Альдольная конденсация бутаналя уравнения реакций

Альдольная конденсация

Вы будете перенаправлены на Автор24

Альдегиды в щелочной среде вступают в реакции альдольной конденсации (А. Бородин, Ж. Вурц, 1872):

Сначала под действием основного катализатора — гидроксид-аниона или этоксид-аниона $C_2H_5O^-$ из альдегида образуется сопряженный анион — сильный нуклеофил, который атакует электрофильный центр карбонильной группы следующей молекулы альдегида. Полученный в результате такого взаимодействия алкоголятний анион быстро превращается в альдоль.

Так, например, две молекулы пропаналя в реакции с водными растворами гидроксидов при 0-5 $^\circ$С образуют 3-гидрокси-2-метилпентаналь с 55-60% выходом, а две молекулы уксусного альдегида дают альдоль с 50%-ным выходом:

Механизм альдольной конденсации катализируемой основаниями

Механизм реакций альдольной конденсации, катализируемых основаниями, включает три стадии:

На первой стадии образуются енолят-ионы. Равновесные концентрации енолят-ионов очень малы и редко превышают 1-3%, поскольку $pK_a$ альдегидов примерно равны 17-18, а для воды значение $pK_a$ равно 15,7. Присоединение енолят-ионов к карбонильным группам неионизированных молекул альдегидов на второй стадии определяет скорость всего процесса.

Готовые работы на аналогичную тему

Дегидратация альдолей

Синтезированные альдоли при нагревании, как правило, легко отщепляют воду с образованием ненасыщенных карбонильных соединений. Процесс получения ненасыщенного альдегида или кетона из альдолей называют кротоновой конденсацией, по названию альдегида, впервые полученного таким методом:

Дегидратация альдолей в $\alpha, \beta$-ненасыщенные альдегиды также катализируется основаниями и протекает с промежуточным образованием енолят-ионов альдолей:

Механизм альдольной конденсации катализируемой кислотами

Альдегиды способны вступать в альдольную конденсацию и в кислой сред, но остановить реакцию на стадии альдолей при этом достаточно трудно, и часто получается продукт кротоновой конденсации.

В кислых средах определяющей скорость всего процесса стадией является присоединение енолов к карбонильным группам.

В отличие от щелочного катализатора, который действует только на метиленовую компонента, при кислотном катализе наблюдается действие как на метиленовый, так и на карбонильный компонент с протонизацией атомов кислорода:

В кислых средах практически невозможно остановить процесс на стадии образования альдолей и конечными продуктами оказываются $\alpha, \beta$-ненасыщенные альдегиды — продукты их дегидратации.

Для протонованой метиленовой компоненты характерно отщепление $H+$ от группы $OH$ с образованием исходной карбонильной молекулы или от $\alpha$-углеродного атома с образованием енола. В еноле же под влиянием $+M$-эффекта атома кислорода и $-I$-эффекта вицильной группы электронная плотность $\pi$-связи смещена отгидроксильной группы, в результате чего енол реагирует далее с активированной карбонильной компонентой.

В сильнокислой среде для альдолей обычно характерна дегидратация с образованием оксида мезитила. В условиях реакции оксид мезитила реагирует с последующей молекулой карбонильного соединенния и конечным продуктом, в отличие от реакции в щелочной среде, является форон (в присутствия газообразной кислоты) или мезитилен (в присутствии концентрированной жидкой кислоты).

Альдольно-кротоновая конденсация

Альдегиды и кетоны в слабоосновной среде (ацетат нат-рия, карбонат калия или разбавленная щелочь 5-10 %) подвер-гаются реакции альдольной конденсации. При этом образуются β-гидроксиальдегиды и β-гидроксикетоны:

Определение. Реакции, в ходе которых образуются новые углерод-углеродные связи называются конденсациями.

Механизм альдольной конденсации включает следую-щие стадии:

Образовавшийся β-гидроксиальдегид при нагревании даже без водоотнимающих средств легко отщепляет воду:

При этом образуется α,β-ненасыщенный альдегид. В данном случае – кротоновый альдегид.

Стадия, ведущая к образованию кротонового альдегида, называется кротоновой конденсацией. Суммарный процесс называется альдольно-кротоновой конденсацией. В альдольно-кротоновую конденсацию могут вступать альдегиды и кетоны, имеющие у α-углеродного атома два атома водорода. Причем в случае перекрестной альдольно-кротоновой конденсации (два разных карбонильных соединения) нуклеофильной атаке под-вергается соединение, имеющее больший положительный заряд на атоме углерода карбонильной группы. Соответственно в реак-ции альдольно-кротоновой конденсации уксусного альдегида и ацетона в роли субстрата выступает уксусный альдегид, пос-кольку в молекуле этаналя меньше заместителей при карбо-нильной группе, чем в молекуле ацетона. Последний выступает в роли атакующего реагента:

Сами кетоны вступают в альдольную конденсацию в более жестких условиях в присутствии более сильных оснований, например, гидроокиси бария:

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.