Химические свойства альдегидов и кетонов. Присоединение азотных нуклеофилов
(65)
При получении семикарбазонов в реакцию с карбонильной группой вступает, естественно, та группа NH2 семикарбазида, которая наиболее удалена от электроноакцепторной карбонильной группы и поэтому обладает большей нуклеофильной силой.
В. Реакции альдегидов и кетонов с гидроксиламином - перегруппировка Бекмана
Гидроксиламин конденсируется с альдегидами и кетонами с образованием оксимов (альдоксимов и кетоксимов):
(66)
ацетальдегид оксим ацетальдегида
(67)
ацетон оксим ацетона
Поскольку вращение вокруг двойной связи углерод-азот затруднено, оксимы могут существовать в виде двух изомеров - син - и анти-. Название определяется взаимным расположением гидроксильной группы и старшего заместителя:
син-изомер анти-изомер
Восстановление оксимов приводит к образованию первичных аминов. Восстановление можно проводить цинком в соляной кислоте или действием на сплав никеля с алюминием концентрированной щелочи.
Упр. 20. Напишите реакции получения оксима циклогексанона и его восстановления в аминоциклогексан.
При обработке оксимов кетонов серной кислотой, PCl5, SOCl2 происходит так называемая перегруппировка Бекмана с образованием амидов кислот:
Перегруппировка Бекмана – это превращение кетоксима в амид под действием кислот. Она проходит по следующему механизму:
(М 9)
При перегруппировке оксимов несимметричных кетонов могут образовываться два различных амида – к азоту переходит заместитель, находящийся в анти-положении к гидроксильной группе. В результате перегруппировки с атомом азота оказывается заместитель, находящийся по отношению к гидроксильной группе в анти-положении.
(69)
(70)
син-оксим метилэтилкетона N-метилпропиоамид
(71)
анти-оксим метилэтилкетона N-этилацетамид
Оксимы являются промежуточными продуктами в синтезе нитрилов. (Z) - Альд-оксимы дегидратируются до нитрилов.
(72)
Z-альдоксимы нитрилы
В качестве водоотнимающего средства можно использовать уксусный ангидрид:
(73)
пропанальоксим пропионитрил
Перегруппировка Бекмана оксима циклогексанона приводит к образованию капролактама, полимеризующегося при нагревании в капрон:
(74)
оксим циклогексанона капролактам нейлон 6 (капрон)
Упр.21. Напишите реакции ацетона с гидроксиламином и фенилгидразином. Назовите образующиеся продукты. Покажите общность механизмов этих реакций.
Упр.22. Предложите схему получения капрона (а) из фенола, (б) из циклогексана.
Упр.23. Изобразите формулы стереоизомерных оксимов бензальдегида. Какой из них легче дегидратируется с образованием нитрила?
Упр.24. Завершите реакции:
(а) (б)
(в) (г)
(д) (е)
(ж) (з)