Dihalokarbeny powstają w reakcji α-eliminacji w wyniku deprotonowania haloformu działaniem zasady, a następnie odczepienia anionu halogenowego z powstałego karboanionu trihalometylowego. Proces deprotonowania jest szybszy niż oderwanie anionu halogenkowego dlatego też, w niektórych reakcjach powstają obok produktów addycji karbenu, produkty alkilowania tego karboanionu.
Dihalogenokarbeny są cząsteczkami elektrofilowymi dlatego łatwiej ulegają reakcji addycji do alkenów posiadających podstawniki elektronodonorowe (EDG).
Jeśli w reakcji α-eliminacji wykorzystuje się t-BuOK wtedy wszystkie etapy wytwarzania dihalokarbenów są nieodwracalne.
Niestety reakcje otrzymywania gem-difluorocyklopropanów z difluorohalometanów i alkenów prowadzone przy użyciu t-BuOK przebiegają z niską wydajnością lub powstają inne produkty. Przyczyną jest niska reaktywność difluorokarbenu oraz jego reakcje z t-BuOK oraz t-BuOH:108
W środowisku wodnym w obecności zasady dihalokarben ulega hydrolizie.
Z mieszanych haloformów w warunkach PTC powstaje mieszanina produktów ponieważ na etapie generowania halokarbenu może nastąpić wymiana atomu halogenu na inny halogen według schematu, w przypadku użycia t-BuOK powstaje jeden produkt podstawiony różnymi halogenkami:
Przeprowadzono wiele reakcji haloformów z alkenami wobec t-BuOK110-114, najczęściej w temp. 0ºC110, 111 lub w temp. pokojowej,112, 114 chociaż także w innych warunkach (temp. 35ºC113). Jako rozpuszczalniki stosowano, pentan, cyklopentan, a także prowadzono je bez rozpuszczalnika. Tabela 14 zawiera wyniki reakcji zebrane z literatury.
Tabela 14
R1 | R2 | R3 | R4 | X | Wydajność [%] | Lit. |
C4H9 | H | H | H | Br | 14 | 110 |
s-C4H9 | H | H | H | Br | 52 | 112 |
C6H13 | H | H | H | Br | 44 | 111 |
C6H13 | H | H | H | Cl | 15 | 111 |
CH2=CH | H | H | H | Br | 72 | 110 |
Ph | H | H | H | Br | 37, 55 | 110, 111, 112 |
PhCH2 | H | H | H | Br | 13 | 110 |
CH3 | CH3 | H | H | Br | 90 | 112 |
Ph | Ph | H | H | Br | 54 | 111 |
Ph | Ph | H | H | Cl | 60 | 111 |
CH3 | H | CH3 | H | Br | 65, 80, 28 | 110, 111, 112 |
i-C3H7 | H | CH3 | H | Br | 61 | 114 |
C2H5OCH2 | H | CH3 | H | Br | 68 | 111 |
Ph | H | Ph | H | Br | 66, 63 | 110, 112 |
CH3 | H | H | CH3 | Br | 90 | 112 |
4-CH3OC6H4 | H | H | CH3 | Br | 47 | 110 |
CH3 | CH3 | CH3 | H | Br | 66, 84, 50 | 110, 111, 112 |
CH3 | CH3 | CH3 | H | Cl | 70 | 111 |
CH3O | CH3 | H | CH3 | Br | 80 | 114 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | Br | 54, 80, 60 | 110, 111, 112 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | Cl | 78 | 111 |
i-C3H7 | CH3 | CH3 | CH3 | Br | 35 | 114 |
CH3O | CH3 | CH3 | CH3 | Br | 76 | 114 |
CH3O | CH3O | CH3 | CH3 | Br | 50 | 114 |
-(CH2)3- | H | H | Br | 54, 42 | 110, 111 | |
-(CH2)3- | H | H | Cl | 20 | 111 | |
-(CH2)3- | H | H | I | 50 | 111 | |
-(CH2)4- | H | H | Br | 43, 73, 35 | 110, 111, 112 | |
-(CH2)4- | H | H | Cl | 18 | 112 | |
-(CH2)4- | H | H | I | 34 | 113 | |
-(CH2)5- | H | H | Br | 58 | 111 | |
-(CH2)5- | H | H | I | 40 | 113 | |
-(CH2)6- | H | H | Br | 65 | 111 | |
-(CH2)6- | H | H | I | 69 | 113 | |
-(CH2)2CH=CH(CH2)2- | H | H | I | 63 | 113 |
Wiele reakcji addycji dihalokarbenów do podstawionych alkenów zostało przeprowadzonych wobec tlenku etylenu, katalizatorów TBAB lub TBAC w temp. 100-220ºC.115-117 Proces wytwarzania dihalokarbenów w tych warunkach przebiega według poniższego mechanizmu:115
W Tabeli 15 zestawilem gem-dihalocyklopropany otrzymane wyżej opisaną metodą.
