Ароматическое нуклеофильное замещение атома галогена О- и N-нуклеофилами в условиях каталитической активации тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

КРИНИЦЫНА Галина Васильевна

АРОМАТИЧЕСКОЕ НУКЛЕОФИЛЫЮЕ ЗАМЕЩЕНИЕ АТОМА ГАЛОГЕНА О- И М-НУКЛЕОФИЛАМИ В УСЛОВИЯХ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ

Специальность 02.00.03 - Органическая химия

Автореферат

на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ярославль 2006

Работа выполнена в Ярославском государственном университете им. П.Г. Демидова на кафедре общей и биоорганической химии

Научный руководитель - доктор химических наук, профессор

Орлов Владимир Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Дорогое Михаил Владимирович доктор химических наук, доцент Крылов Евгений Николаевич

Ведущая организация - Ярославский государственный технический

университет

Защита состоится «// » мая 2006 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета К 212.002.01 при Ярославском государственном университете им. П.Г. Демидова по адресу: 150057, г. Ярославль, проезд Матросова, 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова по адресу: 150000, г. Ярославль, ул. Полушкина роща, 1.

Автореферат разослан «_» апреля 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Швыркова Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из задач современной органической химии является создание высокоэффективных процессов получения органических соединений ароматического характера, имеющих самые разнообразные области применения. В значительной степени решение этой задачи связано с разработкой инструментария - эффективных методов получения широкого ряда разнообразных по структуре ароматических соединений, содержащих функциональные группы различной природы.

Эффективным способом формирования полиядерных ароматических структур служит реакция ароматического нуклеофильного замещения легко уходящих, вследствие активации, функциональных групп, в том числе галогенов. Потребность расширения числа и номенклатуры функциональных групп, предназначенных для введения в целевые структуры, значительно усложняет проблему получения полифункциональных дифениловых эфиров (реакции с О-нуклеофилами), что связано с достаточно ограниченной возможностью структурной активации заместителями. Прежде всего, это относится к так называемому неактивированному ароматическому замещению, в котором субстраты имеют заместители слабоакцепторного или донорного характера. Кроме того, серьезной проблемой является увеличение числа функциональных групп, как одной, так и различной структуры, с точки зрения роста количества потенциальных реакционных центров в исходных соединениях Поэтому встает вопрос об эффективной каталитической активации нуклеофильного замещения и условиях, обеспечивающих максимальную региоселективнос! ь по одному из реакционных центров.

В настоящее время весьма востребованными продуктами являются полифениловые эфиры (в том числе, 1-фенокси-3-[3-(3-феноксифенокси)-фенокси]бензСл), которые используются в качестве инсектицидов, теплоносителей, смазочных масел и гидравлических жидкостей с высокой термической и радиационной устойчивостью. Производные дифениловых эфиров также обладают гербицидными и паразита цидными свойствами. Их получение связано с применением реакции нуклеофильного ароматического замещения в условиях каталитической активации. Кроме того, так же продукты

взаимодействия ароматических слабоактивированных заместителями галогенсодержащих субстратов с N-нуклеофилами. Поэтому выбор пути и условий эффективного синтеза подобных соединений является востребованной проблемой.

Настоящая работа является частью научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре общей и биоорганической химии Ярославского государственного университета им. Г1.Г. Демидова, и выполнена в соответствии с программами Минобразования РФ: "Теоретические основы синтеза, структура и свойства полифункциональных ароматических соединений"», № гос. per.: 01.200.2.01893; "Научные исследования высшей школы »о приоритетным направлениям науки и техники", проект «Теоретические основы получения функционализованных полиядерных ароматических соединений многоцелевого назначения», 2003-2004 г.г. и программа «Старт» проект № 4592 «Разработка и технологическое решение синтеза л<-феноксифенола».

Целью работы являются:

- установление, на основе результатов экспериментальных и теоретических исследований, факторов каталитической активации субстратов в пуклеофильном ароматическом замещении галогенов;

- формирование эффективной методологии и выбор условий синтеза 1 -бром-3-феноксибензола реакцией нуклеофильного ароматического замещения в присутствии медьсодержащих катализаторов;

- синтез продуктов взаимодействия неактивированных галогенароматических соединений с О- и N-нуклеофилами.

Научная новизна.

