Реакция Реймера – Тимана

Реакция Реймера – Тимана представляет собой химическую реакцию, используемую для орто - формилирования фенолов; простейшим примером является превращение фенола в салицилальдегид. Реакция была открыта [de ] и Фердинандом Тиманом. Речь идет о Карле Реймере (1845–1883), а не менее известном Карле Людвиге Реймере (1856–1921).

Содержание

• 1 Механизм реакции
  • 1.1 Селективность
• 2 Условия реакции
• 3 Область применения
• 4 Сравнение с другими методами
• 5 Варианты
• 6 Ссылки

Механизм реакции

Хлороформ (1) депротонируется сильным основанием ( обычно гидроксид ) с образованием карбаниона хлороформа (2 ), который быстро альфа-элиминирует с образованием дихлоркарбена (3); это основные реактивные частицы. Гидроксид будет также депротонировать фенол (4 ) с образованием отрицательно заряженного феноксида (5 ). Отрицательный заряд делокализован в ароматическом кольце, что делает его гораздо более нуклеофильным. Нуклеофильная атака на дихлоркарбен дает промежуточный дихлорметилзамещенный фенол (7 ). После основного гидролиза образуется желаемый продукт (9 ).

Селективность

Благодаря наличию 2 электроноакцепторных хлорных групп карбен (3 ) является сильно электронодефицитным и его привлекает феноксид, богатый электронами (5 ). Это взаимодействие способствует селективному орто-формилированию.

Условия реакции

Гидроксиды обычно плохо растворяются в хлороформе, поэтому реакцию обычно проводят в двухфазной системе растворителей. В простейшем смысле он состоит из водного раствора гидроксида и органической фазы, содержащей хлороформ. Таким образом, два реагента разделены и должны быть собраны вместе, чтобы реакция прошла. Это может быть достигнуто путем быстрого смешивания, катализаторов межфазного переноса или эмульгирующего агента (например, использование 1,4-диоксана в качестве растворителя).

Реакция, как правило, требует нагревания, чтобы инициировать процесс, однако после запуска реакция Реймера-Тимана может быть сильно экзотермической, такая комбинация делает ее склонной к неуправляемому нагреву.

Область применения

Реакция Реймера – Тимана эффективна для других гидроксиароматических соединений, таких как нафтолы. Также известно, что в реакцию вступают богатые электронами гетероциклы, такие как пирролы и индолы.

Дихлоркарбены могут реагировать с алкенами и аминами с образованием соответственно дихлорциклопропанов и изоцианидов. Как таковая реакция Реймера-Тимана может быть неподходящей для субстратов, содержащих эти функциональные группы. Кроме того, многие соединения не выдерживают нагревания в присутствии гидроксида.

Сравнение с другими методами

Прямое формилирование ароматических соединений может быть выполнено различными методами, такими как реакция Гаттермана, реакция Гаттермана – Коха, реакция Вильсмайера – Хаака или реакция Даффа ; однако, с точки зрения простоты и безопасности операций, реакция Реймера-Тимана часто является наиболее выгодным путем, выбранным в химическом синтезе. Из реакций, упомянутых ранее, реакция Реймера-Тимана является единственным путем, не требующим кислых и / или безводных условий. Кроме того, реакции Гаттерманна-Коха и Вильсмайера-Хаака неприменимы к фенольным субстратам.

Варианты

Реакция Реймера-Тимана может быть изменена для получения фенольных кислот путем замены хлороформ с четыреххлористым углеродом. Например, измененная реакция с фенолом даст салициловую кислоту, а не ожидаемый продукт, салициловый альдегид.

Ссылки