Хинолин и изохинолин: Скрауп и Бишлер — Напиральский
Хинолины
Хинолин — бензол, сочленённый с пиридином по связи C4a–C8a. Его пиридиновое кольцо собирают на готовом анилине.
Как получить хинолин
- Скрауп: анилин + глицерин, концентрированная \(\ce{H2SO4}\), нитробензол как окислитель; сульфат железа(II) смягчает реакцию.
- Стадии: глицерин → акролеин; анилин + акролеин → 3-(фениламино)пропаналь (Михаэль); замыкание на орто-атом кольца (электрофильное замещение) и отщепление воды → 1,2-дигидрохинолин; окисление → хинолин.
- Положение заместителя: пара-заместитель анилина → C6 хинолина, орто → C8, мета → смесь 5- и 7-изомеров.
- Дёбнер — Миллер: анилин + \(\ce{RCH=CHCHO}\) → 2-R-хинолин; Комб: анилин + \(\ce{RCOCH2COR}\) → 2,4-диR-хинолин; Фридлендер: 2-аминобензальдегид + \(\ce{RCOCH2}\)R′ (основание) → хинолин с R у C2 и R′ у C3.
Примеры
1. Анилин + глицерин (\(\ce{H2SO4}\), нитробензол) → хинолин.
2. 2-Аминофенол по Скраупу → 8-гидроксихинолин (оксин) — реагент на ионы металлов.
3. 2-Аминобензальдегид + циклогексанон (NaOH) → 1,2,3,4-тетрагидроакридин.
errorСкрауп — реакция бурная
Смесь анилина, глицерина и серной кислоты при нагревании разогревается сама и может выбросить содержимое колбы; добавки сульфата железа(II) или борной кислоты делают реакцию спокойнее.
edit_noteПопробуйте сами
Какой хинолин получится по Скраупу из 4-метиланилина?
expand_moreПоказать решение
6-Метилхинолин.
Изохинолины и реакции
В изохинолине азот стоит в положении 2. Его кольцо замыкают на β-арилэтиламине — прототипе многих алкалоидов.
Как получить изохинолин
- Бишлер — Напиральский: β-арилэтиламин → амид (RCOCl) → \(\ce{POCl3}\) или \(\ce{P2O5}\), нагревание → 3,4-дигидроизохинолин → Pd/C, нагревание → изохинолин.
- Пикте — Шпенглер: β-арилэтиламин + альдегид RCHO, кислота → 1-R-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин; триптамин реагирует особенно легко (тетрагидро-β-карболины).
- Замыкание — электрофильное замещение: доноры (OMe, OH) в пара-положении к месту замыкания ускоряют реакцию; кольцо замыкается на свободный орто-атом к цепи.
- Реакции: электрофил — в бензольное кольцо (C5 и C8); нуклеофил — в пиридиновое (хинолин: C2 и C4, изохинолин: C1; амид натрия даёт 2-аминохинолин и 1-аминоизохинолин); азот алкилируется и окисляется в N-оксид, как у пиридина; \(\ce{KMnO4}\) разрушает бензольное кольцо хинолина.
Примеры
1. N-[2-(3,4-Диметоксифенил)этил]ацетамид + \(\ce{POCl3}\) → 6,7-диметокси-1-метил-3,4-дигидроизохинолин → Pd/C → 6,7-диметокси-1-метилизохинолин.
2. 2-(3,4-Диметоксифенил)этиламин + HCHO (\(\ce{H+}\)) → 6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин.
3. Хинолин + \(\ce{HNO3}\), \(\ce{H2SO4}\) (0 °C) → смесь 5- и 8-нитрохинолинов.
errorКакой атом становится C1
В синтезе Бишлера — Напиральского атом C1 изохинолина — бывший карбонильный углерод ацила: ацетил даёт 1-метилизохинолин, формил — незамещённый. В синтезе Пикте — Шпенглера C1 — атом альдегида.
edit_noteПопробуйте сами
Что получится из 2-фенилэтиламина и ацетальдегида в кислоте?
expand_moreПоказать решение
1-Метил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин.
push_pinГлавное
Скрауп: анилин + глицерин + концентрированная \(\ce{H2SO4}\) + окислитель (нитробензол): глицерин дегидратируется в акролеин, анилин присоединяется по Михаэлю, альдегид замыкает кольцо на орто-атом, 1,2-дигидрохинолин окисляется. Пара-замещённый анилин даёт 6-замещённый хинолин, орто — 8-замещённый. Дёбнер — Миллер: вместо акролеина — еналы (кротоновый альдегид → 2-метилхинолин); Комб: анилин + 1,3-дикетон → 2,4-дизамещённый хинолин; Фридлендер: 2-аминобензальдегид + карбонильное соединение с группой \(\ce{CH2}\) → хинолин. Бишлер — Напиральский: N-ацил-β-арилэтиламин + \(\ce{POCl3}\) → 3,4-дигидроизохинолин (C1 — бывший карбонил ацила), затем дегидрирование (Pd); Пикте — Шпенглер: β-арилэтиламин + альдегид, кислота → 1,2,3,4-тетрагидроизохинолин. Электрофил атакует хинолин и изохинолин в бензольное кольцо (C5 и C8), нуклеофил — в пиридиновое (хинолин — C2 и C4, изохинолин — C1).
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.