Проведено комплексное исследование поведения каталитически активированных систем в условиях реакции нуклеофильного замещения атомов галогена О- и N-нуклеофилами.

По данным квантово-химического моделирования и результатам препаративных исследований сделано заключение об особенностях строения медьсодержащих катализаторов неактивированного нуклеофильного замещения и их комплексов с реагентом и субстратом.

На основе данных экспериментальных и теоретических исследований определены факторы каталитической активации субстратов медьсодержащими

агентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов О-нуклеофилами и выбран эффективный катализатор - хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил.

Для реакции взаимодействия 1,3-дибромбензола с фенолом в присутствии депротонирующего агента и каталитической системы хлорид меди (1)-а,аг-бипиридил, приводящей к 1-бром-З-феноксибензолу, выбраны условия, обеспечивающие максимальную региоселективность по замещению одного из двух атомов брома.

Практическая значимость.

Получены данные по факторам каталитической активации процесса формирования дифенилоксидов, позволяющие разработать инструментарий подбора эффективных медьсодержащих катализаторов.

Выбраны эффективные условия синтеза 1-бром-З-феноксибензола (полупродукта при получении востребованного 1-фенокси-3-[3-(3-феноксифснокси)-фенокси]бензола - вакуумного масла) реакцией неактивированного иуклеофильного ароматического замещения, обеспечивающие достаточно высокий выход целевого соединения, селективность процесса.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской конференции, посвященной 200-летию Ярославского государственного университета им. П. Г. Демидова «Актуальные проблемы биологии, экологии, химии и безопасности жизнедеятельности» (Ярославль, 2003); X Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2004» (Волгоград, 2004); XVII Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (Уфа, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 3 тезисов научных конференций.

Положения, выносимые па защиту:

1. Структура медьсодержащих каталитических комплексов и факторы каталитической активации субстратов в реакции иуклеофильного ароматического замещения атома галогена О-нуклеофилами.

2. Условия процесса получения 1-бром-З-феноксибензола, обеспечивающие максимальную эффективность замещения одного из двух атомов брома в 1,3-дибромбензоле, а так же замещения атома хлора в 3-хлортолуоле Ы-нуклеофилом.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на -/¿^страницах, состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы. Список литературы включает 163 источника.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Исследование закономерностей синтеза 1-бром-З-феноксибензола

В качестве базовой схемы синтеза практически ценного 1-фенокси-3-[3-(3-феноксифенокси)фенокси]бензола, выбрана следующая:

I

Встаег проблема поиска оптимальных условий проведения данного процесса, в том числе подбор ка1алитической системы. Наиболее сложной задачей является проведение первой стадии получения 1-фенокси-3-[3-(3-феноксифенокси)-фенокси]бензола - синтез 1-бром-З-феноксибензола.

(2)

Это связано с необходимостью реализации протекания реакции нуклеофильного замещения брома по одному из двух реакционных центров и

потенциальной возможностью дальнейшего нежелательного превращения до 1,3-дифеноксибензола.

Поэтому нами проведено комплексное исследование реакции 1,3-дибромбензола с фенолом (схема 2) в среде различных апротонных биполярных растворителей и в присутствии депротонирующего агента для выбора условий эффективного замещения одного из двух атомов брома.

В качестве каталитической системы выбран как хлорид меди (I), так и комплексы хлорида меди (I) с различными азотсодержащими комплексообразователями. Реакция проводилась при температуре 140°С.

1.1. Влияние природы растворителя на время химической реакции

Проведено исследование влияния растворителя на скорость протекания и выход конечного продукта реакции - 1-бром-З-феноксибензола. Для проведения процесса использовались следующие растворители: Ы,Ы-диметилформамид, диметилсульфоксид, К-метилпирролидон, Т^.Ы-диметилацетамид (таблица 1).

Таблица 1

Влияние природы растворителя на содержание 1-бром-З-феноксибензола в реакционной массе. Мольное соотношение реагентов: фенол 1,3-дибромбензол : карбонат калия : каталитическая система (хлорид меди (I) -а,а'-бипиридил)= 1:1,1:1,2:0,16.1=140 "С, время -2 ч.)

