Материал: кр 1

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

реакцией алкилили арилгалогенидов или же алкилсульфатов с амальгамой натрия, например:

2 RX + HgNa2 HgR2 + 2NaX

Влабораторных условиях диалкильные и диарильные производные ртути можно получать по реакции дихлорида ртути с реактивами Гриньяра или с другими реакционноспособными металлорганическими соединениями:

HgCl2 + 2 C6H5MgBr Hg(C6H5)2 + 2 MgBrCl

Если в качестве исходного соединения в этой реакции используют каломель (Hg2Cl2), то образование диалкилили диарилртути сопровождается выделением металлической ртути.

Однако чаще всего их получают диспропорционированием в соответствии с уравнением:

HgR

+

HgCl

2 RHgCl

2

 

2

 

Несимметричные диарильные, диалкильные и алкиларильные ртутьорганические соединения получают взаимодействием соответствующих органических меркургалогенидов с реактивами Гриньяра, например:

C H HgCl

+

C H MgBr

C H HgC

H

+

MgBrCl

6

5

 

2

5

6

5

2

5

 

 

Для получения солей арилртути используют реакцию Несмеянова или меркурирование ароматических соединений. По реакции Несмеянова двойные соли арилдиазония и дихлорида ртути разлагают в присутствии порошкообразной меди в холодном ацетоне или в воде:

ArN Cl.HgCl

+

2Cu

ArHgCl

+

N

+

Cu Cl

2

2

 

 

 

 

2

 

2

2

Водном из вариантов реакции Несмеянова соль арилдиазония разлагают при температуре от 0 до 5 °С в присутствии диспергированной ртути.

Соли арильных производных ртути очень легко получаются при прямом меркурировании ароматических соединений солями ртути. Реакция представляет собой замещение водорода атомом ртути:

ArH

+

HgX

ArHgX

+

HX

 

 

2

 

 

 

Вэту реакцию вступают бензол, его производные, полициклические ароматические углеводороды, а также гетероароматические соединения, например, тиофен, фуран и пиридин. Электронодонорные заместители ускоряют реакцию меркурирования. С

помощью этой реакции выделяемый из каменноугольной смолы бензол может быть очищен от содержащегося в нём тиофена. Технический бензол в течение 30 мин кипятят с водным раствором ацетата ртути, и тиофен превращается в нерастворимое в воде 2,5- димеркурированное производное. Бензол реагирует с кристаллическим ацетатом ртути при кипячении в течение нескольких часов.

Реакционная способность:

Соли ртути присоединяются по двойным связям олефинов, например, при пропускании этилена в водный раствор ацетата ртути образуется 2-гидроксиэтилмеркурацетат:

H2O

CH2 CH2 + (CH3COO)2Hg HOCH2CH2HgOCOCH3

При замене в этой реакции воды на метанол получают 2-метоксиэтил-меркурацетат. Эта реакция идёт настолько легко, что её можно использовать для очистки насыщенных углеводородов от ненасыщенных, а также для очистки насыщенных кислот от ненасыщенных. В реакцию меркурирования вступают и другие соли ртути, например, нитрат, сульфат или хлорид, но тогда при меркурировании надо добавлять основание для нейтрализации выделяющейся сильной кислоты, разлагающей С–Hg-связь.

Ацетиленовые соединения присоединяют дихлорид ртути даже в присутствии сильных кислот. Так, например, ацетилен реагирует с растворённым в 15 %-й соляной кислоте дихлоридом ртути с образованием Z-изомера 2-хлорвинилмеркурхлорида. В реакции Кучерова присоединение воды по тройной связи ацетилена в присутствии сульфата ртути, протекающее с образованием изомеризующегося в ацетальдегид енола, роль катиона ртути сводится, очевидно, к образованию π-комплекса, который и реагирует с водой.

Ртутьорганические соединения в ограниченном масштабе применяются в составе протравителей семян. Чаще всего для этого используют этилмеркурхлорид (гранозан) с острой токсичностью (ЛД50) 30–50 мг/кг. У этого кристаллического вещества неожиданно высокое для солей давление паров и высокая кожно-резорбтивная активность, что делает его очень опасным. Тем не менее его применяют для протравливания семенного материала, поставляемого в рамках программ экономической помощи в беднейшие страны. Обработанное гранозаном зерно маркируется яркими красителями, но, несмотря на строжайшие запреты, голодающее население иногда употребляет в пищу это предназначенное только для посева зерно. Случаи массового отравления людей зерном, обработанным ртутными протравителями, отмечались, например, в Ираке в 60-е и 70-е годы прошлого века. Именно гранозан является основным поставщиком отрицательной статистики по смертности от пестицидов. Производство гранозана основано на реакциях:

2CHBr+HgNa

Hg(CH) +2NaBr

25

2

252

Hg(CH) +HgCl

2CHHgCl

252

2

25

Сначала действием этилбромида на амальгаму натрия получают диэтилртуть, которая по реакции с сулемой превращается в этилмеркурхлорид. Важно, что частое употребление протравителей с ртутьорганическими соединениями приводит к заражению почвы этим тяжёлым металлом. Попадающие в организм соединения ртути выводятся очень медленно, поэтому при регулярном употреблении пищи или воды даже с минимальными концентрациями ртути происходит её накопление с самыми серьёзными последствиями для здоровья. В качестве примера можно привести массовое отравление жителей посёлков, расположенных на побережье залива Минамата, в Японии, в середине 50-х гг. прошлого века. Симптомы отравления выражались в нарушении координации движений, потере слуха, припадках. Смертность поступавших на лечение составляла около 40 %. Проведённое исследование показало, что отравление вызывается употреблением в пищу морепродуктов из залива, в который поступали содержащие соли ртути сточные воды химического предприятия. Включаясь в

метаболические процессы в микроорганизмах неорганические соли ртути превращались в метилртуть, которая накапливалась в питающихся микроорганизмами морепродуктах.

7. Способы получения и реакционная способность органических производных элементов первой группы Таблицы Менделеева. Реакция Вюрца и ВюрцаФиттига, область практического применения.

Основной способ получения литийорганических соединений основан на реакции металлического лития с соответствующим галогенидом. Так, например, в метилале СН2(ОСН3)2 действием лития на хлорметиловый эфир можно получить метоксиметиллитий, который несколько дней может храниться при температуре –70 °С, тогда как при температуре около 0 °С он разлагается в течение нескольких часов. Нельзя использовать для получения литийорганических соединений иодиды, поскольку они реагируют по схеме реакции Вюрца. В алифатическом ряду предпочтительно использовать алкилхлориды, а в ароматическом ряду – соответствующие бромиды. Ароматические производные лития в отличие от алифатических с простыми эфирами не реагируют.

Некоторые простые эфиры реагируют с металлическим литием так же, как и алкилили арилгалогениды. Так, например, бензиллитий может быть получен с хорошим выходом из бензилалкиловых эфиров в тетрагидрофуране.

При необходимости получения литийорганичекого соединения в чистом виде без растворителя используют реакцию ртутьорганического соединения с металлическим литием. Взаимодействие проводят в среде углеводорода. После завершения реакции отделяют органическую фазу от выделившейся ртути декантированием и отгоняют растворитель. При получении этиллития из диэтилртути в бензоле это литийорганическое соединение при охлаждении выпадает из реакционной массы в виде крупных кристаллов.

Литийорганические соединения можно также получать из реактивов Гриньяра. В качестве примера можно привести реакцию бензилмагнийхлорида с металлическим литием:

C H CH MgCl

+

2 Li

C H CH Li

+

LiCl

+

Mg

6

5

2

 

 

6

5

2

 

 

 

 

Возможны также обменные реакции между различными металлорганическими соединениями, если один из продуктов реакции нерастворим в используемом растворителе.

Ещё один способ получения литийорганических соединений представлен взаимодействием, например, фениллития с ароматическим соединением с активированным атомом водорода:

OCH3

 

 

OCH3

 

 

 

 

 

 

Li

 

 

+ C6H5Li

+ C6H6

 

 

 

 

OCH3

 

OCH3

 

 

 

Взаимодействие литийорганических соединений с органическими галогенидами обычно протекает по реакции Вюрца-Фиттига с образованием С–С-связи, однако в реакциях с галогенированными гетероциклами, ароматическими простыми эфирами и

алкилбензиловыми эфирами может идти обменная реакция, например:

OCH3

 

 

OCH3

 

 

 

 

 

+ C6H5Li

+ C6H5Br

 

 

 

 

OCH3

 

OCH3

 

 

 

Br

 

 

Li

 

 

 

Натрийорганические соединения могут быть получены теми же способами, что и соответствующие литийорганические соединения, однако при этом следует принимать во внимание, что натрийорганические соединения более реакционноспособны, чем их литиевые аналоги. Вследствие этого они могут реагировать с исходным галогенидом по реакции Вюрца-Фиттига или с используемым для проведения реакции растворителем. Ранее для получения натрийорганических соединений использовали реакцию металлического натрия с органическими производными цинка, кадмия, свинца и, прежде всего, ртути в инертном растворителе, например:

(C H )

Hg

+

2 Na

2 C H Na +

Hg

2

5 2

 

