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

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

188

ГЛАВА VI. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЕНАМИНОКЕТОНОВ

состояний, — нашел симбатную корреляцию между константами скорости протонирования АВК и параметром бЕ т.г , характери­ зующим выгодность приближения реагента к атому г. Им было

показано, что скорость протонирования должна быть наибольшей в том случае, если оно протекает по атому кислорода АВК.

© i l l

. ©

t i

i

© i i i

>N=C -C=C -OH

> N = C -C H -C = 0

> N H -C = C -C = 0

< 2 3 4 5

<

2 . 3

4 5

 

>ooai

 

xxxiii

xxxiv

Однако Крамер подчеркивает кинетический, а не термодина­ мический характер проведенного им анализа ([571, 572], ср. также работу [760]). Кинетическое рассмотрение может дать представление об образовании неравновесной смеси продуктов, состав которой может меняться по ходу установления равнове­ сия. Для анализа же вероятности появления того или иного устойчивого продукта, подлежащего выделению и находящегося в равновесии со средой, необходим расчет термодинамической устойчивости протонированных форм, что является очень труд­ ной задачей. Например, Крамер предполагает кинетически воз­ можным образование N-протонированных солей XXXIV. Тем не менее пока никому не удалось ни доказать существования та­ ких солей, ни выделить их в чистом виде (см. также [108]). Несмотря на малый объем атакующей частицы — протона, из­ бирательность протонирования зависит также от пространст­ венных характеристик исходного енамина. Показано, что при наличии заместителей при атоме С2 (XXXII) или N увеличи­ вается скорость протонирования енамина по атомуС3 [570].

Наилучшим способом анализа структуры солей АВК явля­ ется ИК-спектроскопия. Этим методом для многих солей АВК доказано р-кетоиммониевое строение XXXIII [186, 460, 490, 568, 569, 590, 785]. Этой структуре соответствует полоса vc=o в об­ ласти 1700—1750 см-1 и полоса v c = n © b интервале частот 1670— 1700 см-1, что подтверждается анализом спектров модельных веществ [180, 186, 187]. Таким образом, вопреки кинетическому определению протонирования [571] конечные соли АВК часто существуют в кетоиммониевой форме.

Ряд других солей имеет поглощение, коренным образом от­ личающееся от спектров катионов ХХХШ. В этих случаях наи­ более высокочастотной в области 6 мкм является полоса 1600—■ 1635 см-1 [186, 306, 590]. Анализом ИК-спектров модельных систем [198, 590] установлено, что соли АВК, полученные ав­ торами работ [186, 264, 418, 460, 590, 642, 648, 699], имеют енолиммониевое строение XXXII. Модельными веществами мо­ гут служить, например, соли алкоксивинилиминов VI (см.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО УСТАНОВЛЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

189

с. 180). Протонирование некоторых алифатических АВК по кислороду доказано также при помощи метода ПМР [570]. Структуры, подобные форме XXXII, образуются также при координации АВК с кислотами Льюиса [392]:

Мп C fm -^ C ^ C ^ N -

В инденовом ряду автору удалось выделить из АВК XXIX

две группы солей — XXXV и XXXVI [186].

Более стабильной является форма XXXV. Структура выде­ ляемой соли в значительной мере определяется средой, из ко­ торой происходит кристаллизация вещества. Например, йоди­ стоводородная соль XXXVIa выпадает из смеси уксусной кис­ лоты с дихлорэтаном, в то время как пропусканием HJ через раствор АВК XXIX в сухом дихлорэтане получают форму

XXXVa.

Х=С1 или J; a) R = CH3; б) R=C 6HS

Строение твердых солей зависит также и от кристаллохими­ ческих факторов, например от эффекта поля ионов. Так, йоди­ стоводородная соль индона XXIX6 существует в виде иминокетона XXXV6, в то время как соответствующий хлорид — в сопряженной форме XXXVI6. Частоты характерных групп кетоиммониевых солей попадают в область волновых чисел, упомя­ нутую выше (см. также табл. 35); полосы vc=o и v c = n © очень интенсивны — как для твердых образцов, так и для растворов.