№ Растворитель Конверсия 1,3- дибромбенчола, % Содержание 1-бром-З-феноксибензола, % Содержание 1,3-дифенок-сибензола, %

1 НМ-диметилформамид 37,58 31,17 2,54

2 КЫ-диметилформамид -толуол (10%) 82,73 65,75 7,38

3 Диметилсульфоксид -толуол (10%) 87,95 70,54 10,76

4 Ы-метилпирролидон -толуол (10%) 80,15 64,43 6,89

5 N диметилацетами д -толуол (10%) 75,67 60,85 6,12

Следует отметить, что время реакции существенно уменьшалось при наличии в реакционной массе толуола, так как он способствовал отводу воды из зоны реакции (с использованием насадки Дина-Старка). Так при проведении реакции в диметилформамиде конверсия 1,3-дибромбензола составила 37,58%, выход целевого соединения 31,17%, а примесь продукта дизаметцения 2,54%. При введении в реакционную смесь толуола в количестве 10% увеличивает выход 1-бром-3-феноксибензола до 65,75%, но растет и количество 1,3-дифеноксибензола -7,38%.

Наибольший выход 1-бром-З-феноксибензола был получен при использовании в качестве растворителя диметилсульфоксида и составил свыше 70%. При этом количество продукта дизамещения равнялось 10,76%. Однако, для дальнейших исследований мы применяли систему И,Ы-диметилформамид - толуол (10%), так как диметилсульфоксид при температуре свыше 100°С разлагается, что исключает использование его в широких масштабах.

1.2. Влияние состава и природы катализатора яа протекание реакции

Важной задачей является изучение влияния состава катализатора, то есть соотношения хлорид меди (I) - органический лиганд и природы последнего на протекание реакции нуклеофильного ароматического замещения. Данное исследование мы проводили на модельной системе (схема 3):

Полученные в ходе исследования результаты представлены в таблице 2. Максимальный выход дифенилового эфира, наблюдаемый при использовании катализатора хлорид меди (1)-8-хинолинола в соотношении 1:1, составил 54% (при времени реакции 2 ч). Применение каталитической системы хлорид меди (1)-а,а'-бипиридила при соотношении 1:1 позволило достичь выхода 67% через два часа после начала проведения процесса. Таким образом, наиболее предпочтительным является комплексный катализатор хлорид меди (I)- а,а'-бипиридил в соотношение

1:1.

Таблица 2

Зависимость выхода дифенилового эфира от соотношения хлорид меди (1):органический лиганд. Мольное соотношение: фенол : бромбензол : карбонат калия: каталитическая система = 1:1,1:1,2:0,16. Растворитель - ДМФА : толуол (10%). 1=140 °С.

№ Каталитическая Соотношение Выход дифенилового эфира, %

система хлорид меди(1)- Время реакции - Время реакции -

органический 1 ч 2ч

лиганд

1 хлорид меди (I)-8-хинолинол 0,5:1 33 49

2 1:1 41 54

3 2:1 30 50

4 хлорид меди (I)-и,а'-бипиридил 0,5:1 52 65

5 1:1 53 67

6 2:1 49 60

Нами проверена эффективность представленных выше комплексов в качестве катализаторов реакции между фенолом и 1,3-дибромбензолом (схема 4).

Изучение влияния природы катализатора на время протекания процесса было проведено в 1Ч,К-диметилформамиде с 10%-иым содержанием толуола в присутствии карбоната калия в качестве депротонирующего агента. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.

Наилучшие результаты были достигнуты при использовании комплекса хлорид меди (1)-«,а'-бипиридил. Процесс, катализируемый хлоридом меди (I) и хлоридом меди (1)-8-хинолинолом, протекал значительно медленнее. Примеси 1,3-дифеноксибензола в обоих случаях нет. При отсутствии в реакционной смеси катализатора реакция вообще не идет.

Таблица 3

Влияние природы катализатора на выход 1-бром-З-феноксибензола. Мольное соотношение: фенол : 1,3-дибромбензол : карбонат калия : каталитическая система = 1:1,1:1,2:0,16. Соотношение хлорид меди (1)-ор1 аиический лиганд=1:1. Растворитель - ДМФА • толуол (10 %). 1=140 "С, время -2 ч.