Tabela 15a
R1 | R2 | R3 | R4 | HCX3 | Wydajność [%] | Literatura |
H | H | H | H | HCCl3 | 8 | 116 |
CH3 | H | H | H | HCCl2F | 15 | 116 |
CH3 | H | H | H | HCCl3 | 26 | 116 |
C2H5 | H | H | H | HCCl3 | 27 | 116 |
C3H7 | H | H | H | HCCl3 | 32b | 116 |
n-C4H9 | H | H | H | HCCl3 | 36 | 116 |
C8H17 | H | H | H | HCCl3 | 45b | 116 |
CH3O | H | H | H | HCClF2 | 45, 52d | 115 |
CH2=CH | H | H | H | HCClF2 | 56, 48d | 115 |
Ph | H | H | H | HCCl3 | 54c | 116 |
Ph | H | H | H | HCCl2F | 45c | 116 |
Ph | H | H | H | HCClF2 | 66, 69d | 115 |
CH3 | CH3 | H | H | HCCl3 | 50 | 116 |
CH3 | CH3 | H | H | HCClF2 | 54, 54d | 115 |
C2H5 | CH3 | H | H | HCCl3 | 60b | 116 |
C2H5 | CH3 | H | H | HCClF2 | 58, 49d | 115 |
CH3 | H | CH3 | H | HCCl3 | 72 | 116 |
CH3 | H | CH3 | H | HCCl2F | 39 | 116 |
CH3 | H | CH3 | H | HCClF2 | 13; 46, 85d | 116, 115 |
C2H5 | H | C2H5 | H | HCCl3 | 51 | 116 |
CH3O | H | CH3 | H | HCClF2 | 90, 73d | 115 |
ClCH2 | H | CH3 | H | HCCl3 | 30 | 116 |
CH2=CH | H | CH3 | H | HCClF2 | 51, 85d | 115 |
Ph | H | CH3 | H | HCCl3 | 83 | 116 |
Ph | H | CH3 | H | HCClF2 | 71, 65d | 115 |
Ph | H | Ph | H | HCCl3 | 71 | 116 |
Ph | H | Ph | H | HCCl2F | 30 | 116 |
Ph | H | Ph | H | HCClF2 | 85 | 115 |
CH3 | H | H | CH3 | HCCl3 | 84 | 116 |
CH3 | H | H | CH3 | HCClF2 | 49d | 115 |
CH3 | CH3 | CH3 | H | HCCl2F | 25e | 117 |
CH3 | CH3 | CH3 | H | HCClF2 | 84d,62 | 115, 117 |
C2H5 | CH3 | CH3 | H | HCCl2F | 0 | 117 |
C2H5 | CH3 | CH3 | H | HCClF2 | 95 | 117 |
(CH3)2C=CH | CH3 | CH3 | H | HCClF2 | 30 | 117 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | HCCl2F | 0,2f | 117 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | HCClF2 | 84, 72d; 100 | 115, 117 |
-(CH2)4- | H | H | HCCl3 | 78 | 116 | |
-(CH2)4- | H | H | HCCl2F | 45 | 116 | |
-(CH2)4- | H | H | HCClF2 | 29 | 116 | |
-(CH2)6- | H | H | HCCl3 | 73 | 116 | |
-(CH2)6- | H | H | HCCl2F | 59 | 116 |
a) reakcje prowadzone były wobec TBAB i tlenku etylenu
b) reakcja prowadzona z dodatkiem hydrochinonu
c) reakcja prowadzona z dodatkiem 4-t-butylo-1,2-dihydroksybenzenu
d) reakcję prowadzono wobec TBAC i chlorometylooksiranu
e) powstaje również 8% Z-3-fluoro-2-metylopenta-1,3-dien
