Несимметричные и симметричные кетоны могут быть получены с низким выходом при взаимодействии металлоорганических с различными производными карбоновых кислот - из эфиров и хлорангидридов, из амидов и нитрилов.
Первой такой реакцией открытой Г. Гильманом в 1935 стало взаимодействие кадмийорганических соединений с ацилгалогенидами в неполярных растворителях:
Рисунок 1.
Другим методом синтеза несимметричных кетонов алифатического, ациклического и ароматического ряда является ацилирование ртутьорганических соединений под действием самых разнообразных ацилгалогенидов в присутствии эквимольных количеств безводного алюминий бромида с использованием хлористого метилена в качестве растворителя. Реакции проводятся в исключительно мягких условиях, при низких температурах -20-(-78) $^\circ$С, выходы кетонов в этих реакциях очень высоки:
Рисунок 2.
Другим современным методом синтеза кетонов с помощью металлоорганических соединений является ацилирование диалкил-, диалкенил- и диарил-купратов щелочных металлов (в частности лития):
Рисунок 3.
Получение кетонов при помощи металлоорганических соединений из эфиров и хлорангидридов карбоновых кислот
Реакции магнийорганичних соединений с эфирами и хлорангидридами карбоновых кислот сходны между собой и приводят к образованию третичных кетонов, которые при избытке магнийорганичних соединений далее образуют третичные спирты. Очевидно, на первой стадии происходит присоединение по карбонильной группе. Промежуточное соединение разлагается на галогенид магния и кетоны, который, в свою очередь, реагирует дальше с еще одной молекулой реактива Гриньяра и дают алкоголяты третичных спиртов.
Рисунок 4.
Рисунок 5.
Рисунок 6.
Рисунок 7.
Получение кетонов при помощи металлоорганических соединений из амидов
Взаимодействие амидов с магнийорганическими соединениями, в отличие от реакции с эфирами, можно использовать для получения кетонов без их дальнейшего перехода в спирты.
Рисунок 8.
Хотя на первой стадии этой реакции образуется довольно инертное соединение $R_1CONHMgX$ и часто взаимодействие со вторым молем $RMgX$ не доходит до конца. А $N,N$-дизамищенные амиды реагируют только с одним молем реактива Гриньяра и после кислотного гидролиза из образованного аддукта получают кетоны. Подобная ситуация наблюдается и в случае взаимодействия магнийорганичних соединений с кислотами. Реакция также останавливается на стадии образования $RCOOMgX$, но более реакционнопригодны литийорганические соединения реагируют дальше с полученными солями $RCOOLi$. Поэтому реакция производных лития с органическими кислотами являются, конечно, лучшим способом получения кетонов, чем приведенный метод с использованием амидов. Более высокие выходы кетонов получают и в реакциях кадмийорганичних соединений с хлорангидридами и ангидридами кислот. Этот метод основан на том, что соединения кадмия быстро реагируют с производными кислот, но очень медленно взаимодействуют с кетонами. При этом весьма существенным моментом является присутствие в реакционной смеси галогенидов магния, поскольку реакционная способность чистого диалкилкадмия по ацилгалогенидам достаточно мала.
Получение кетонов при помощи металлоорганических соединений из нитрилов
Нитрилы, как правило, реагируют с реактивами Гриньяра так же, как и карбонильные соединения. После присоединения и последующего гидролиза образуют кетимины, которые очень неустойчивы и быстро гидролизуются до кетонов. Итак, нитрилы, подобно алкиамидам кислот, могут служить исходными веществами для получения кетонов.
Рисунок 9.
Если же удаление нитрильной группы в виде цианид-иона облегчается наличием электронодонорных заместителей (особенно гидрокси- или аминогруппы) и группа $CN$ связана с третичным атомом углерода, то из-за действия реактива Гриньяра происходит конкурирующая реакция замещения $CN$-группы на алкильную.
Получение кетонов из карбоновых кислот
Существует также промышленный метод получения высших симметричных алифатических кетонов с выходом более 80% заключающийся в кипячении высших карбоновых кислот (состава $C_5-C_{12}$) в присутствии порошкообразного железа в качестве катализатора при 250-350 $^\circ$С:
Рисунок 10.
Получение ароматических и жирноароматических кетонов ацилированием ароматических углеводородов по Фиделю-Крафтсу и другие родственные реакции рассмотрены в других разделах.
Кетоны также могут быть получены при взаимодействии литиевых солей карбоновых кислот с алкиллитием, например:
Рисунок 11.
