Хлорметилирование Блана

Хлорметилирование Блана ( также называемое реакцией Блана ) представляет собой химическую реакцию ароматических колец с формальдегидом и хлористым водородом с образованием хлорметиларенов. Реакция катализируется кислотами Льюиса, такими как хлорид цинка . ^[1] Реакция была открыта Гюставом Луи Бланом (1872-1927) в 1923 году. ^{[2] [3]}

Хлорметилирование Блана

Механизм и сфера применения

Реакцию проводят в кислых условиях и с использованием катализатора ZnCl ₂ . В этих условиях карбонил формальдегида протонируется, что делает углерод гораздо более электрофильным. Затем альдегид подвергается атаке ароматических пи-электронов с последующей реароматизацией ароматического кольца. Образовавшийся таким образом бензиловый спирт в условиях реакции быстро превращается в хлорид.

Механизм хлорметилирования Блана

Другие возможности для электрофила включают катион (хлорметил)оксония (ClH ₂ C–OH ₂ ⁺ ) или катион хлоркарбения (ClCH ₂ ⁺ ), которые могут образовываться в присутствии хлорида цинка. ^[4] Эти виды могут объяснить тот факт, что умеренно и сильно дезактивированные субстраты, инертные к реакциям Фриделя-Крафтса, такие как ацетофенон, нитробензол и п- хлорнитробензол ^[5], действительно демонстрируют предельную реакционную способность и ограниченную синтетическую полезность в условиях хлорметилирования. ^[6] Дезактивированные субстраты дают лучшие результаты в модифицированных условиях хлорметилирования с использованием хлорметилметилового эфира (MOMCl) в присутствии 60% H ₂ SO ₄ . ^[4]

Высокоактивированные арены, такие как фенолы и анилины, не являются подходящими субстратами, поскольку они подвергаются дальнейшей электрофильной атаке за счет алкилирования по Фриделю-Крафтсу с образованием бензилового спирта/хлорида неконтролируемым образом. В общем, образование побочного продукта диарилметана является обычным результатом. ^[6]

Хотя реакция является эффективным способом введения хлорметильной группы, производство небольших количеств высококанцерогенного бис(хлорметилового) эфира является недостатком для промышленного применения.

Соответствующие реакции фторметилирования, бромметилирования и иодометилирования также можно осуществить с использованием соответствующей галоидоводородной кислоты. ^[7]

Родственные хлорметилирования

Хлорметилирование тиолов можно осуществлять концентрированной HCl и формальдегидом: ^[8]

ArSH + CH ₂ O + HCl → ArSCH ₂ Cl + H ₂ O

Хлорметилирование также можно осуществить с использованием хлорметилметилового эфира:

ArH + CH ₃ OCH ₂ Cl → ArCH ₂ Cl + CH ₃ OH

Эта реакция используется при хлорметилировании стирола в производстве ионообменных смол и смол Меррифилда . ^[9]

Дополнительное чтение

• Уитмор, ФК; Гинзбург, Абрам; Рюггеберг, Вальтер; Тарп, И.; Нотторф, Х.; Кэннон, М.; Карнахан, Ф.; Крайдер, Д.; ФЛеминг, Г.; Гольдберг, Г.; Хаггард, Х.; Герр, К.; Гувер, Т.; Ловелл, Х.; Мраз, Р.; Нолл, К.; Оквуд, Т.; Паттерсон, Х.; Ван Стрин, Р.; Уолтер, Р.; Зук, Х.; Вагнер, Р.; Вайсгербер, К.; Уилкинс, Дж. (май 1946 г.). «Производство бензилхлорида хлорметилированием бензола. Лабораторные и опытно-промышленные исследования». Промышленная и инженерная химия . 38 (5): 478–485. дои : 10.1021/ie50437a013.

Безопасность

Реакцию проводят с осторожностью, поскольку, как и большинство реакций хлорметилирования, в качестве побочного продукта образуется высококанцерогенный бис(хлорметил)эфир .

Смотрите также

• Алкилирование Фриделя-Крафтса
• Реакция Квеле
• Редукция Буво-Блана

Рекомендации

1. Беленький, Леонид I; Волькенштейн Ю Б; Карманова, И.Б. (30 сентября 1977 г.). «Новые данные по хлорметилированию ароматических и гетероароматических соединений». Российское химическое обозрение . 46 (9): 891–903. Бибкод :1977RuCRv..46..891B. doi : 10.1070/RC1977v046n09ABEH002180. S2CID  250898192.
2. Блан, Гюстав Луи (1923). «Сюр-ла-препарат де-дрив хлорметиленик ароматических». Бюллетень Химического общества Франции . Серия 4. 33 : 313–319.
3. Грасси, Г.; Маселли, К. (1898). «Su alcuni derivati ​​clorurati de trossimetilene» [О некоторых хлорированных производных 1,3,5-триоксана]. Газетта Химика Итальяна . 28 (ч. 2): 477–500 [495].
4. Лаали, Кеннет К. (2001). «Формальдегид-хлорид водорода». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Американское онкологическое общество. дои : 10.1002/047084289x.rf022. ISBN 978-0-470-84289-8.
5. 研藏, 白川; 泰三, 松川 (25 января 1950 г.). «Хлорметилирование бензольного ядра II». Якугаку Дзасси (на японском языке). 70 (1): 25–28. дои : 10.1248/yakushi1947.70.1_25 . ISSN  0031-6903.
6. Маккивер, CH; Фьюсон, Рейнольд К. (15 марта 2011 г.). «Хлорметилирование ароматических соединений». Органические реакции . Американское онкологическое общество. стр. 63–90. дои : 10.1002/0471264180.или001.03. ISBN 978-0-471-26418-7.
7. К., Норман, Ричард О. (2017). Принципы органического синтеза . Коксон, Джеймс М. (3-е изд.). Бока-Ратон: Рутледж. ISBN 978-1-351-42173-7. ОСЛК  1042320639.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
8. Д. Эндерс; С. фон Берг; Б. Янделейт (2002). «Диэтил[(фенилсульфонил)метил]фосфонат». Органические синтезы . 78 : 169. дои : 10.15227/orgsyn.078.0169.
9. Дардель, Франсуа; Арден, Томас В. (2008). «Ионообменники». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a14_393.pub2. ISBN 978-3527306732.