f) powstaje 3-fluoro-2,4-dimetylopenta-1,3-dien (27%) oraz eter chloroetylowo 4-(2-chloroetoksy)-3-fluoro-2,4-
dimetylopent-2-enowy (6%)
W kolejnej pracy przeprowadzono reakcję chloroformu z cykloheksenem, który występował także w roli rozpuszczalnika. Jako zasadę użyto metanolan sodu. Otrzymano 7,7-dichlorobicyklo[4.1.0]heptan z wydajnością 38%.118
Wykorzystując CH3Li∙LiBr w Et2O oraz BuLi·LiBr w heksanie przeprowadzono addycję chlorofluorokarbenu do alkenów. Reakcje prowadzono z nadmiarem alkenu w temp. 15˚C przez kilka godz. Wyniki tych reakcji zawiera Tabela 16.119
Tabela 16
R1 | R2 | R3 | R4 | Wydajność [%] |
C2H5O | H | H | H | 18 |
C3H7O | H | H | H | 18 |
C5H11 | H | H | H | 11 |
C3H7 | C3H7 | H | H | 11 |
C3H7 | H | H | C3H7 | 12 |
CH3 | H | H | Ph | 38 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | 45 |
-(CH2)4- | H | H | 21 |
W roku 1982 przeprowadzono reakcje chloroformu z wybranymi alkenami wobec 10% aq. roztwór NaOH stosując ultradźwięki. Reakcje prowadzono mieszając reagenty w zależności od budowy alkenu od 0.7 do 6.5 godz w temp. 40ºC (Tabela 17).120
Tabela 17
Alkeny | Czas [godz.] | Wydajność [%] | |||
R1 | R2 | R3 | R4 | ||
C4H9 | H | H | H | 3.0 | 62 |
C6H13 | H | H | H | 6.5 | 81 |
Ph | H | H | H | 1.0 16.0 20.0 | 96 31a 38b |
CH3 | H | C3H7 | H | 1.8 | 80 |
CH3 | H | C4H9 | H | 1.0 | 96 |
Ph | H | CH3 | H | 1.5 | 97 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | 0.7 | 74 |
-(CH2)4- | H | H | 3.0 | 93 | |
-(CH2)6- | H | H | 5,0 | 99 |
a) reakcja przeprowadzona bez naświetlania ultradźwiękami
b) reakcja przeprowadzona bez mieszania
Mąkosza i Wawrzyniewicz,142 jako pierwsi przeprowadzili w warunkach PTC reakcje haloformów z podstawionymi alkenami wobec TEBA i 50% aq. roztworu NaOH.
Najczęściej reakcje te prowadzono z wykorzystanniem jako katalizatorów TEBA, DB-18-k-6 oraz Cetrimidu [C16H33N+(CH3)3Br-] oraz stosując 50% aq. roztwór NaOH. Rozpuszczalnikiem w tych reakcjach były najczęściej haloform lub chlorek metylenu. Syntezę prowadzono przeważnie w temp. 0-25ºC przez kilka godz.121-128,142 Niektóre wyniki tych reakcji zaprezentowałem w Tabeli 18.
