Перегруппировка Вольфа и синтез Арндта — Айстерта — Органическая химия для олимпиад

Перегруппировка Вольфа и синтез Арндта — Айстерта

8 заданий

Арндт — Айстерт

linkОпора

Иногда цепь кислоты нужно удлинить ровно на одну группу \(\ce{CH2}\). Синтез Арндта — Айстерта делает это в три стадии: кислоту превращают в хлорангидрид, хлорангидрид с диазометаном — в диазокетон, а диазокетон при нагревании с оксидом серебра теряет азот и перегруппировывается в кетен (урок 268). Кетен присоединяет воду, и получается кислота, цепь которой на один атом длиннее.

Как удлинить кислоту на атом углерода

  1. Кислоту превращают в хлорангидрид действием тионилхлорида.
  2. Хлорангидрид с двумя эквивалентами диазометана даёт α-диазокетон \(\ce{RCOCHN2}\); второй эквивалент связывает выделяющийся HCl.
  3. Перегруппировка Вольфа: при нагревании с \(\ce{Ag2O}\) или на свету диазокетон теряет \(\ce{N2}\), группа R мигрирует, и образуется кетен \(\ce{RCH=C=O}\).
  4. Кетен с водой даёт кислоту \(\ce{RCH2COOH}\), со спиртом — сложный эфир, с амином — амид.
Бензоилхлорид превращается в диазокетон, затем в фенилкетен и фенилуксусную кислоту
Бензоилхлорид превращается в диазокетон, затем в фенилкетен и фенилуксусную кислоту

Примеры

1. Гексановая кислота. По Арндту — Айстерту она превращается в гептановую кислоту: \(\ce{C5H11COOH -> C5H11CH2COOH}\).

Цепь удлиняется на группу CH2
Цепь удлиняется на группу CH2

2. Бензойная кислота. Бензойная кислота так же превращается в фенилуксусную (рисунок выше): \(\ce{C6H5COOH -> C6H5CH2COOH}\).

errorГруппа R мигрирует с сохранением конфигурации

Хиральный центр в группе R при перегруппировке Вольфа не рацемизуется.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст циклопентанкарбоновая кислота по Арндту — Айстерту, если последняя стадия — реакция с водой?

expand_moreПоказать решение

Циклопентилуксусная кислота.

Вольф: сжатие цикла и ловушки кетена

Кетен, который образуется при перегруппировке Вольфа из первой части урока, можно поймать не только водой, но и любым нуклеофилом, присутствующим в смеси. Если же диазокетон циклический, мигрирующая связь принадлежит кольцу, и цикл сжимается на один атом. Так получают напряжённые малые циклы, которые трудно построить иначе.

Как использовать перегруппировку Вольфа иначе

  1. Циклический α-диазокетон при перегруппировке Вольфа даёт производное кислоты с циклом на один атом меньше.
  2. Фотохимический вариант перегруппировки идёт без металлического катализатора.
  3. Кетен ловят нуклеофилом, который есть в среде: водой, спиртом или амином.
\[\ce{RCOCHN2 ->[\ce{Ag2O}, \ce{CH3OH}] RCH2COOCH3 + N2}\]

Примеры

1. Сжатие цикла. 2-Диазоциклогексанон при облучении в метаноле даёт метилциклопентанкарбоксилат.

Кольцо сжимается на один атом
Кольцо сжимается на один атом

2. Ловушка-спирт. Диазокетон из фенилуксусной кислоты \(\ce{C6H5CH2COCHN2}\) с оксидом серебра в метаноле даёт метил-3-фенилпропаноат.

Кетен присоединяет метанол
Кетен присоединяет метанол

errorКетен живёт недолго

Его не выделяют: он сразу присоединяет воду, спирт или амин.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст 2-диазоциклопентанон при облучении в присутствии диэтиламина?

expand_moreПоказать решение

N,N-Диэтилциклобутанкарбоксамид: кольцо сжимается до четырёхчленного, а кетен присоединяет амин.

push_pinГлавное

Арндт — Айстерт: кислота → хлорангидрид → + 2 экв. диазометана → α-диазокетон → перегруппировка Вольфа (\(\ce{Ag2O}\), свет или нагревание: уходит \(\ce{N2}\), группа R мигрирует с сохранением конфигурации) → кетен → вода (кислота на атом длиннее), спирт (эфир) или амин (амид). Циклические α-диазокетоны при перегруппировке Вольфа сжимают цикл на один атом.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.