346 Глава 16. Спирты
1,2-сдвига метильной группы с парой электронов. Такой сдвиг изменяет углеродный скелет молекулы.
|
|
|
|
CH3 |
δ |
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
CH3 |
|
C |
|
CH2OH |
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
C |
|
|
|
|
CH2 |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–H2O |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
неопентиловый спирт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
~CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
≠ |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
C |
|
|
CH2 |
|
|
|
CH3 |
|
C |
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первичный карбокатион |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(малоустойчив) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
CH2 |
|
|
CH3 |
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
C |
|
CH2 |
|
CH3 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
третичный карбокатион |
|
|
|
|
|
|
|
2-метил-2-хлорбутан |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(устойчив) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Спирты с циклоалкильной группой, находящейся у того же атома углерода, что и гидроксигруппа, часто подвергаются перегруппировкам с расширением цикла:
H |
|
CH3 |
|
Cl |
||
|
||||||
|
|
|
|
OH + HCl |
|
CH3 |
C |
|
|
||||
|
|
|||||
|
|
CH3 |
|
CH3 |
||
|
||||||
2-циклобутил- |
|
2,2-диметил- |
||||
2-пропанол |
|
1-хлорциклопентан |
||||
Реакция включает промежуточное образование карбокатиона, который перегруппировывается в циклопентильный катион:
H CH3 |
|
H CH3 |
|
H |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
||
C |
|
OH |
|
C |
|
|||||
|
|
|||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
Cl |
|||
|
|
|
|
–H2O |
|
|
|
|
||
CH3 |
CH3 |
CH |
||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
||
CH3
CH3
Движущей силой такой перегруппировки является снятие напряжения С4-цикла при превращении его в С5-цикл.
16.4. Реакции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
349 |
|||||
|
|
|
CH3 |
+ PCl5 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
(R)-2-бутанол |
|
пиридин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
(основание) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
SN2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
Cl |
+ H |
|
δ |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нуклеофил |
|
|
O |
PCl3 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
C2H5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
+ POCl3 |
+ Cl |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
C |
H |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(S)-2-хлорбутан
Оптически активные третичные спирты реагируют в этих условиях с преимущественной рацемизацией, что согласуется с механизмом SN1, т. е. с промежуточным образованием карбокатиона.
Реакция спиртов с PBr3 — один из лучших способов получения бромалканов. Если реакция проводится при температуре не выше 0 °С, она не осложнена перегруппировочными процессами, отмеченными для реакций спиртов с HBr, и протекает с высоким выходом продукта:
3ROH + PBr3 |
|
|
|
3RBr |
+ H3PO3 |
|
|
|
|
||||
OH |
|
|
|
Br |
|
|
|
|
PBr3 |
|
(70%) |
||
|
|
|
|
|
|
|
Эта реакция начинается с нуклеофильной атаки спирта по атому фосфора:
Br |
|
Br |
C—OH + P—Br |
C—O—P |
|
Br |
H |
Br |
|
A |
|
В зависимости от строения спирта интермедиат А — протонированный алкилдибром-фосфит далее реагирует по типу SN2 (т. е. с обращением конфигурации у атома углерода) с бромид-ионом
|
Br |
Br + C—O—P |
Br—C + HOPBr |
|
2 |
HBr
350 |
|
|
|
|
|
Глава 16. Спирты |
или подвергается ионизации по типу SN1 |
|
|
||||
|
Br |
|
|
Br |
||
C—O—P |
|
–HOPBr2 |
—C |
|
||
|
|
|
|
Br—C |
||
|
|
|
|
|||
HBr
Образующийся НОPBr2 реагирует затем по схеме, аналогичной для PBr3, со второй молекулой спирта. Точно также образующийся при этом (НО)2P—Br реагирует затем с третьей молекулой спирта.
РЕАКЦИИ С SOCl2
Эта реакция интересна тем, что в зависимости от условий проведения она может протекать с обращением или с сохранением конфигурации у хирального атома углерода спирта.
|
|
|
|
|
|
|
SOCl2 |
CH3 |
|
CH |
|
|
CH2CH3 |
+ SO2 |
+ HCl |
||||
|
|
|
|
|
|
|
эфир |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
CH3 |
|
CH |
|
CH2CH3 |
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|||||||
|
|
|
|
(R)-2-хлорбутан |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
OH |
SOCl2 |
CH3 |
|
|
CH |
|
|
CH2CH3 |
+ SO2 |
+ HCl |
||||||||
(R)-2-бутанол |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
пиридин |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(S)-2-хлорбутан |
|
|
|||||||||
Механизм реакции в эфире или диоксане получил название «нуклеофильное внутримолекулярное замещение SN i» и включает следующие стадии:
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эфир |
|
CH3 |
медленно |
|
||||||||||||||||||
|
|
+ Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
H C |
|
S |
|
Cl |
|
|
|
|
H C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
–HCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
C2H5OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
O |
|
|
|
|
C2H5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
(R)-2-бутанол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ SO2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
C |
|
|
O |
|
|
|
H |
C |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тесная ионная пара |
|
(R)-2-хлорбутан |
||||||||||||||||||||||
Образование карбокатиона согласуется с экспериментальными данными: чем устойчивее карбокатион, образующийся из спирта, тем легче идет реакция. Однако рацемическая форма, характерная для реакций SN1, при