Tabela 18
Alken | X | Y | Kat. | Wydajność [%] | Lit. | |||
R1 | R2 | R3 | R4 | |||||
t-C4H9 | H | H | H | J | Cl | TEBA | 56a | 123 |
t-C4H9 | H | H | H | J | J | TEBA | - | 123 |
C5H11 | H | H | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 60 | 124 |
C3H7OCH2 | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 64 | 142 |
C4H9O | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 71 | 142 |
CH3CO2 | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 69 | 122 |
C2H5CO2 | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 85 | 122 |
CN | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 42b | 122 |
Ph | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 80 | 142 |
Ph | H | H | H | J | Cl | TEBA | 49a | 123 |
Ph | H | H | H | J | J | TEBA | 21 | 123 |
Ph | H | H | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 72 | 124 |
PhCH2 | H | H | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 62 | 124 |
4-ClC6H4 | H | H | H | J | Cl | TEBA | - | 123 |
4-ClC6H4 | H | H | H | J | J | TEBA | 59 | 123 |
(CH3)3Si | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 50 | 121 |
(CH3)3SiCH2 | H | H | H | Cl | Cl | TEBA | 73 | 121 |
C3H7 | C2H5 | H | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 44 | 124 |
CH3 | H | CO2C4H9 | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 46 | 124 |
C2H5 | H | CH3 | H | J | Cl | TEBA | 65a | 123 |
C2H5 | H | CH3 | H | J | J | TEBA | 4 | 123 |
C2H5 | H | C2H5 | H | Cl | Cl | Cetrymidg | 73 | 126 |
C8H17 | H | Br | H | Br | Br | Cetrymid | 61 | 126 |
C8H17 | H | Br | H | Cl | Cl | Cetrymid | 58 | 126 |
COCH3 | H | CH3 | H | Br | Br | TEBA | 79 | 125 |
CO2CH3 | H | CH3 | H | Cl | Cl | TEBA | 8c | 125 |
CO2CH3 | H | CH3 | H | Br | Br | TEBA | 45d | 125 |
CO2C2H5 | H | CH3 | H | Br | Br | TEBA | 78e | 125 |
CO2C4H9 | H | CH3 | H | Br | Br | TEBA | 87 | 125 |
CO2C4H9 | H | Ph | H | Cl | Cl | TEBA | 95 | 125 |
CO2C4H9 | H | Ph | H | Br | Br | TEBA | 93 | 125 |
Ph | H | CH3 | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 76 | 124 |
Ph | H | CH3O | H | Cl | Cl | TEBA | 22 | 127 |
Ph | H | C2H5O | H | Cl | Cl | TEBA | 50 | 127 |
Ph | H | C3H7O | H | Cl | Cl | TEBA | 50 | 127 |
Ph | H | i-C3H7O | H | Cl | Cl | TEBA | 36 | 127 |
Ph | H | t-C4H9O | H | Cl | Cl | TEBA | 23 | 127 |
Ph | H | Cl | H | Cl | Cl | TEBA | 28 | 127 |
Ph | H | Br | H | Cl | Cl | TEBA | 22 | 127 |
