Образование связи С-С: ключевая тактическая проблема органического синтеза
Принципы сборки связи С-С. Гетеролитические реакции
Основу типичной органической молекулы, ее углеродный скелет, составляет система непосредственно связанных друг с другом атомов углерода. Поэтому методы создания углерод-углеродных связей являются основой органического синтеза. Обсуждение вопроса о возможных путях конструирования этой связи удобно начать с анализа противоположной операции: с ее мысленной разборки. Такая операция, символизируемая на схемах двойной стрелкой и составляющая главный элемент ретросинтетического анализа (подробнее об этом см. разд. 2.2.3.5.), позволяет установить, из каких ближайших предшественников можно собрать желаемую связь.
Схема 2.13
|
Для простой связи С-С возможна разборка на два противоположно заряженных иона (гетеролитический разрыв) или два радикала (гомолигический разрыв) (схема 2.13). Связь в молекуле существует именно потому, что ее образование сопряжено с выигрышем в энергии. Следовательно, сборка связи из любой такой пары предшественников будет термодинамически разрешенным процессом.
Оба эти типа частиц содержат большой запас энергии, и поэтому такие процессы в общем случае должны быть быстрыми, почти безбарьерными. Так, например, реакция между стабильным органическим катионом — три-фенилметил-катионом (20) — и цианид-анионом (21) может протекать почти также быстро и однозначно, как ионные реакции в неорганической химии, и приводить к трифенилацетонитрилу (22) с образованием новой связи С-С. Это, пожалуй, одна из очень немногих органических реакций, которая протекает с легкостью ионных реакций, столь часто встречающихся в неорганической химии.
Ph3C+ + CN- → Ph3C-CN
Однако в подавляющем большинстве случаев частицы типа показанных на схеме 2.13 обладают слишком большим запасом энергии и потому являются крайне нестабильными и химически активными, так что если они и образуются, в ходе реакции как таковые, то, как правило, бывает трудно заставить их реагировать только в одном направлении и избежать протекания еще ряда побочных реакций. Поэтому надо уметь «приглушить» их чрезмерную, неуправляемую химическую активность и в тоже время сохранить достаточно высокую реакционную способность с тем, чтобы желаемое превращение протекало быстро и эффективно.
Возможности регулировать реакционную способность высокоактивных частиц значительно богаче и разнообразнее в случае органических ионов, чем радикалов. Поэтому, хотя гомолитические реакции и находят достаточно широкoe и разнообразное применение в органическом синтезе, в этом отношении они значительно уступают своим гетеролитическим собратьям — реакциям, которые протекают с участием карбокатионных или карбанионных интермедиатов. Эти соображения и побудили нас при обсуждении общихоснов органического синтеза уделить наибольшее внимание рассмотрению гетеролитических реакций.
Service Unavailable
The server is temporarily unable to service your request due to maintenance downtime or capacity problems. Please try again later.