Реакция Принса — Органическая химия для олимпиад

Реакция Принса

50 заданий

Формальдегид как электрофил

linkОпора

Электрофилом для π-связи может быть не только протон (урок 112), но и протонированный альдегид. В кислой среде формальдегид присоединяет протон к кислороду и превращается в катион \(\ce{H2C=OH+}\), который атакует алкен так же, как протон. Это реакция Принса.

Как предсказать продукт реакции Принса

  1. Кислота протонирует формальдегид: \(\ce{H2C=OH+}\).
  2. Алкен атакует его по Марковникову: \(\ce{CH2OH}\) — к менее замещённому атому, катион — на более замещённом.
  3. Катион захватывает воду (1,3-диол), вторую молекулу \(\ce{HCHO}\) (1,3-диоксан) или теряет протон (ненасыщенный спирт).
  4. Промышленность: изобутилен + 2HCHO → 4,4-диметил-1,3-диоксан → изопрен.
Реакция Принса: изопрен через диоксан; 1,3-диол из стирола
Реакция Принса: изопрен через диоксан; 1,3-диол из стирола

Примеры

1. Стирол, формальдегид и серная кислота в воде. Протонированный формальдегид присоединяется к концевому атому \(\ce{CH2}\), а катион остаётся на бензильном атоме. Вода захватывает катион, и получается 1-фенилпропан-1,3-диол.

Группа CH₂OH встаёт к менее замещённому атому, OH — к катионному центру
Группа CH₂OH встаёт к менее замещённому атому, OH — к катионному центру

2. 2-Метилпропен и два эквивалента формальдегида. Третичный катион захватывает вторую молекулу формальдегида, и цикл замыкается в 4,4-диметил-1,3-диоксан. При нагревании на катализаторе диоксан распадается на изопрен, формальдегид и воду — так изопрен получают в промышленности.

Промышленный путь к изопрену через диоксан
Промышленный путь к изопрену через диоксан

errorПродукт задают условия

Из одного и того же катиона получаются разные вещества: в воде он захватывает воду и даёт 1,3-диол, при избытке формальдегида — вторую молекулу формальдегида и даёт 1,3-диоксан, а в безводных условиях при нагревании теряет протон и даёт ненасыщенный спирт. Без указания условий ответ на задачу о реакции Принса неполон.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст пропен с формальдегидом в воде с кислотой?

expand_moreПоказать решение

Бутан-1,3-диол.

Ветви реакции Принса

Катион из первой части урока ведёт себя так же, как катион в \(S_N1\) и E1 (урок 98): он может захватить нуклеофил или потерять протон. Какой путь преобладает, определяют условия реакции.

Как выбрать ветвь реакции

  1. Вода в избытке → 1,3-диол.
  2. Избыток формальдегида → 1,3-диоксан.
  3. Без воды, при нагревании → отщепление протона: ненасыщенный спирт.
  4. Проверьте ориентацию по устойчивости катиона.
Один катион — три ветви: диол, диоксан, ненасыщенный спирт
Один катион — три ветви: диол, диоксан, ненасыщенный спирт

Примеры

1. 2-Метилбут-2-ен, формальдегид и водная кислота. Группа \(\ce{CH2OH}\) присоединяется к атому с водородом, катион возникает на третичном атоме и захватывает воду: продукт — 2,3-диметилбутан-1,3-диол.

Вода в избытке — ветвь 1,3-диола
Вода в избытке — ветвь 1,3-диола

2. Циклогексен и два эквивалента формальдегида. Катион в кольце захватывает вторую молекулу формальдегида, и получается 1,3-диоксан, конденсированный с циклогексановым кольцом.

Избыток формальдегида — ветвь диоксана
Избыток формальдегида — ветвь диоксана

errorКатион — общий узел всех ветвей

Диол, диоксан и ненасыщенный спирт — не три разные реакции, а три исхода одного и того же карбокатиона, точно так же, как замещение и отщепление — два исхода катиона в \(S_N1\) и E1. Поэтому и ориентация во всех ветвях одна: она задана устойчивостью катиона.

edit_noteПопробуйте сами

Какой диол образуется из стирола и формальдегида в воде?

expand_moreПоказать решение

1-Фенилпропан-1,3-диол.

push_pinГлавное

В кислоте протонированный формальдегид \(\ce{H2C=OH+}\) — электрофил: алкен присоединяет его по Марковникову (группа \(\ce{CH2OH}\) к менее замещённому атому, катион — на более замещённом). Катион захватывает воду (1,3-диол), вторую молекулу формальдегида (1,3-диоксан) или теряет протон (ненасыщенный спирт). Изобутилен + формальдегид → 4,4-диметил-1,3-диоксан → изопрен (промышленный диоксановый метод).

Закрепите теорию: 50 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.