Материал: Фрейманис, Я. Ф. Химия енаминокетонов, енаминоиминов, енаминотионов

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

2. АССОЦИАЦИЯ ЕНАМИНОВ В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ

165

пических исследований енаминов I и III (формулы см. на стр. 151) в дихлорэтане, хлороформе, ацетоне и диметилформамиде см. в работах [85, 89, 93] и более ранних [90, 191].

В ИК-спектрах поглощения в хлороформенных и дихлорэтановых растворах межмолекулярная ассоциация не проявляется. Исключением является система «3-амино-2-метилиндон-1—хло­ роформ». В этом случае наблюдаются высокие сдвиги частоты vnh по сравнению со спектром в дихлорэтане. В согласии с этим для данной системы найдены самые большие значения теплоты взаимодействия и парциальной мольной теплоты МВС ДНн*енамина с хлороформом, соответствующие связи типа

С=0-"НСС13 (ср. данные табл. 29).

Для всех остальных соединений, в согласии с результатами

измерения величин AQ*'B3 или А #н*, заметные изменения полос

поглощения связей N—Н наблюдаются в диметилформамиде, а для N-незамещенных соединений — также в ацетоне.

В диметилформамиде и ацетоне частоты полос v n h енаминов I и III понижаются на 100—200 см-1 по сравнению с данными для дихлорэтановых растворов (\-Стапд) с одновременным уширением контура поглощения. При этом между среднеарифмети­

ческим относительным сдвигом полосы v n h

паре растворите­

лей «диметилформамид—дихлорэтан» [85],

с одной стороны,

и величинами теплоты образования МВС енаминов с диметилформамидом, оцененными по данным растворимости, с другой, имеется симбатная зависимость. Она остается в силе как для величин Д # н* упрощенных расчетов [85, 93], так и для данных из таблицы 29.

2. АССОЦИАЦИЯ ЕНАМИНОВ В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ

Наличие МВС в твердой фазе инденовых енаминов, так же как и множества других АВК, подтверждается снижением ча­ стот v n h в спектрах кристаллических образцов по сравнению с соответствующими величинами для растворов [85, 180, 191]. Недавно это удалось показать на прямом опыте, в рентгеногра­ фических исследованиях [226, 227]. На рисунке 31 приведена проекция структуры енамина 1г на плоскость (100) кристалла.

NHR,

 

R, = Н; R2=C1 (1г)

О

R ,=C 6H6; R2 = H (Ilia)

166 ГЛАВА V. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНАЯ АССОЦИАЦИЯ СОПРЯЖЕННЫХ ЕНАМИНОВ

Рис. 31. Проекция структуры 1г на плоскость (100) кристалла (см. работу

■ [226]). -

Молекулы в кристалле располо­ жены таким образом, что обра­

зуют слои,

параллельные

плос­

кости

(010)

и

находящи­

еся

друг

от

друга

на

рас­

стоянии 3,38 А. Проекция одного слоя структуры на кристалло­ графическую плоскость (010) схе­ матически представлена на ри­ сунке 32. В слоях осуществля­ ется паркетный мотив упаковки молекул.

Внутри каждого слоя моле­ кулы ассоциированы в ленты, идущие вдоль короткого периода а при помощи МВС длиной 2,85А.

МВ С

такой же длины образу­

ется

в кристалле

N-незамещен-

ного аналога Ша

[227].

На рисунке 33 представлена про­

екция

структуры

енамина Ilia

Рис. 32. Проекция одного слоя

структуры 1г на плоскость (010) (см.

работу [226]).

2. АССОЦИАЦИЯ ЕНАМИНОВ В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ

167

Рис. 33. Проекция структуры Ша на плоскость (010) (см. работу [227]).

на плоскость (010). Молекулы в кристалле расположены так, что инденоновый фрагмент почти перпендикулярен плоскости (ас) и инденоновому фрагменту ближайшей молекулы. Группа

N—Н значительно более экранирована окружающими груп­ пами; этим можно объяснить меньшую степень взаимодействия

N-замещенных енаминов с растворителем

по сравнению

с их

N-незамещенными аналогами.