Ph | H | Ph | H | J | Cl | TEBA | 59 | 123 |
Ph | H | Ph | H | J | J | TEBA | 20 | 123 |
Ph | H | H | Ph | J | J | TEBA | 2 | 123 |
s-C4H9 | H | Br | H | Br | Br | Cetrymid | 79 | 126 |
s-C4H9 | H | Br | CH3 | Cl | Cl | Cetrymid | 89 | 126 |
COCH3 | H | CH3 | CH3 | Br | Br | TEBA | 61 | 125 |
CO2C2H5 | H | CH3 | CH3 | Br | Br | TEBA | 60 | 125 |
CO2C2H5 | H | CH3 | Ph | Cl | Cl | TEBA | 0f | 125 |
CO2C2H5 | H | CH3 | Ph | Br | Br | TEBA | 6 | 125 |
CH3 | CH3 | CH3 | H | Cl | Cl | TEBA | 60 | 142 |
CH3 | CH3 | CH3 | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 43 | 124 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | Br | Cl | DB-18-k-6 | 48 | 124 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | Cl | Cl | Cetrymid | 64 | 126 |
CH3 | CH3 | Br | CH3 | Br | Br | Cetrymid | 68 | 126 |
CH3 | Br | Br | CH3 | Cl | Cl | Cetrymid | 55 | 128 |
CH3 | Br | Cl | CH3 | Cl | Cl | Cetrymid | 57 | 128 |
CH3 | Cl | Cl | CH3 | Br | Br | Cetrymid | 42 | 128 |
CH3 | Cl | Cl | CH3 | Cl | Cl | Cetrymid | 57 | 128 |
C2H5 | Br | Br | C2H5 | Cl | Cl | Cetrymid | 53 | 128 |
C2H5 | Br | Cl | C2H5 | Cl | Cl | Cetrymid | 55 | 128 |
C2H5 | Cl | Cl | C2H5 | Br | Br | Cetrymid | 71 | 128 |
C2H5 | Cl | Cl | C2H5 | Cl | Cl | Cetrymid | 55 | 128 |
C3H7 | Br | Br | C3H7 | Cl | Cl | Cetrymid | 67 | 128 |
C3H7 | Br | Cl | C3H7 | Cl | Cl | Cetrymid | 53 | 128 |
C3H7 | Cl | Cl | C3H7 | Br | Br | Cetrymid | 53 | 128 |
C3H7 | Cl | Cl | C3H7 | Cl | Cl | Cetrymid | 61 | 128 |
COCH3 | CH3 | CH3 | CH3 | Br | Br | TEBA | 21 | 125 |
COC3H7-i | CH3 | CH3 | CH3 | Br | Br | TEBA | 30 | 125 |
Ph | CH3 | Cl | CH3 | Cl | Cl | TEBA | 38 | 127 |
Ph | Cl | CH3O | Cl | Cl | Cl | TEBA | 33 | 127 |
-(CH2)3- | H | H | Cl | Cl | TEBA | 60 | 121 | |
-(CH2)4- | H | H | Cl | Cl | TEBA | 70 | 121 | |
-(CH2)4- | H | H | Cl | Cl | TEBA | 72 | 142 | |
-(CH2)4- | H | H | J | Cl | TEBA | 53a | 123 | |
-(CH2)4- | H | H | J | J | TEBA | - | 123 | |
-(CH2)4- | H | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 64 | 124 | |
-(CH2)6- | H | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 61 | 124 | |
-(CH2)6- | H | H | Cl | Cl | TEBA | 70 | 121 | |
-(CH2)2CH=CH(CH2)2- | H | H | Br | Cl | DB-18-k-6 | 58 | 124 | |
-(CH2C(i-C2H5)CH2CO)- | H | H | Br | Br | TEBA | 67 | 125 | |
-(CH2C(i-C2H5)CH2CO)- | H | H | Cl | Cl | TEBA | 87 | 125 | |
![]() | Cl | Cl | TEBA | 70 | 121 | |||
