Appel reaktion

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 7 februari 2018; kontroller kräver 6 redigeringar .

Appell-reaktionen  är en metod för syntes av alkylklorider och alkylbromider från alkoholer när de interagerar med koltetraklorid eller koltetrabromid och trifenylfosfin :

I fallet med sekundära alkoholer åtföljs reaktionen av en omkastning av karbinolcentrets konfiguration .

Infördes i syntetisk praxis på 1970-talet av Rolf Appel [1] .

Reaktionsmekanism

Appel-reaktionen är baserad på den halogenofila reaktionen mellan fosfin och tetrahalometan. I det första steget sker den nukleofila substitutionen vid halogenatomen av tetrahalometan i triklormetyl- eller tribrommetylgruppen, som lämnar i form av en karbanjon, av fosfin 1 , och en addukt  , pseudofosfoniumsalt 2 , bildas . Trihalometylkarbanjonen deprotonerar alkoholen för att bilda haloformen 3 , varefter halogenen av pseudofosfoniumsaltet 4 nukleofilt ersätts med alkoholatanjonen för att bilda saltet 5 .

I det sista skedet sker en nukleofil attack av halogenidjonen på kolet i pseudofosfoniumsaltet 5 , medan den nukleofila substitutionen som leder till eliminering av fosfinoxid 7 och bildandet av en alkylhalid 6 fortskrider via S N 2 -mekanismen , vilket orsakar konfigurationsinversionen vid karbinolkolet:

Drivkraften för det sista steget av reaktionen är bildandet av fosfinoxid, som är en mycket bra lämnande grupp på grund av dess stabilitet och höga (~544 kJ/mol) P=O-bindningsbildningsenergi.

Tillämplighet och ändringar

Den största fördelen med Appell-reaktionen är mildheten och de neutrala förhållandena, som tillåter ersättning av hydroxyl med halogen i syrakänsliga alkoholer: till exempel omvandlingen av geraniol till geranylklorid genom inverkan av väteklorid, tionylklorid eller fosfor klorider leder till isomerisering och bildandet av en svårseparerad blandning av geranyl- och linalylklorid, är Appell-reaktionen fri från dessa brister. Den största nackdelen med Appell-reaktionen är behovet av att separera målprodukten från fosfinoxiden som bildas i stökiometriska mängder, "hårda" separationsmetoder, till exempel destillation vid tillräckligt höga temperaturer, kan leda till isomerisering eller racemisering av termiskt labila halogenider, och multipel omkristallisering kan leda  till förluster av målprodukten [2] .

Den klassiska versionen av Appel-reaktionen använder koltetraklorid eller tetrabrommetan i kombination med kommersiellt tillgänglig trifenylfosfin , medan trifenylfosfin tillsätts till en lösning av alkohol i koltetraklorid (eller en lösning av alkohol-koltetraklorid i ett inert lösningsmedel); denna reaktionsordning gör det möjligt att införa pseudofosfoniumsalt Ph 3 P + Hal•Hal 3 C - när det bildas och att undvika dess ytterligare disproportionering, vilket leder till en minskning av utbytet av alkylhalogenid [2] :

Separationen av trifenylfosfinoxid utförs genom dess utfällning från reaktionsblandningen med ett lämpligt lösningsmedel, i fallet med opolära alkylhalider, med n- pentan .

Utbytena i denna variant av reaktionen är från höga till nästan kvantitativa (75 % för klor och upp till 97 % för bromderivat).

Användningen av alifatiska fosfiner (såsom tributylfosfin ), som är mer nukleofila än trifenylfosfin, tillåter reaktionen att utföras under mildare förhållanden.


Anteckningar

  1. ↑ Appell, Rolf. Tertiär fosfan/tetraklormetan, ett mångsidigt reagens för klorering, uttorkning och PN-koppling (engelska)  // Angewandte Chemie International Edition på engelska  : journal. - 1975. - Vol. 14 , nr. 12 . - s. 801-811 . — ISSN 1521-3773 . - doi : 10.1002/anie.197508011 .  
  2. ↑ 1 2 Jose G. Calzada, John Hooz . Geranylklorid. Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, s. 634 (1988); Vol. 54, sid. 63 (1974).  (engelska)  (otillgänglig länk) . Hämtad 13 mars 2013. Arkiverad från originalet 9 oktober 2012.