Ацилхлориды: органические соединения с группой -C(=O)Cl. Реактивные производные карбоновых кислот, важный класс ацилгалогенидов. Химия, формула, примеры.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
1=Органическое соединение с группой –C(=O)Cl – функциональная группа
1=Organic compound with a –C(=O)Cl group
the functional group
В органической химии ацилхлорид (или кислотный хлорид) – это органическое соединение, содержащее функциональную группу –C(=O)Cl. Их формула обычно записывается как RCOCl, где R – боковая цепь. Они являются реакционноспособными производными карбоновых кислот (RCOOH). Конкретным примером ацилхлорида является ацетилхлорид, CH3COCl. Ацилхлориды являются наиболее важным подмножеством ацилгалогенидов.
In organic chemistry, an acyl chloride (or acid chloride) is an organic compound with the functional group |\sC(\dO)Cl. Their formula is usually written |R\sCOCl, where R is a side chain. They are reactive derivatives of carboxylic acids (|R\sC(\dO)OH). A specific example of an acyl chloride is acetyl chloride, |CH3COCl. Acyl chlorides are the most important subset of acyl halides.
Лабораторные методы: тионилхлорид
В лаборатории ацилхлориды обычно получают, обрабатывая карбоновые кислоты тионилхлоридом (SOCl2). Реакция катализируется диметилформамидом и другими добавками. Тионилхлорид – удобный реагент, поскольку побочные продукты (HCl, SO2) – газы, а остаточный тионилхлорид легко удаляется благодаря его низкой температуре кипения (76 °C).
In the laboratory, acyl chlorides are generally prepared by treating carboxylic acids with thionyl chloride (|SOCl2). The reaction is catalyzed by dimethylformamide and other additives. Thionyl chloride is a well suited reagent as the by products (HCl, |SO2) are gases and residual thionyl chloride can be easily removed as a result of its low boiling point (76 °C).
Реакции
Ацилхлориды – реакционноспособные и универсальные реагенты. Ацилхлориды обладают большей реакционной способностью, чем другие производные карбоновых кислот, такие как ангидриды, сложные эфиры или амиды.
Acyl chloride are reactive, versatile reagents. Acyl chlorides have a greater reactivity than other carboxylic acid derivatives like acid anhydrides, esters or amides:
Нуклеофильные реакции
Кислотные хлориды полезны для получения амидов, сложных эфиров и ангидридов. Эти реакции выделяют хлорид-ион, который может быть нежелателен. Ацилхлориды гидролизуются с образованием карбоновой кислоты:
Acid chlorides are useful for the preparation of amides, esters, anhydrides. These reactions generate chloride, which can be undesirable. Acyl chlorides hydrolyze, yielding the carboxylic acid:
Этот гидролиз обычно является побочным эффектом, а не намеренной реакцией. Ацилхлориды используются для получения кислотных ангидридов, амидов и сложных эфиров при взаимодействии с солью карбоновой кислоты, амином или спиртом соответственно.
This hydrolysis is usually a nuisance rather than intentional. Acyl chlorides are used to prepare acid anhydrides, amides and esters, by reacting acid chlorides with: a salt of a carboxylic acid, an amine, or an alcohol, respectively.
Механизм
Считается, что спиртолиз ацилгалогенидов (алкоксидегалогенирование) протекает по механизму SN2 (схема 10). Однако, в высокополярных растворителях механизм может быть также тетраэдрическим или SN1 (в то время как реакция SN2 включает согласованный процесс, тетраэдрический путь присоединения-отщепления включает в себя заметный промежуточный продукт). Основания, такие как пиридин или N,N-диметилформамид, катализируют ацилирование, первоначально формируя неустойчивый тетраэдрический промежуточный продукт, а затем – четвертичную ациламмониевую соль путем отщепления уходящей группы. Эта четвертичная ациламмониевая соль более подвержена атаке спиртами или другими нуклеофилами. Использование двух фаз (водной для амина и органической для ацилхлорида) называется реакцией Шоттена — Баумана. Этот подход используется при получении нейлона посредством так называемого трюка с нейлоновой веревкой.
The alcoholysis of acyl halides (the alkoxy dehalogenation) is believed to proceed via an SN2 mechanism (Scheme 10). However, the mechanism can also be tetrahedral or SN1 in highly polar solvents (while the SN2 reaction involves a concerted reaction, the tetrahedral addition elimination pathway involves a discernible intermediate). Bases, such as pyridine or N,N dimethylformamide, catalyze acylations. first forms a transient tetrahedral intermediate, then forms a quaternary acylammonium salt by the displacement of the leaving group. This quaternary acylammonium salt is more susceptible to attack by alcohols or other nucleophiles. The use of two phases (aqueous for amine, organic for acyl chloride) is called the Schotten Baumann reaction. This approach is used in the preparation of nylon via the so called nylon rope trick.
Преобразование в кетоны
Углеродные нуклеофилы, такие как реагенты Гриньяра, превращают ацилхлориды в кетоны, которые, в свою очередь, подвергаются атаке вторым эквивалентом реагента с образованием третичного спирта. Реакция ацилгалогенидов с некоторыми органокадмиевыми реагентами останавливается на стадии кетона. Реакция с реагентами Гилмана также приводит к образованию кетонов, что отражает низкую нуклеофильность этих литий-диорганомедных соединений.
Carbon nucleophiles such as Grignard reagents, convert acyl chlorides to ketones, which in turn are susceptible to the attack by second equivalent to yield the tertiary alcohol. The reaction of acyl halides with certain organocadmium reagents stops at the ketone stage. The reaction with Gilman reagents also afford ketones, reflecting the low nucleophilicity of these lithium diorganocopper compounds.
Опасности
Ацилхлориды с низкой молекулярной массой часто вызывают слезотечение и бурно реагируют с водой, спиртами и аминами.
Low molecular weight acyl chlorides are often lachrymators, and they react violently with water, alcohols, and amines.