Особого рассмотрения требуют спектры сопряженных солей XXXVI (XVI), приведенные наряду со спектрами модельных веществ в таблице 35 [186, 198]. Здесь же приводится расшиф­ ровка важнейших полос в областях 3 и 6 мкм. Идентификация полосы S n h была обоснована на с. 183.

Одинаковое строение солей АВК с модельными веществами подтверждает наличие в спектрах всех соединений характерной полосы связи С= С пятичленного цикла около 1560 см-1 и по­ глощения в области 1580— 1620 см-1. Отметим, что в спектрах

190

ГЛАВА VI. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЕНАМИНОКЕТОНОВ

0R3

Т а б л и ц а

35

и к -с п е к т р ы

е н о л и м м о н и е в ы х

с и -

XXXVI (Щ )

"

СТЕМ XXXVI,

ОБЛАСТЬ 6 И 3 МКМ

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

 

R

CHi

с 6н5

с вн3

СвН5

С6Н3 CHi

С6Н5

 

R,

-H

Н

н

сн>

сгь -

н

н

 

R*

и

Н

н

С2Н5

С2 Н5

2 5

С2Н6

 

 

 

 

 

b f

С Н

BF<©

 

C l ©

С1©

J ©

BFT©

b f

 

 

 

 

 

Светлая

Темная

 

 

 

 

 

 

 

форма

Форма

 

 

vc= c

цикла

1585

1585

п

1564

1562

1560

1572

 

-

1,0

1 ,0

 

1,0

0,9

1,0

1,0

vc=c

бепзоль-

 

 

1597

1598

1599

1577п

1599

пых колец

 

 

1,0

0,5

0,5'

1,0

0 ,8

 

 

 

 

vc=c

бензольных ко-

1620

1620

1626

1617

1613

1622

1616

лец или vc = N ©

0,9

0 ,8

0,9

0 ,6

0,5

0,7

0 (8

VC= N © (?)

 

 

1659

п

1658

п

1645п

 

 

 

 

72

 

0,7

 

0,5

6 n © н

1718

 

1720*

_

_

1704

1698

 

 

0 ,8

 

' 0 ,8

 

 

0 ,8

0 ,6

V N ® II

3155

3157

Спектр

3178

3240

3145

3142

 

 

 

 

не снят

1,0

1,0

1,0

1 ,0

 

 

 

 

 

3220*

 

3280*

3285

 

 

 

 

 

0 ,8

ЗЗООп

0,7

0 ,8

 

 

 

 

 

ЗЗООп*

 

 

 

 

 

 

 

0,7"

0,9

 

 

В головке таблицы указаны значения символов R, Rb R3, X© в форму­ лах солей 1—7.

и — полоса скрыта под соседней полосой илн проявляется в виде пере­

гиба. Звездочкой (*) помечены полосы от примеси темной или вообще другой формы.

N-арилзамещенных енолиммониевых солей XXXVII полоса \’c=n® наблюдается при меньших частотах — в области 1630см-1, а полоса 8 n ® h находится около 1535 см-1 [306].

Енолиммониевые соли XXXVI также могут иметь разную глубину окраски в кристаллическом состоянии. Эти особенно­ сти, а также различия в колебательных спектрах солей, по-ви-

.димому, обусловлены кристаллохимическими факторами. Сле­ дует сказать, что для каждого полихромного типа соли можно найти модельный эфир XXXVI, аналогичный ему по цвету и

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО УСТАНОВЛЕННЫЕ

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

191

близкий по ИК-спектру. Аналогом соли XXXVI-1 является мо­

дельный эфир XXXVI-6; соли

XXXVI-2 аналогичен эфир

XXXVI-4; соли XXXVI-3 — эфиры XXXVI-5,

7.