![]() | Cl | Cl | TEBA | 70 | 121 |
a) powstaje mieszanina izomerów
b) powstaje 13% 1,1,1-trichloro-2-cjano-2-metylocyklopropanu
c) powstaje 60% kwasu 1-metylo-2,2-dichlorocyklo propanokarboksylowego i kwas metakrylowy
d) powstaje 35% kwasu 1-metylo-2,2-dibromocyklo propanokarboksylowego
e) powstaje 5% kwasu 1-metylo-2,2-dibromocyklo propanokarboksylowego
f) powstaje 8% kwasu 1-metylo-3-fenylo-2,2-dichloro cyklopropanokarboksylowego
g) Cetrymid- C16H33N+(CH3)3Br-
W kolejnej pracy opisano wykorzystanie ultradźwięków, mieszaninę bromoformu, czterochlorku węgla i alkenów, a jako zasadę stosowano sproszkowany NaOH oraz TEBA jako katalizator. Reakcje prowadzono w temp. 30ºC przez 25 min. Stosowano naświetlanie ultradźwiękami o następujących parametrach 250 W i 33 kHz. W reakcjach tych jako główne produkty powstawały 1-bromo-1-chlorocyklopropany, a także 1,1-dibromo- i 1,1-dichlorocyklopropany. Niestety autorzy artykułu nie wyjaśnili mechanizmu tej reakcji (Tabela 19).129
Tabela 19
R1 | R2 | R3 | Stosunek adduktów wg GC | Wydajność [%]a | ||
:CBrCl | :CBr2 | :CCl2 | ||||
C4H9 | H | H | 48 | 31 | 21 | 94 |
C5H11 | H | H | 53 | 30 | 17 | 92 |
Ph | H | H | 50 | 22 | 28 | 97 |
Ph | H | CH3 | 53 | 24 | 23 | 97 |
-(CH2)4- | H | 53 | 24 | 23 | 95 |
a) wydajność całkowita trzech produktów
Przeprowadzono reakcje chloroformu z cykloheksenem, styrenem oraz 1-heksenem wobec stałego KOH badając wpływ rodzaju i ilości katalizatora oraz rodzaju rozpuszczalnika na wydajność procesu. Jako katalizatory używano kaliks[6]aren (A), 1-(p-t-butylofenylo)-1,4,7,10-tetraoksoundekan (B), a także 18-k-6. Reakcje prowadzono w temp. 40ºC w czasie od 4 do 20 godz. otrzymując produkty z wydajnościami zależnymi od warunków reakcji i budowy alkenu. Poniżej podałem wyżej wymienione katalizatory, a w Tabeli 20 zestawiłem warunki i wyniki reakcji.130
Tabela 20a
R1 | R2 | Kat. | Stosunek alken / kat. | Rozpuszcz. | Czas [godz.] | Wydajność [%] |
C4H9 | H | A | 34 | CH2Cl2 | 6 | 71 |
C4H9 | H | - | - | CH2Cl2 | 6 | <1 |
-(CH2)4- | A | 23 | CH2Cl2 | 6 | 79 | |
-(CH2)4- | A | 90 | CH2Cl2 | 6 | 69 | |
-(CH2)4- | A | 90 | CH2Cl2, H2O 50:1b | 6 | 68 | |
-(CH2)4- | A | 90 | CH2Cl2, H2O 10:1b | 6 | 40 | |
-(CH2)4- | A | 90 | CH2Cl2, H2O 10:1b | 4 | 14 | |
-(CH2)4- | A | 90 | Benzen | 6 | 13 | |
-(CH2)4- | A | 90 | ClCH2CH2Cl | 6 | 67 | |