№ Катализатор Конверсия 1,3- Содержание 1- Содержание

дибромбензола, бром-3-фенок- 1,3-дифенок-

% сибенэола, % сибен юла, %

1 - 0 0 0

2 хлорид меди (I) 13,01 11,08 0

3 хлорид меди (1)-8-хинолинол 17,44 12,4 0

4 хлорид меди (I)- 82,73 65,75 7,38

а,а'-бипиридил

Зависимости выхода целевого соединения и конверсия 1,3-дибромбензола от времени реакции представлены на рисунке 1.

0 1 2 3 4 3 6 7 время реакции, ч

12 3 4 время реакции, ч

а). б).

Рис. 1. а). Зависимость конверсии 1,3-дибромбензола (1), выхода целевого продукта (2) от времени в реакционной массе при использовании каталитической системы хлорид меди (1)-8-хинолинол.

б). Зависимость конверсии 1,3-дибромбензола (1), выхода целевою продукта (2) и 1,3-дифеноксибензола (3) от времени в реакционной массе при использовании каталитической системы хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил.

Из рис.1 б видно, что в реакции, катализируемой хлоридом меди (1)-а,а'-бипиридилом, содержание целевого продукта через 2 ч после начала проведения процесса начинает уменьшаться, и растет количество побочного продукта (образовавшийся 1-бром-З-феноксибензол начинает расходоваться на образование 1,3-дифеноксибензола). Отсюда можно сделать вывод, что оптимальным временем для проведения процесса является 1,5-2 ч. Наиболее эффективным является комплекс, образованный хлоридом меди (I) и а,а'-бипиридилом.

Нами рассмотрена зависимость выхода конечного продукта и количества примесей от мольного соотношения фенол : каталитическая система (хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил) (рис. 2).

80

70

«о

*50

«

3 а

30 20

10

Рис. 2. Зависимость выхода 1,3-дифеноксибензола (1) и 1-бром-З-феноксибензола (2) от мольного соотношения фенол:

каталитическая система.

0.05

0,1 0,15 0.2

0 25

количество катализатора яа 1 моль фенола, моль

Из графика изображенного на рис. 2 видно, что для проведения данного процесса следует брать мольное соотношение фенол : каталитическая система не более чем 1:0,16. В данных условиях наблюдается максимальный выход 1-бром-З-феноксибензола и не наблюдается значительного роста примеси 1,3-дифеноксибензола.

2. Структура и факторы каталитической активации субстратов медьсодержащими компонентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов

Для оценки роли использованных каталитических систем, факторов каталитической активации субстратов в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов были проведены исследования их структуры, как для изолированных частиц, так и с учетом взаимодействия, включая галогенбензол (модельный объект -бромбензол). Наиболее эффективным методом получения данных по электронным и геометрическим характеристикам компонентов катализатора и продуктов их взаимодействия с субстратом является квантово-химическое моделирование. Эти данные могут быть получены в рамках как неэмпирических, так и полуэмпирических методов квантовой химии. Применение второго метода для решения поставленных задач дает вполне удовлетворительные результаты при умеренных затратах процессорного времени.

Однако для верификации данных квантово-химического моделирования представлялось необходимым сопоставить результаты, получаемые для изучаемых молекулярных и гипермолекулярных систем полуэмпирическими и неэмпирическими квантово-химическими методами расчета. С этой целью нами было осуществлено квантово-химическое моделирование бромбензола, 8-хинолинола и ег о комплекса с хлоридом меди (I) неэмпирическим методом (базис 6-ЗЮ(с1,р)) и полу эмпирическим методом РМЗ. Близость рассмотренных параметров при квантово-химическом моделировании бромбензола, 8-хинолинола и его комплекса с хлоридом меди (I) неэмпирическим методом (базис 6-ЗЮ((1,р)) и полуэмпирическим методом РМЗ позволяет с высокой степенью достоверности использовать последний подход для рассмотрения особенностей структуры и факторов каталитической активации субстратов медьсодержащими компонентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов.

Исследованы структуры и квантово-химические характеристики субстрата и его комплекса с медьсодержащими компонентами. Была проведена оценка геометрических, зарядовых и орбитальных характеристик модельного субстрата (бромбензола) и его комплексов с различными катализаторами (таблица 4).

Таблица 4

Квантово-химические параметры комплексов катализатор - бромбензол (РМЗ).