 

Полученные соединения XXXVI

[186] в

воде растворяются

и непосредственно вслед за этим выделяют соответствующий АВК. Растворы протонированных АВК имеют низкие pH, что свидетельствует о низкой основности инденовых АВК-

Для наиболее устойчивых катионов, соответствующих алифа­ тическим АВК, используя спектроскопический или потенциомет­ рический метод, удается определить константы рКа, причем оба метода дают согласующиеся результаты [108]. Ниже приводим:

показатели

констант

протолиза солей, соответствующие схеме'

 

[а в к -н ]ф + н 2о -*а в к + н 3о ®

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

(CH3l2N-CH=CH-CHO

sR4

 

 

rcH2v

 

 

 

 

 

О

N

 

 

 

 

 

 

"-R2

 

 

 

2,34

[571]

Ri + R 2 = — (СН2) 4—;

n — 1;

2,98

[620]

 

 

3,15

[590]

л = 2 ;

2,82

[620]

 

 

R1= R1= H; 2,6 [108]

 

 

R, = H;

R2 =CH 3;

л =3;

2,83 [620]

 

 

2,7

[108]

 

 

 

Следовательно, соли алифатических АВК могут быть при­ равнены к таким кислотам, как хлоруксусная или фталевая; сами АВК по своим основным свойствам близки, например, к хиназолину или гуанину. Приведенные кислотности протониро­ ванных форм АВК согласуются с прогнозом М. И. Кабачника, предполагавшего для |3-аминокротонового эфира рКосн~9-И 0 [61]. Теоретически монопротонированная форма АВК может далее протонироваться только по среднему атому углерода (см. табл. 34), образуя дикатион XXXVIII. В нем отсутствует сопря­ жение между двумя функциональными группами пентады. На­ пример, растворы ярко-красных инденов в концентрированной серной кислоте имеют слабую окраску. Дицротонированные соли АВК играют важную роль в синтезе хинолинов по Комбу (см., напр., [322, 323]). К сожалению, попытки их выделения в чи­ стом виде пока еще не увенчались успехом [23, 108, 186].

© I | I ©

)N =C -C H -C =O H

XXXVIII

Способность АВК к образованию координационных солей с ионами металлов (см. ниже) позволила определить константы

192

ГЛАВА VI. ХИМИЧЕСКИЕ ^СВОЙСТВА ЕНАМИНОКЕТОНОВ

кислотности АВК [602]. Оказалось, что более кислотному р-ди- кетону соответствует и более кислый АВК. Если протолиз АВК представить схемой

0 = С —С= С—N H R ^ [0 -C -C ---C -N R ]e + H $ ,

 

 

 

то показатель кислотности исходного А В К может

быть

выра­

жен соотношением р

К а

= а + ЬА2. Для разных енаминов р

К а

имеет

значения 13,4ч-15,7.

В

вышеприведенной формуле a,

b,

N

явля­

ются параметрами, зависящими от структуры енамина. Как и следует ожидать, с ростом кислотности А В К увеличивается и

склонность веществ к образованию внутрикомплексных солей.

Укажем, что найденные величины

р К а

совпадают с выводом

Гонда и Шварценбаха, полагавших

для

А В К

р К а > 1 4

[ 5 1 6 ] .

Следовательно, простые А

В К

по кислотности

аналогичны

ами­

дам (для ацетамида р К а

= 14

[95]),

что еще

раз подчеркивает

химическую близость между этими двумя группами соедине­ ний.

С присоединением к азоту p-аминовинилкарбонильных соеди­ нений ацильной группы кислотность веществ резко возрастает [36, 37], причем их протолиз нередко связан с существенным углублением окраски растворов [189, 207]. Например, 2-ацил- аминохромоны XXXIX в зависимости от заместителя К2 могут иметь рКа в пределах 2,80ч-9,53. Если Ri является сильнооснов­ ным заместителем, то такие ациламинохромоны могут сущест­ вовать даже в форме цвиттериона [36].

б

XXXIX

р-Аминовинилимины. Для этих соединений — как для вини-

логов амидинов — можно ожидать большую основность. Дейст­ вительно, АВИ образуют прочные соли с различными кисло­ тами. В ряде случаев свойства солей АВИ изучены более под­ робно, чем соответствующих менее доступных для исследова­ ния оснований. Большинство классических методов синтеза АВИ приводит к получению именно протонированных форм [243, 254, 275, 317, 354, 611, 621, 624, 773 и др.]

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