Реакции замещения по атому углерода

18.1.1. Реакции замещения по атому углерода

Электрофильное замещение в бензо[b]тиофенах и бензо[b]фуранах проходит гораздо менее региоселекгивно, чем в индоле (особенно это касается селективности атаки по положению 3), и атомы углерода гетероцикла обладают лишь немного большей реакционной способностью, чем атомы бензольного кольца. Например, при нитровании бензотиофена образуется смесь, в которой преобладает 3-нитропроизводное (> 50 %); кроме того, эта смесь содержит 4-нитро-, 6-нитро- и 7-нитробензотиофены с выходами около 10 % каждый [3].

Измерение скорости детритирования 2- и 3-тритийбензотиофенов в трифторуксусной кислоте показало, что эти скорости одинаковы для обоих положений [4]. Алкилирование бензотиофена по Фриделю-Крафтсу [5] приводит к образованию смеси 2- и 3-изомеров с преобладанием последнего, однако в других реакциях замещения, например иодирования [6] или контролируемого бромирования [7], можно говорить лишь об образовании 3-изомера; 2,3-дибромид можно селективно восстановить до 3-бромпроизводного цинком в уксусной кислоте, что, по-видимому, связано с большей стабильностью 2-аниона по сравнению с 3-анионом.

Рисунок 1. Раздел 18.1.1. Реакции замещения по атому углерода

Бензофуран проявляет гораздо наименьшую склонность к замещению по положению 3: по некоторым данным, при формилировании образуется только 2-формилпроизводное [8], а нитрование азотной кислотой приводит к 2-нитро-бензофурану [9]. Однако все исследования, где было описано выделение основного продукта реакции, проводились главным образом до появления современных аналитических методов, а прежние методики не позволяли определять присутствие других минорных изомеров. В более поздних исследованиях при нитровании N2O4 в качестве основного продукта реакции был выделен 3-нитро-бензофуран с небольшой примесью 2-изомера [10].

Бензофуран реагирует с галогенами, давая продукты 2,3-присоединения [11], при этом первоначальная электрофильная атака идёт по положению 2, а дальнейшее элиминирование галогеноводорода в основной среде приводит к образованию 3-моно-галогенобензофуранов с высокими выходами [12]. Реакции замещения по Фриделю-Крафтсу затруднены для незамещённых в гетероциклическом кольце бензофуранов, так как обычные катализаторы вызывают осмоление, однако существуют примеры получения 3-ацилбензофуранов при использовании в качестве катализатора FeCl3 [13].

Рисунок 2. Раздел 18.1.1. Реакции замещения по атому углерода

Если в молекуле бензотиофена уже имеется заместитель, то дальнейшее замещение происходит ещё сложнее, что можно продемонстрировать на ряде примеров. С одной стороны, при нитровании 2-бромбензотиофена происходит ипсо-замещение с образованием 2-нитробензотиофена, тогда как 2-хлорбензо-тиофен даёт 3-нитропроизводное [14], а при нитровании 3-бромбензотиофена с умеренным выходом образуется 2-нитробензотиофен [15]. С другой стороны, 3-карбокси- или 3-ацилбензотиофены нитруются в бензольное кольцо [16].

Бромирование [17] и реакции замещения по Фриделю-Крафтсу [18] 3- и 2-метилбензотиофенов идут по свободному положению гетероцикла; аналогично 2-бромбензотиофен даёт при формулировании 3-формилпроизводное [19]. В условиях реакции Вильсмейера при умеренных температурах 3-метоксибензо-тиофен превращается в соответствующий 2-альдегид, тогда как при 95 °C образуется 3-хлорбензотиофен-2-карбоксальдегид [20]; 6-этоксибензотиофен формулируется по положению 2 [21].


18.1.1. Реакции замещения по атому углерода

Список литературы к главе 18

Упражнения к главе 18

Глава 18

Дополнительно:


Химия свободных радикалов / Книга Уотерса представляет интерес, поскольку в ней собран обширный материал, охватывающий главным образом органические реакции. Много внимания уделено прямым и косвенным опытным доказательствам. Автор везде, где можно, приводит доводы в пользу предполагаемого механизма. Так, например, одним из экспХимия свободных радикалов
Книга Уотерса представляет интерес, поскольку в ней собран обширный материал, ...
Структура и прочность полимеров / В книге собраны и систематизированы результаты работ советских и зарубежных исследователей по проблеме прочности полимеров. Изложены основные концепции прочности твёрдых тел и полимеров. Рассмотрены некоторые закономерности влияния химического строения, размеров и формы макромолекул, а также типа наСтруктура и прочность полимеров
В книге собраны и систематизированы результаты работ советских и зарубежных ...
Пластмассы со специальными свойствами / Сборник научных трудов содержит статьи, посвящённые современным проблемам химии полимеров, созданию новых полимерных материалов со специальными свойствами, новым направлениям переработки пластмасс. Публикуемые материалы представлены на международную научную конференцию «Пластмассы со специальными свПластмассы со специальными свойствами
Сборник научных трудов содержит статьи, посвящённые современным проблемам химии ...
Поверхностно-активные вещества. Синтез, свойства, анализ, применение / Приведена современная классификация ПАВ и их смесей, рассмотрены технологии промышленного синтеза, свойства, характеристики и методы анализа. Дан обзор всех основных областей применения ПАВ, в том числе в бытовых моющих средствах и продуктах личной гигиены. Большое внимание отводится промышленному иПоверхностно-активные вещества. Синтез, свойства, анализ, применение
Приведена современная классификация ПАВ и их смесей, рассмотрены технологии ...