Влияние заместителей в бензольном кольце на основность

Доноры увеличивают основность, т.к.

- повышают электронную плотность в кольце, уменьшают сопряжение между ароматической системой и неподеленной парой электронов, увеличивается электронная плотность на атоме азота, - увеличивается устойчивость аммонийного катиона.

 

Акцепторы уменьшают основность, т.к.

- уменьшают электронную плотность в бензольном кольце, увеличивают сопряжение между ароматической системой и неподеленной парой электронов, уменьшается электронная плотность на атоме азота,

- уменьшается устойчивость аммонийного катиона.

- М-эффект сильнее передается в п-положение

-I- эффект сильнее в о-положении, особенно для акцепторов (о-эффект заместителя)

Заместитель о- м- п-

CH₃O 4.52 4.23 5.34

H 4.62

Cl 2.65 3.52 3.98

NO₂ 0.26 2.47 1.02

 

Влияние заместителей при атоме азота на основность

Аналогично алифатическому ряду

- алкильные заместители увеличивают основность (+I);

- при ацилировании основность резко снижается, т.к. неподеленная пара е^- сопрягается и с ароматической системой, и π-связью карбоксильной группы;

-алкилирование непосредственно по N дает меньшее увеличение основности, чем при введение алкильной группы по бензольному кольцу, т.к. изменяется геометрия аминогруппы, сопряжение усиливается, сольватация катиона меньше.

III. Нуклеофильность аминов (взаимодействие с электрофилами)

1. Алкилирование (см. способы получения)

2. Ацилирование ( синтез новых, нетоксичных соединений, защита от окисления, уменьшение активности аминогруппы и синтез монопродуктов).

Общая схема:

RCOX = RCOCl, (RCO)₂O, RCOOH, RCOOCH₃ – уменьшение ацилирующей способности.

Выбор ацилирующего агента зависит от субстрата.

а) активные амины (с донорами)

Ацилирование кислотой – процесс обратимый, сдвиг равновесия – избыток кислоты, отгон продукта органическими растворителями, отгон воды с кислотой, применение водоотнимающих средств.

N-(4-этоксифенил)-ацетамид

б) неактивные амины(с акцепторными заместителями)

 

в) современный ацилирующий агент – метилхлорформиат (метиловый эфир хлоругольной кислоты)

2 CH₃OH + 2 COCl₂ + CaCO₃ → 2 CH₃OCOCl + CaCl₂ +CO₂ + H₂O

фосген

г) бензоилирование – метод Шоттена-Баумана

д) введение остатка бензолсульфокислоты (только хлорангидридами!!!)

Реакция - в основе пробы Хильсберга для разделения аминов через имиды сульфокислот.

 

3. Реакция с азотистой кислотой (с диазотирующей смесью) – идентификация!!!

4. Изонитрильная реакция (качественная реакция на первичные амины)

 

 

Реакция с карбонильными соединениями (алифатическими и ароматическими)

Нуклеофильность меняется параллельно основности. Направление реакции зависит от силы центра.

Алкилирование и солеобразование идет по алифатическому центру.

 

Ацилирование идет по алифатическому центру, а солеобразование по ароматическому, а не по амидному.

 

 

 

IV. S_E аром. по бензольному кольцу

Высокореакционные соединения. Донорные свойства параллельно нуклеофильности

 

Аминогруппа и ее производные – сильные донорные заместители, ацетамидная группа – самый слабый донор. О- и п-ориентанты. Аммонийный катион не имеет неподеленной пары электронов, акцептор за счет индуктивного эффекта, м-ориентант.

σ –комплекс в п-положении

устойчив

 

 

Алкилирование и ацилирование по атому С

Ацилирование защищает аминогруппу от дезактивации AlCl₃ (как кислотой Льюиса).

2. Галогенирование (хлорирование, бромирование и иодирование как для π-избыточной системы)

Качественная реакция

Ацилирование предотвращает окисление, снижает донорные свойства аминогруппы и дает возможность получить монопроизводные.

Нитрование

а) нитрующей смесью (сильное окисление, требуется защита)

б) разбавленной азотной кислотой (без окисления)

Сульфирование

а) серной кислотой и олеумом

Синтез п-изомера этим методом через ацилирование.

б) метод запекания

При высокой температуре - разрушение соли.

 

 

в) сульфотриоксид в инертном растворителе (ДХЭ)

П-аминобензолсульфокислота

(сульфаниловая кислота)

При низкой температуре не происходит разрушение субстрата и окисления.

Сульфаниловая кислота - цвиттер-ион

(рентгено-структурный анализ, спектральные методы анализа, высокая Тпл. с разложением, нерастворима в водных растворах кислот)

 

5. Сульфохлорирование ( с окислением, требуется предварительная защита)

Синтез стрептоцида и альбуцида

 

Сульфаниламиды - биоизостеры п-аминобензойной кислоты. Это объясняет высокую биологическую активность сульфаниламидных препаратов.

 

Как высокореакционноспособные соединения вступают в реакцию S_{Е аром.} со слабыми электрофилами.

Реакция азосочетания

7. Реакция третичных аминов с альдегидами и азотистой кислотой (см. выше).

V. Окисление

Легко окисляются с образованием различных продуктов:

Основание Шиффа