-(CH2)4- | A | 90 | CH3CN | 6 | 85 | |
-(CH2)4- | A | 90 | - | 6 | 38 | |
-(CH2)4- | B | 14 | CH2Cl2 | 6 | 27 | |
-(CH2)4- | 18-K-6 | 10 | CH2Cl2 | 6 | 98 | |
-(CH2)4- | - | - | CH2Cl2 | 20 | 2 | |
Ph | H | A | 18 | CH2Cl2 | 6 | 82 |
Ph | H | A | 18 | CH2Cl2, H2O 10:1b | 6 | 58 |
Ph | H | - | - | CH2Cl2 | 6 | 11 |
a) reakcje prowadzono z 10 mmolami alkenu, 50 mmolami HCCl3, 50 mmolami KOHst. w temp. 40ºC
b) stosunek objętościowy
W kolejnym artykule opisano reakcje chloroformu ze styrenem lub cykloheksenem wobec katalizatora Zr(HPO4)2·O2PCH2NEt2CH2PhCl·H2O (ZBEPC-ZP) i 50% aq. roztworu NaOH.131
Na szczególna uwagę zasługuje artykuł z roku 1995, w którym autorzy przeprowadzają reakcje chloroformu z wybranymi alkenami w obecności 40% aq. roztworu NaOH oraz nowego rodzaju katalizatora międzyfazowego z dwoma miejscami aktywnymi chlorek 2-benzylideno-N,N,N,N’,N’,N’-heksaetylo-1,3-diaminopropan (DiquatCl) w ilości 3% molowych w stosunku do alkenu. Reakcje prowadzono w temp. 45ºC przez 24 godz. (Tabela 21).132
Tabela 21
R1 | R2 | Stopień konwersji [%] | |
po 8 godz. | po 24 godz. | ||
C4H9O | H | 100 | 100 |
Ph | H | 60 | 93 |
4-CH3C6H4 | H | 98 | 100 |
-(CH2)4- | 98 | 100 | |
-(CH2)3O- | 100 | 100 | |
a![]() | 99 | 100 |
a) produkt reakcji: 4,4’-dichlorotetracyklo [6.2.1.02,7.03,5]undec-9-en
W kolejnej pracy wykorzystano DiquatBr, a także 40% aq. roztwór NaOH. Reakcje prowadzono w temp. 45ºC przez 20 min. Dla porównania wykonano te same reakcje z TEBA i TBAB. Otrzymane wyniki zebrałem w Tabeli 22.133
Tabela 22
R1 | R2 | Stopień konwersji [%] | ||
DiquatBr | TEBA | TBAB | ||
C3H7 | H | 90 | 61 | 52 |
C6H13 | H | 97 | 75 | 59 |
C8H17 | H | 94 | 79 | 52 |
C10H21 | H | 95 | 72 | 53 |
PhCO2CH2 | H | 84 | 58 | 40 |
Ph | H | 98 | 76 | 38 |
4-ClCH2C6H4 | H | 95 | 87 | 65 |
-(CH2)3- | H | 92 | 79 | 50 |
-(CH2)4- | H | 100 | 90 | 50 |
-(CH2)6- | H | 100 | 88 | 57 |
-c-C5H8- | H | 70 | 51 | 41 |
a![]() | 95 | 73 | 57 |
a) produkt reakcji:4,4’-dichlorotetracyklo [6.2.1.02,7.03,5]undec-9-en
Do generowanie halogenokarbenu z dihalometanu potrzebna jest mocniejsza zasada niż do dihalogenokarbenu z haloformu. Ponadto z reakcją α-eliminacji halogenowodoru z dihalometanu konkuruje reakcja SN2 w wyniku czego powstaje produkt alkilowania. W reakcjach tego rodzaju używa się bardzo silnej zasady, która jest zarazem słabym nukleofilem takiej jak np. butylolit.
