Реакции алкилирования являются одними из наиболее важных и наиболее подробно изученных реакций с участием енолят-ионов кетонов, сложных эфиров, 1,3-кетоэфиров и 1,3-дикетонов. Реакции алкилирования представляют собой один из самых распространенных способов создания новых углерод-углеродных связей. Алкилирование енолят-ионов является разновидностью реакций идущих по SN2 механизму с участием насыщенных атомов углерода. Одна особенностью алкилирования является то, что в этом случае у нуклеофильных агентов имеется два центра, которые в свою очередь связанны в единые сопряженные системы.
Направленность алкилирования
Направленность алкилирования енолят-ионов по C− или O− положениям главным образом зависит от природы уходящих групп и радикалов в RX.
Рисунок 1.
Замещение по O− положению
Если уходящие группы относятся к жестким основаниям Льюиса, то преобладает замещение по O− положению - по жесткому кислородному центру енолят-ионов. Так высокие выходы алкиловых эфиров енолов наблюдаются в случаях алкилирования щелочных енолятов и так называемых "свободных" продиссоциированных енолят-ионов такими соединениями как алкилтозилаты, алкилтрифлаты (ROSO2CF3) и другие алкилсульфонаты.
Рисунок 2.Замещение по C− положению.
И, напротив, когда уходящие группы представляют собой мягкие основания - иодиды, бромиды и тиоцианаты - то в этом случае будет преобладть замещение по C− положению - под действием мягких углеродных центров в енолят-ионах, 1,3-кетоэфирах и 1,3-дикетонах.
Соотношение O/C- продуктов реакций
В таблице ниже представлены некоторые наиболее значимые, типичные примеры зависимостей направленности C−/O− алкилирования енолятов от природы уходящих групп и радикалов алкилирующих агентов.
O/C-отношение продуктов реакции алкилирования карбонильных соединений
Рисунок 3. O/C-отношение продуктов реакции **алкилирования** карбонильных соединений. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Избирательное алкилирование
Из O/C- соотношений продуктов алкилирования, значения которых приведенны в таблице 1, следует, что в ряде процессов образуется смесь продуктов как C−, так и O− замещения с более высоким выходом одного из изомеров и соответственно одного из пути замещения и видов алкилирования. Однако в ряде отдельных случаев, для таких соединений как (CH3)2CHCOCH3 и циклогексанон алкилирование происходит строго по одному пути, то есть с очень высокой региоселективностью. Что и позволяет реализовывать избирательное алкилирование соответсвеноо по выбранному положению.
Рисунок 4.
Так алкилирование по C− положению становится селективным направлением реакций для такого ряда соединений:
- метилиодид;
- легко поляризуемые аллил- и бензилбромиды и иодиды;
- эфиры α-бромкарбоновых кислот и α-бромкетонов.
И, наоборот, электрофильные агенты с жесткими радикалами алкилируют енолят-ионы только по O− положению. К этим соединениям относятся:
- α-хлорэфиры ClCH2OR;
- α-хлорамины ClCH2NR2.
Атом кислорода енолят-ионов является стерически более доступным для электрофильной атаки, чем их углеродный центр. Алкилирование по C−положению более чувствительно к влияниям различных стерических эффектов проявляемых как в алкилирующих агентах, так и в енолятах, поскольку в продуктах C−алкилирования атомы углерода находятся в тетраэдрической sp3-конфигурации в противоположность планарной sp2-конфигураций, возникающих при алкилировании по O− положению. Таким образом, пространственные препятствия благоприятствуют алкилированию по O− положению, и наоборот затрудняют замещение по C− положению. Действительно, для вторичных алкилгалогенидов, например, изо-пропилхлорида, O/C-отношение выше, чем для алкилирующих агентов с первичным радикалом. Неопентилхлорид вследствие стерических затруднений алкилирует енолят-ионы только по атому кислорода.