 

 

 

 

 

Найденное межатомное

расстояние N - - 0 в инденовых

АВК

по величине близко к длине

МВС

типа

С = 0---HN

в р-амино-

кйслотах или амидах

[70,

117].

В

ассоциатах

енаминов

■■•H2N—С = С —С = А -" (А = 0 ,

NH)

по крайней мере одна связь

N—Н относительно свободна от ассоциации. В ИК-спектрах кристаллических инденовых енаминов типа I обычно наблюдают полосу, относящуюся к колебаниям неассоциированной группы

N—Н [85, 169].

Спектроскопическим методом оценена прочность МВС для целого ряда инденовых енаминов [208] по формуле [31]

Д / / Н = ^ у - • Ю 2 • А \’/Устанд-

Другой способ оценки прочности МВС, основанный на изме­ рении интегральных интенсивностей полос в колебательных спектрах, для большинства инденовых соединений непригоден из-за малой растворимости соединений и, следовательно, боль­ шой ошибки эксперимента. Брались следующие соединения:

168 ГЛАВА V. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНАЯ АССОЦИАЦИЯ СОПРЯЖЕННЫХ ЕНАМИНОВ

NHR

СбН.

о

R= H (1а)

«= 1 (V)

R= H (V illa)

R =C 6H5 (Ш а)

я = 2 (XI)

R= C6H6 (VIII6)

R= C6H4N 02 (IV)

 

 

В таблице 30 приводятся полученные оценочные величины ДЯН в кристалле [208] в сопоставлении с некоторыми данными из таблицы 29.

Т а б л и ц а 30

ХАРАКТЕРИСТИКИ

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫХ

 

АССОЦИАТОВ ИНДЕНОВЫХ ЕНАМИНОВ

 

дян

Д Я Н *

 

ккал/моль, МВС

Соединение

ккал/моль

«енамин—диметил-

 

(в кристалле)

 

формамид»

-4 ,0 2

- 6 ,3

Ша

-2 ,6 6

- 5 ,5

IV

-2 ,6 2

V

-3 ,4 7

XI

-3 ,0 8

V illa

-2 ,7 6

VIII6

-0 ,9 2

XIV

-4 ,1 4

 

 

В более поздней работе с использованием несколько иного способа оценки средней полосы связи N—Н исследованы де­ вять инденовых АВК. Энтальпии образования МВС[ вычислен­ ные, как и выше, по данным работы [85], для соединений 1а и Ша несколько больше, чем в таблице 30 (табл. 31).

Таким образом, для N-незамещенных соединений 1а и V illa значения теплоты Д # н выше, чем для аналогичных N-фенил-

Т а б л и ц а 31

э н т а л ь п и я о б р а з о в а н и я м в с и н д е ­

 

н о в ы х АВК В КРИСТАЛЛАХ,

ККАЛ/МОЛЬ

Заместитель

I

III

R,

С.Н.

-5,21

-4,78

а-С10Н7—

-4 ,8 7

-5,04

СН,

-4,53

С6Н4С1-л

-4,96

-5.21

С6Н4ОСМг /г

-5,30

-5 ,3 0

2. АССОЦИАЦИЯ ЕНАМИНОВ В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ

169

производных Ша, VI116. Для енаминов, имеющих полярные за-» местители или а-нафтильную группу, налицо, скорее, обратная зависимость. При прочих равных условиях для енаминов МВС =N---HN слабее, чем мостик = 0 --H N . Энтальпии образования МВС «енамин—енамин» или «енамин—диметилформамид» являются величинами близкого порядка (см. табл. 5), посколь­ ку природа МВС (в твердой фазе енаминов и в ассоциате

0 = С —С = С —NH ---0=CH —N(CH3)2 одинакова.