 

 

2

5

 

Действием металлического натрия можно замещать атомы водорода в таких углеводородах, как алкины, флуорены, триарилметаны; действием натрия на диметилсульфоксид получают метилсульфинилметанид натрия, который можно использовать, например, для получения ацетиленидов натрия по реакции:

RC

 

CH + CH3SOCH2Na

RC

 

CNa + (CH3)2SO

 

 

 

 

 

 

Этот способ замещения атомов водорода натрием через производное диметилсульфоксида можно использовать и для получения других труднодоступных натрийорганических соединений. Металлирование натрийорганическими соединениями протекает значительно легче, чем литийорганическими соединениями. Так, например, фенилнатрий можно получить действием этилнатрия на бензол.

Ещё более высокой реакционной способностью отличаются калийорганические соединения. Если, например, в толуоле можно проводить реакцию хлорбензола с натрием с получением фенилнатрия, то реакция хлорбензола с калием в толуоле даже при низких температурах приводит к получению с хорошим выходом бензилкалия. Реакция протекает по схеме:

C H Cl

+

2 K

 

C H K +

KCl

 

 

 

6

5

 

 

 

 

6

5

 

 

 

 

 

C H CH

+

C H K

 

C H CH K

+

C H

6

5

3

 

6

5

 

6

5

2

 

6

6

Реакционная способность алкильных производных калия настолько велика, что они могут реагировать с атомами водорода у первичных и вторичных атомов углерода даже в таких инертных веществах, как пентан или циклогексан.

Основная область применения натрийорганических соединений представлена реакцией Вюрца, в которой они образуются в качестве промежуточных продуктов. В общем случае реакция Вюрца представляет собой отщепление атомов галогена от двух молекул алкилгалогенида при действии щелочного металла в соответствии с уравнением:

2 RX + 2 Na

R

 

R + 2 NaX

 

В настоящее время эта реакция используется только для получения длинноцепочечных соединений алифатического ряда.

Р. Фиттиг распространил эту реакцию на получение алкилированных ароматических соединений из арилгалогенидов и алкилгалогенидов. При действии натрия на смесь ароматического и алифатического галогенидов с более высокой скоростью образуется арилнатрий, который, в свою очередь, реагирует преимущественно с алкилгалогенидом, а не с арилгалогенидом. В соответствии с этим основным продуктом реакции становится алкилированное ароматическое соединение, например:

C6H5Br + 2 Na + (CH3)2CHCH2Br C6H5CH2CH(CH3)2 + 2 NaBr

В представленной реакции основным продуктом взаимодействия становится изобутилбензол, тогда как 2,5-диметилгексан и бифенил образуются лишь в незначительных количествах. По реакции Вюрца–Фиттига можно получать алкилированные ароматические соединения с алифатическими радикалами, которые не могут быть получены по реакции Фриделя–Крафтса алкилированием ароматических углеводородов соответствующими галогенированными соединениями. Так, например, в реакции бензола с изобутилбромидом в присутствии кислоты Льюиса образуется третбутилбензол, а не изобутилбензол.

Оказалось также, что в реакции Вюрца–Фиттига вместо металлического натрия можно использовать нафтилнатрий, образующийся из нафталина и натрия в тетрагидрофуране. Действие этого реагента на бензилхлорид приводит к образованию 1,2-дифенилэтана с выходом до 90 %.

8.Реакция Барта и реакция Несмеянова, применение для получения ртутьорганических соединений. Реакции диазометана с солями металлов.

Один из важных способов получения интересных в фармакологическом отношении ариларсониевых солей представлен взаимодействием хлоридов арилдиазония с арсенитами натрия (реакция Барта, H. Bart, 1910 г.):

C H N Cl

+

Na HAsO

C H AsO HNa

+

NaCl

+

N

6

5

2

 

2

3

6

5

3

 

 

 

2

По аналогичной схеме могут быть получены и арильные производные сурьмы.

Реакция Барта сопровождается окислительным превращением вступающего в реакцию с солью диазония атома металла. Для металлов, которые не могут повышать свою валентность в окислительных превращениях, А. Н. Несмеяновым (1929 г.) был предложен способ арилирования солями диазония в присутствии металла восстановителя. В соответствии с реакцией Несмеянова арильные металлорганические соединения образуются при разложении солей арилдиазония с солями металлов или при разложении комплексных соединений из солей арилдиазония и солей металлов в присутствии, например, дисперсной меди, порошкового железа и других металлов:

RN Cl.HgCl + 2Cu

RHgCl + Cu Cl

+ N

2

2

2

2

2

Многие галогениды металлов реагируют с диазометаном с образованием