Реакция Гелля — Фольгарда — Зелинского

8 заданий

Механизм

Кислоту сначала нужно «превратить в кетон»: ацилбромид енолизуется легко.

Как провести реакцию Гелля — Фольгарда — Зелинского

Кислота + \(\ce{PBr3}\) (или P + \(\ce{Br2}\)) → ацилбромид \(\ce{RCH2COBr}\).
Ацилбромид енолизуется; енол атакует \(\ce{Br2}\) → \(\ce{RCHBrCOBr}\).
Обмен: \(\ce{RCHBrCOBr + RCH2COOH -> RCHBrCOOH + RCH2COBr}\) — поэтому фосфора хватает 0,1–0,3 экв.
Обработка: вода → α-бромкислота; спирт → α-бромэфир; амин → α-бромамид.
Хлорирование идёт так же (\(\ce{Cl2}\), красный фосфор); замещается только α-H.

Примеры

1. Фенилуксусная кислота + \(\ce{Br2}\), \(\ce{PBr3}\); затем \(\ce{H2O}\) → бром(фенил)уксусная кислота.

2. Гексановая кислота + \(\ce{Br2}\), P; затем \(\ce{CH3OH}\) → метил-2-бромгексаноат.

3. Уксусная кислота + \(\ce{Cl2}\) (P, кат.) → хлоруксусная кислота; избыток хлора даёт ди- и трихлоруксусную.

errorГалоген — только в α-положение

Галоген входит к атому C рядом с карбонилом через енол ацилбромида; β- и γ-атомы не затрагиваются, в отличие от радикального галогенирования.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст бутановая кислота с \(\ce{Br2}\) и \(\ce{PBr3}\), а затем с этанолом?

expand_moreПоказать решение

Этил-2-бромбутаноат.

α-Галогенкислоты в синтезе

α-Бромкислота — готовый электрофил: соседняя C=O ускоряет \(S_N2\).

Как использовать α-галогенкислоты

\(\ce{NH3}\) (большой избыток) → α-аминокислота.
\(\ce{OH-}\), вода, нагревание → α-гидроксикислота.
\(\ce{CN-}\) → α-цианокислота; гидролиз → замещённая малоновая кислота.
α-Бромэфир + Zn + альдегид (кетон) → β-гидроксиэфир (Реформатский, глава 20).
Затруднённое основание (t-BuOK) → отщепление HBr → α,β-непредельный эфир.

Примеры

1. 2-Бромбутановая кислота + \(\ce{NH3}\) (изб.) → 2-аминобутановая кислота.

2. Хлоруксусная кислота + NaCN → циануксусная кислота; гидролиз → малоновая кислота (промышленный путь к малоновому эфиру).

3. Этил-2-бромбутаноат + t-BuOK → этилбут-2-еноат.

errorАммиак — в большом избытке

Аминокислота сама нуклеофильна и может алкилироваться дальше; избыток аммиака делает первичный амин главным продуктом.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст бромуксусная кислота с избытком метиламина?

expand_moreПоказать решение

N-Метилглицин (саркозин) \(\ce{CH3NHCH2COOH}\).

push_pinГлавное

Карбоновые кислоты почти не енолизуются, а их анионы енолятов не дают. Трибромид фосфора (или красный фосфор + \(\ce{Br2}\)) превращает кислоту в ацилбромид, который енолизуется как кетон; енол присоединяет бром → α-бромацилбромид. Он обменивается ацилом с исходной кислотой (фосфора нужно каталитическое количество) или при обработке водой даёт α-бромкислоту, спиртом — α-бромэфир. Атом Br в α-положении легко замещается по \(S_N2\): аммиак даёт α-аминокислоты, гидроксид — α-гидроксикислоты, цианид — циануксусные кислоты; α-бромэфиры вступают в реакцию Реформатского.

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