Катализатор Заряд на реакционном центре, ё Ен«МО каталитического комплекса, эВ С2 V- рг реакционного центра Ис-вг. А

- -0,1086 -0,05028 3*10"' 1,868

хлорид меди (I) -0,1630 -1,50442 1,9*10"* 1,906

хлорид меди (1)-8-хинолинол -0,2874 -1,74854 2,81*10"5 1,881

хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил -0,2861 -1,85046 1,7*10"4 1,882

Установлено, что при варьировании структур существенный геометрический параметр - длина связи С-Вг и зарядовые параметры (заряд на атоме углерода бензольного кольца, соединенного с атомом брома) изменяются незначительно, достаточно беспорядочно и не могут быть связаны с наблюдаемой активностью катализаторов.

Исходя из общей модели механизма ароматического нуклеофильного замещения весьма важной является роль "орбитальных взаимодействий" (взаимодействие граничных молекулярных орбиталей реагентов - высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО) донорного компонента и низшей вакантной молекулярной орбитали (НВМО) акцепторного компонента) как определяющих местоположение реакционного центра субстрата. При взаимодействии исследуемых ароматических соединений субстрат (бромбензол и, соответственно, его комплексы с катализаторами) играет роль акцепторного компонента и, следовательно, реакционный центр (атом углерода, соединенный с атомом брома) может характеризоваться энергией НВМО рассматриваемого объекта. При взаимодействии исследуемых ароматических соединений реагент играет роль донорного компонента и, следовательно, реакционный центр может характеризоваться структурой ВЗМО рассматриваемого объекта.

Прежде всего, следует отметить снижение энергии НВМО в ряду бромбензол, и комплексов: бромбензол-хлорид меди (I), бромбензол-хлорид меди (1)-8-хинолинол, бромбензол-хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил симбатно скорости

процесса для различных каталитических систем (таблица 4). Поскольку энергия ВЗМО реагента (феноксид-анион, метод РМЗ) составляет -2,69114 эВ, то можно сделать предположение, что одним из факторов каталитической активации является уменьшение энергетической «щели» между НВМО субстрата и ВЗМО реагента (рис. 3).

Енвмо =-0,05028 Е„вмо =-1,50442 Енвм<г-1,74854 Е,|ВМ0 =-1,85046 Евмо-2,69114

Рис. 3. Значения Енвмо субстратов (бромбензол-медьсодержащий катализатор) и Евзмо реагента (феноксид-аниона).

без катализатора -хлорид меди (I}. хлорид меди (1)-8-хииолинал_ хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил_ феноксид-акион_

Следует также отметить повышение вклада в НВМО субстрата атома углерода - реакционного центра - симбатно времени протекания процесса для различных каталитических систем. Таким образом, основной фактор воздействия каталитической активации субстратов медьсодержащими компонентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов заключается в понижении НВМО и увеличение вклада в нее атома углерода - реакционного центра - реагента при сохранении ВЗМО субстрата.

Для оценки реакционной способности комплекса субстрат-катализатор в качественном приближении может быть использован упрощенный вариант индекс реакционной способности (ИРС) по Клопману (при постоянстве зарядового и сольватационного членов):

2 (Сг • Сз • р)2

ИРС =-

Евзмо ~ Енвмо где г и я - индексы взаимодействующих центров;

С - электронная плотность граничных орбиталей на реакционном центре;

р- резонансный интеграл;

Евзмо - энергия ВЗМО феноксид-иона;

Енвмо - энергия НВМО субстрата.

Нами рассчитаны индексы реакционной способности для реакции взаимодействия между фенолом и бромбензолом, и для процесса между фенолом и 1,3-дибромбензолом (таблица 5).

Значения ИРС реакции при проведении процесса без катализатора составляет -6,384* 10"12 для бромбензола и 4,464*10"12 для 1,3-дибромбензола, соответственно при проведении процесса без катализатора реакция не идет. В присутствии хлорида меди (I) так же видно, что порядок величины ИРС одинаковый. ИРС хлорид меди (1)-8-хинолинол в комплексе с бромбензолом и 1,3-дибромбензолом составляет 1,675* 10'* и 3,896* 10"9 соответственно, хлорид меди(1)-а,а'-бипиридил -1,1364* 10"® и 5,49* 10"9. При этом наблюдается определенная симбатность параметров время протекания реакции - значение ИРС.

