Хлорметилирование по Блану
Хлорметилирование
linkОпора
- Урок 180. Алкилирование по Фриделю — Крафтсу — алкилировать арены и учитывать перегруппировки
Формилирование (урок 182) вводит в кольцо альдегидную группу, а хлорметилирование по Блану — группу \(\ce{CH2Cl}\). Электрофилом здесь, как и в алкилировании (урок 180), служит катион, но получают его из формальдегида. Одной стадией в кольцо вводят удобный исходный фрагмент: атом хлора в бензильном положении легко замещается, и из группы \(\ce{CH2Cl}\) получают спирты, нитрилы, амины и более длинные цепи.
Как провести хлорметилирование
- Формальдегид с хлороводородом и хлоридом цинка (кислотой Льюиса) образует электрофил — протонированный формальдегид \(\ce{CH2=OH+}\).
- Электрофил атакует кольцо, и получается бензиловый спирт \(\ce{ArCH2OH}\), который хлороводород сразу превращает в \(\ce{ArCH2Cl}\).
- Активированные кольца реагируют легче, а нитробензол в реакцию не вступает.
- Побочно образуются диарилметаны.
Примеры
1. Бензол → бензилхлорид. Формальдегид, хлороводород и хлорид цинка дают протонированный формальдегид; он атакует кольцо, а образовавшийся бензиловый спирт тут же замещает OH на хлор.
2. Толуол → 4-метилбензилхлорид. Метильная группа активирует кольцо и направляет группу \(\ce{CH2Cl}\) в пара-положение.
errorПродукт сам может алкилировать кольцо
Бензилхлорид с хлоридом цинка образует бензильный катион и атакует ещё одну молекулу арена: побочно получается дифенилметан. Чтобы уменьшить долю диарилметанов, реакцию ведут при избытке арена и не перегревают.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст анизол по Блану (главный продукт)?
expand_moreПоказать решение
4-Метоксибензилхлорид.
Бензилхлориды в синтезе
Бензилхлорид из первой части урока — бензильный галогенид: он легко вступает в реакции \(S_N2\) и \(S_N1\) (урок 92), поэтому группа \(\ce{CH2Cl}\) служит исходной точкой для наращивания боковой цепи.
Как использовать бензилхлорид
- По механизму \(S_N2\) бензилхлорид реагирует с нуклеофилами: с цианид-ионом даёт арилацетонитрил, с гидроксид-ионом — бензиловый спирт, с алкоксид-ионом — простой эфир, с аммиаком — бензиламин.
- Ацетиленид замещает хлор, и получается алкин \(\ce{ArCH2C#CR}\).
- Алюмогидрид лития замещает хлор на водород: получается метиларен \(\ce{ArCH3}\).
- Окисление даёт бензальдегид (реакция Соммле) или бензойную кислоту.
Примеры
1. Бензилхлорид и пропинид натрия. Ацетиленид замещает хлорид по \(S_N2\) у бензильного атома: получается 1-фенилбут-2-ин.
2. Восстановление алюмогидридом лития. Гидрид замещает хлор на водород: бензилхлорид превращается в толуол.
errorБензильный галогенид очень активен
Бензилхлорид реагирует с нуклеофилами и по \(S_N2\), и по \(S_N1\): бензильный катион стабилизирован кольцом, а бензильное положение доступно для атаки с тыла. Поэтому с большинством нуклеофилов — цианидом, гидроксидом, алкоксидами, аммиаком — реакция идёт с хорошим выходом.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст бензилхлорид с цианидом натрия?
expand_moreПоказать решение
Фенилацетонитрил \(\ce{C6H5CH2CN}\).
push_pinГлавное
Формальдегид, HCl и \(\ce{ZnCl2}\) дают электрофил \(\ce{CH2OH+}\) (или \(\ce{ClCH2+}\)): арен → бензиловый спирт → бензилхлорид. Бензилхлориды — удобные субстраты \(S_N2\) и \(S_N1\): из них получают нитрилы, спирты, эфиры, амины; \(\ce{LiAlH4}\) восстанавливает \(\ce{CH2Cl}\) до \(\ce{CH3}\). Побочно образуются диарилметаны (бензилхлорид алкилирует арен).
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.