофильное присоединение к ненасыщенным соединениям:

 

 

Обычно в реакцию вступают системы с электроноакцепторными заместителями (Z), например:

Реакция открыта в 1887 году.

Реакция Мицунобу

Cпециальный метод органической химии, в процессе которого, под действием трифенилфосфина и диэтилового эфира азодикарбоновой кислоты (C2H5O2CN=NCO2C2H5, DEAD) происходит превращение гидроксильной группы спиртов в различные функциональные группы. . По существу является межмолекулярной дегидратацией. Реакция была открыта в 60-х годах XX века. В процессе реакции спирт претерпевает обращение конфигурации.

Реакция Мицунобу играет важную роль в современном органическом синтезе.

Реакция Петрова — Кормера

Реакция ениновых и диениновых углеводородов с литийорганическими соединениями алифатического ряда. При присоединении к винилалкилацетиленам радикал всегда идет к незамещенному углеродному атому винильной группы (углеводородный радикал, производное этилена, в котором один из атомов водорода удалён). Из чего следует, что радикал направляется всегда к наименее замещенному атому. Присоединение алифатических соединений лития к винил-алкилацетиленам И винилалкенилацетиленам происходит в 1,4-положение. Данная реакция позволяет получать ранее труднодоступные алленовые углеводородовы, а так же их производные в следствии провидения разработки нового метода синтеза литийалленов, то есть данная реакция облегчает получение аминов, кислот, фосфинов и алленовых спиртов.