Таблица 5

Оценка значения ИРС и активности применяемых катализаторов

№ Катализатор Получение дифенилового эфира Получение 1-бром-З-феноксибензола

Показатель скорости протекания процесса (%через 2 часа). Значение ИРС Показатель скорости протекания процесса (%через 2 часа). Значение ИРС

1 - - 6,384*10'и 0 4,464* 10'12

2 хлорид меди (I) - 8,997*10" 11,08 7,888*10-"

3 хлорид меди (1) -8-хинолииол 54 1,675* 10"* 12,4 3,896*10''

4 хлорид меди (I) -а,а'-бипиридил 67 1,136*10-" 65,75 5,49* 10'9

Полученная закономерность позволяет проводить отбор реагентов и катализаторов в целенаправленном синтезе.

Синтез целевого соединения - 1-бром-З-феноксибензола предполагает проведение селективного замещения одного из атомов брома в 1,3-дибромбензоле (схема 5):

Поэтому, весьма интересным является теоретическое исследование потенциальной региоселективности (моно- или дизамещения) на основе современной теоретической концепции нуклеофнльного ароматического замещения, согласно которой определяющей является роль "орбитальных взаимодействий".

Наиболее важные количественные энергетические и орбитальные характеристики комплексов 1,3-дибромбензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (I) и 1-бром-3-феноксибензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (1).нриведены в таблице 6:

Таблица 6

Параметры комплексов 1,3-дибромбензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (I) и 1-бром-3-феноксибензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (I).

Структура комплекса Енвмо каталитического комплекса, эВ С 2 реакционного центра

Комплекс 1,3-дибромбензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (I) -1.675573 4,98*10"5

Комплекс 1-бром-З-феноксибензол -а,а'-бипиридил-хлорид меди (I) -1.650541 4,27* 10"J

Для оценки реакционной способности комплекса субстрат-катализатор в качественном приближении также может быть использован упрощенный вариант ИРС по Клопману. Значения ИРС комплекса 1,3-дибромбензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (I) составляет 5,49*10"', а для системы 1-бром-3-феноксибензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (I) - 4,59* 10"9. Из приведенных данных следует, что реакционная способность но атому углерода при атоме брома комплекса 1,3-дибромбензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (I) несколько выше, чем для системы 1-

бром-3-феноксибензол-а,а'-бипиридил-хлорид меди (1), что позволяет рассчитывать на значительную селективность по монозамещению.

3. Влияние природы депротонирующего агента в реакционной смеси на выход целевого соединения

Так как выбранные нами депротонирующие агенты практически не растворимы в К[,М-диметилформамиде, существовала необходимость определения параметров процесса, обеспечивающих протекание реакции в кинетической области (конверсия реагентов не зависит от скорости перемешивания, мольного отношения карбонат калия : фенол, диаметра зерна карбоната калия). Нами установлено, что необходимыми условиями протекания изучаемой реакции в кинетической области являются мольное отношение карбонат калия:фенол=1,2:1; диаметр 5 0,5 мм; скорость перемешивания > 1000 об/мин.

Природа депротонирующего агента является существенным фактором, оказывающим влияние на скорость протекания процесса. Результаты, полученные при использовании различных депротонирующих агентов, приведены в таблице 7.

Таблица 7

Влияние природы депротонирующего агента на выход 1-бром-З-феноксибензола. Мольное соотношение: фенол : 1,3-дибромбензол : депротонирующий агент : каталитическая система (хлорид меди (I)- а,а'-бипиридил) = 1:1,1:1,2:0,16. Растворитель - ДМФА : толуол (10 %), 1=140 °С,

время -2 ч.

№ Депротон ирующий Конверсия 1,3- Содержание 1-бром- Содержание 1,3-

агент дибромбензола, З-феноксибензола, % дифенок-

% сибензола,%

1 к2С03 82,73 65,75 7,38

2 к3ро4 79,15 64,35 6,21

3 Ыа2С03 53,48 44,69 3,52

Выход целевого продукта - 1-бром-З-феноксибензола в зависимости от природы депротонирующих агентов изменяется в ряду К2С03 ~ К3РО4 >ЫагСОз. Выход продукта реакции достаточно высокий при использовании фосфата калия и

карбоната калия. Следует отметить, что незначительная разница в скорости реакции в присутствии К3РО4 и К2С03 позволяет использовать более дешевый карбонат-калия без уменьшения выхода целевого продукта.