Natomiast w typowych warunkach katalizy przeniesienia międzyfazowego nie udaje się przeprowadzić takiej reakcji. Podwyższona temp, stężony aq. roztwór NaOH oraz katalizator międzyfazowy powodują jedynie powolną hydrolizę dihalogenometanu.135
Przeprowadzono reakcje addycji chlorokarbenu do wybranych alkenów. Reagenty używano w stosunku molowym: alken, chlorek metylenu, butylolit – 2-6:3:1. Reakcje prowadzono w temp. –45-(-35)ºC do momentu zakończenia wytrącania się LiCl (Tabela 23).136
Tabela 23
R1 | R2 | R3 | R4 | Cis/trans | Wydajność [%] |
C3H7 | H | H | H | 3,4 | 10, 25a |
CH3 | CH3 | H | H | 5,5 | 30 |
CH3 | H | CH3 | H | - | 44, 50a |
CH3 | H | H | CH3 | - | 32, 40b |
CH3 | CH3 | CH3 | H | 1,6 | 50 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | - | 67 |
-(CH2)4- | H | H | 3,2 | 25, 31c, 48d |
a) MeLi zamiast n-Buli w temp. 30ºC
b) stosunek reagentów alken, chlorek metylenu, n-BuLi: 5:3:1
c) stosunek reagentów alken, chlorek metylenu, n-BuLi: 4:3:1
d) stosunek reagentów alken, chlorek metylenu, MeLi: 6:3:1
Ponadto zaproponowano mechanizm reakcji konkurencyjnej chlorokarbenu z butylolitem. Chlorokarben jest silnym elektrofilem i po ataku na butylolit biegnie eliminacja LiCl według schematu:
W kolejnym artykule przedstawiono wyniki badań reakcji dibromo i dichlorometanu z alkenami prowadzonej w obecności [(CH3)3Si]2NNa w pentanie w temp. od –30 do 55ºC przez 24 godz. Wydajność halocyklopropanów w zależności od budowy użytego alkenu wynosiła 5-54%. W Tabeli 24 zestawiłem wyniki reakcji.137
Tabela 24
R1 | R2 | R3 | R4 | CH2X2 | Temp. [ºC] | Cis/ trans | Wydajność [%] |
Ph | H | H | H | Br | tpok. | - | 25 |
Ph | H | H | H | Cl | 0 | 2,12 | 40 |
CH3 | C2H5 | H | H | Br | tpok. | 3 | 30 |
CH3 | CH3 | CH3 | H | Br | tpok. | - | 50 |
CH3 | CH3 | CH3 | CH3 | Br | tpok. | 45 | |
-(CH2)4- | H | H | Br | tpok. | 1,5 | 40 | |
-(CH2)4- | H | H | Br | 0 | 1,5 | 40 | |
-(CH2)4- | H | H | Br | 70 | 1 | 30 | |
-(CH2)4- | H | H | Br | -30-(-10) | 1,1 | 5 | |
-(CH2)4- | H | H | Br | 55 | 1,3 | 30a | |
-(CH2)6- | H | H | Br | tpok. | 20 | 40b | |
-(CH2)6- | H | H | Cl | tpok. | 2,35 | 54 |
a) wykorzystano w tej reakcji [(CH3)3Si]2NK
b) wykorzystano w tej reakcji [(CH3)3Si]2NLi
Zbadano również selektywność generowania bromo- i chlorokarbenu z bromochlorometanu oraz ich reakcje z z cyklooktenem, na którą wpływ miał rodzaj silikoamidku. Posłużono się bis-trimetylosiliko amidkiem sodu, potasu i litu. Reakcje przeprowadzono w temp. pokojowej w czasie 24 godz. (Tabela 25).
Tabela 25
Stosunek halocyklopropanów na podstawie GLC [%] | ||
M | 7-bromobicyklo[6.1.0]nonan | 7-chlorobicyklo[6.1.0]nonan |
Na | 5 | 95 |
K | 2 | 98 |
Li | 13 | 87 |
W takich samych warunkach (temp. pokojowa, 24 godz.) przeprowadzono addycję bromokarbenu (Tabela 26).138
Tabela 26
Produkt | R1 | R2 | R3 | endo/ exo | Wydajność [%] |
42a | CH3 | CH3 | H | - | - |
42b | -(CH2)3- | H | tylko exo | 5 | |
41f | -(CH2)4- | H | 2.1:1 | 34 | |
42c | -(CH2)4- | CH3 | - | - | |
42d | -(CH2)5- | H | 2:1 | 15 | |
42e | -(CH2)8- | H | tylko endo | 29 | |
42f | -(CH2)10- | H | tylko endo | 26 | |
42g | -(CH=CH-(CH2)4)- | H | - | - | |
42h | -(CH2)2CH=CH(CH2)2- | H | - | - |
Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.