Особо следует остановиться на 5,5-диметил-1-амино-циклогек- сен-1-оне-З. В ИК-спектре этого соединения в твердой фазе от­ сутствуют колебания свободных связей N—Н (см. рис. 14). Можно предполагать, что это соединение в твердой фазе обра­ зует какие-то димерные или олигомерные ассоциаты с билате­ ральными водородными связями, например XII; димеризация аналогичных веществ — енолов циклогександионов-1-1,3 дока­ зана давно [13, 678]. Предположение о димеризации (или еще большем уплотнении молекул) подтверждается работой [388], где значительная межмолекулярная ассоциация 1-аминоцикло- гексен-1-онов-З доказана криометрически.

XII

Билатеральные водородные связи АВК. предполагаются также в ряду алифатических систем [50, 54, 413], когда кетогруппа АВК взаимодействует с двумя Н-донорами.

Межмолекулярное взаимодействие инденовых енаминов можно проследить также по электронным спектрам [145], если срав­ нить спектры поглощения растворов и твердых образцов. По­ следние изучались в виде тонких кристаллических пленок, по­ лученных возгонкой енамина в глубоком вакууме на кварцевое окошко [34]. Исследовались электронные спектры соединений la, Ilia, IV, V illa, б, X. В качестве примера приводим спектры поглощения енамина 1а (рис. 34). Спектр твердой пленки досто­ верно можно снимать при длинах волн, больших примерно 280 нм, так как в коротковолновой области начинается сильное рассе­ яние излучения.

В большинстве случаев в спектрах твердых образцов наблю­ дают батохромный сдвиг длинноволновой полосы и ее уширение, а также увеличение площади контура полосы. Этому

170 ГЛАВА V. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНАЯ АССОЦИАЦИЯ СОПРЯЖЕННЫХ ЕНАМИНОВ

(0““

Рис. 34. Электронные спектры поглощения енамина 1а:

1 — кривая раствора в метаноле; 2 — спектр твердой пленки.

соответствует упрочнение МВС в твердой фазе по сравнению с таковой в спиртовых растворах [31, 117]. Полные данные све­ дены в таблицу 32. Из таблицы видно, что увеличение прочности МВС в твердой фазе более выражено у систем, образующих мо-

Т а б л и ц а 32

ЭЛЕКТРОННЫЕ

СПЕКТРЫ

ПОГЛОЩЕНИЯ РЯДА ИНДЕНО-

 

ВЫХ СОЕДИНЕНИИ В СПИРТОВЫХ РАСТВОРАХ И В

 

ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ [145]

 

 

 

 

Спектр

вещества

в растворе

 

Спектры

 

 

 

 

твердых

 

Расширение

 

 

 

 

 

 

образцов

Сме­

Ве­

 

 

 

 

о

площади кон­

 

 

 

 

 

щение

тура полосы,

щест­

 

 

 

 

Ж

 

поло­

Д5*10'6

во

 

 

Д \ :1/а

 

Ss

AvVa е-10 4

сы

см*1

'■ноле (»м)

(среда)

 

Д^макс

см-1

S-1CH

-

 

 

 

 

 

 

 

см-1

нм

 

1а

438 (М)

4150

0,34

480

4850

0,30

+ 42

Ш а

455 (М)

4200

0,39

470

6000

0,43

+ 15

IV

455 (Э)

3670

0,37

490

5530

0,60

+35

V

478(9 + 6 % ДМФ)

4950

1,1

485

5930

1,03

+

7

XI

456(3 + 12% ДМФ)

4150

0,93

465

6800

0,96

+ 10

V illa

421 (Э)

5200

0,31

430

5850

0,29

+

9

VI116

432(Э)

4790

0,65

445

5120

0,60

+ 13

Ээтанол; М — метанол; ДМФ — диметилформамид.

^v i/2 полуширина полосы, т. е. ширина ее на полувысоте.

До (AVtb /2 -Вта' AVpacTB ’ Браств).

+4,3

+9,4

+9,6

+6,9

+26,6 + 0 ,8

-0 ,4

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/158546