4. Влияние мольного соотношения реагентов на выход 1-бром-З-

феноксибензола и селективность реакции

Определенная концентрация реагентов в реакционной смеси является одним из факторов, влияющих на региосслективность реакции. Поэтому отработка методики проведения процесса это один из самых важных этапов работы.

4.1. Влияние мольного соотношения фенол : карбонат калия на выход 1-

бром-3-феноксибензола

Исследована зависимость выхода конечного продукта и количества побочного продукта от мольного соотношения фенол : карбонат калия.

Зависимость выхода 1-бром-З-феноксибензола и 1,3-дифеноксибензола от количества карбоната калия в реакционной массе представлена на рис. 4.

то ->

50

г? «]

20 I 10 j о!

025

0,75 1,25

кшшчестао карбоната калия по отношению к фенолу, моль

1,73

Рис. 4. Зависимость выхода 1-бром-3-феноксибензола (2) и 1,3-дифеноксибензола (1) от мольного соотношения фенол : карбонат калия.

Оптимальным для проведения данной реакции является соотношение фенол : карбонат калия=1:1,2 моль. Незначительная разница в выходе 1-бром-З-феноксибензола позволяет использовать более низкое содержание карбоната калия без существенного уменьшения выхода продукта реакции.

Значение селективности с увеличением содержания карбоната калия уменьшается. Оптимальными условиями, по нашему мнению, является количество депротонирующего агента равное 1,2 моль, так как при достаточном уровне селективности - наблюдается хороший выход целевого продукта - 1-бром-З-феноксибензола.

4.2. Влияние мольного соотношения фенол : 1,3-дибромбензол на выход 1-бром-З-феноксибензола

Одним из основных факторов, определяющих выход целевого соединения в условиях конкуренции моно- и дизамещения, является соотношение количеств исходных реагентов. Нами изучено влияние содержания 1,3-дибромбензола в реакционной массе на выход 1-бром-З-феноксибензола при неизменном количестве фенола.

Зависимость выхода 1-бром-З-феноксибензола и 1,3-дифеноксибензола от количества 1,3-дибромбензола в реакционной массе представлена на рис. 5.

0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

количество 1,3-дибромбензола на 1 моль фенола, моль

Рис. 5. Зависимость выхода 1,3-дифеноксибензола (I) и 1-бром-З-феноксибензола (2) от мольного соотношения фенол: 1,3-дибромбензол.

Таким образом, мы определили, что увеличение мольного соотношения фенол : 1,3-дибромбензол приводит к уменьшению выхода целевого продукта и увеличению количества примесей в реакционной массе Нами установлено, что для проведения данной реакции достаточно концентрации 1,3-дибромбекчола 1,1 моль, так как это

обеспечивает достаточный выход целевого соединения 65,75% и относительно низкое количество примесей 7,38%.

Так же нами изучено влияние содержания 1,3-дибромбензола на селективность и степень протекания процесса. Наибольшее значение селективности соответствует максимальному содержанию в реакционной смеси целевого соединения. При концентрации 1,1 моль наблюдаются приемлемые значения селективности и достаточно высокий выход целевого соединения.

Из результатов проведенного исследования следует, что оптимальными условиями синтеза 1-бром-З-феноксибензола являются следущие: мольное соотношение фенол : 1,3-дибромбензол : карбонат калия : каталитическая система (хлорид меди (I) - а,а'-бипиридил)=1:1,1:1,2:0,16 в среде Ы,Ы-диметилформамида с толуолом (10%). Применение данных условий позволяет получать 1-бром-З-феноксибензол в относительно мягких условиях. Время реакции сокращается до 1,52 ч, так же увеличивается селективность процесса и выход целевого соединения, появляется возможность выделять целевой продукт перегонкой в вакууме непосредственно из реакционной смеси, что исключает кислотные сточные воды и экстракцию органическим растворителем.

5. Закономерности замещения атома галогена 1Ч-нуклеофилами при

каталитической активации

Весьма актуальным является получение продуктов структурно неакгивированного нуклеофильного замещения атома галогена К-нуклеофилами. Нами исследовано аминирование 3-хлортолуола 4-метилпиперидином. При этом предсказуемым продуктом реакции является приведенный на схеме 6:

н,с

СН,

Ьдапс!ес1 шке! сотр!ех

(6)

В качестве катализатора реакции были использованы различные комплексы ацетата никеля и хлорида меди (I) с 8-хинолшюлом и а,а'-бипиридилом. Реакция проводилась в тетрагидрофуране и диметилформамиде в присутствие /-ВиОЫа/МаН

или К2С03 в качестве дегтротонирующего агента при температуре 60-70°С в течение 6 ч.

При использовании комплексов хлорида меди (I) с 8-хинолинолом и а,а'-бипиридилом реакция не протекает. Применение в качестве каталитической системы комплекса ацетата никеля с 8-хинолинолом реакция идет с образованием пяш продуктов с преобладанием целевого.

Таким образом, использование N\- катал изатора позволяет проводить аминирование галогенарилов, не содержащих электронакцепторных групп, в мягких условиях.

ВЫВОДЫ.

1. На основе данных экспериментальных и теоретических исследований сделаны заключения о факторах каталитической активации субстратов медьсодержащими агентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов О-нуклеофилами. Основной фактор воздействия каталитической активации субстратов медьсодержащими компонентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов заключается в понижении энергии НВМО субстрата и увеличение вклада в нее атома углерода - реакционного центра.

2. Выбрана эффективная каталитическая система - хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил - для активации нуклеофильного ароматического замещения атома брома в 1.3-дибромбензоле О-нуклеофилом при соотношении хлорид меди (I) - сца'-бипиридил=1:1.

3. По данным квангово-химического моделирования и результатам препаративных исследований сделано заключение об особенностях пространственною и электронного строения медьсодержащих катализаторов неактивированного нуклеофильного замещения и их комплексов с субстратом, заключающихся в значительном варьировании орбитальных характеристик при смене органических компонентов катализатора.

4. Выбраны условия проведения синтеза 1-бром-З-феноксибензола -растворитель, соотношение реагентов, состав каталитической системы -обеспечивающие максимальную региоселективность замещения одного из двух атомов брома в 1,3-дибромбензоле О-нуклеофилом; таковыми являются следущие:

мольное соотношение фенол . 1,3-дибромбензол : карбонат калия : каталитическая система= 1:1,1:1,2:0,16 моль в среде Ы^-диметилформамида с толуолом (10%).

5. Подобраны условия проведения в реакции неактивированного замещения атома хлора N-нуклеофилом в присутствии металлокомплексного катализатора -ацетата никеля-8-хинолинол, позволяющие формировать целевые структуры в мягких условиях.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Криницына Г.В., Бегунов P.C., Орлов В.Ю. Исследование закономерностей взаимодействия дигалоген-, динитро- и галогеннитробензонитрилов с N-нуклеофилами.// Региональный сб. научн. Трудов молодых ученых «Современные проблемы биологии, экологии, химии». - Ярославль, 2003. -С.163-165.

2. Криницына Г.В., Бегунов P.C., Орлов В.Ю. Введение аминогруппы в слабоактивированные ароматические системы в условиях SnAR.// Материалы Всероссийской конференции, посвященной 200-летию Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова «Актуальные проблемы биологии, экологии, химии и безопасности жизнедеятельности». - Ярославль, 2003. - С.126-131.

3. Криницына Г.В., Бегунов P.C., Орлов В.Ю. Аминирование неактивированных ароматических систем в условиях металлорганического катализа.// Тез. докл. X Междун. Научно-техн. Конференции «Наукоемкие химические технологии -2004». - Волгоград, 2004. - С. 117-119.

4. Криницына Г.В., Бегунов P.C., Орлов В.Ю. Мильто В.И. Синтез ариловых эфиров реакцией неактивированного нуклеофильного ароматического замещения.// Тез. докл. XVII Междун. Научно-техн. Конференции «Реактив -2004». - Уфа, 2004. - С. 52-53.

5. Орлов В.Ю, Криницына Г.В., Мильто В.И. Структура и электронное строение медьсодержащих каталитических комплексов в реакции нуклеофильного ароматического замещения.// Башкирский химический журнал.- 2005,- Вып. 4.-С. 121-123.

Отпечатано на ризографе

Ярославский государственный университет 150000 Ярославль, ул. Советская, 14.

IFIïo »-8220

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Закономерности синтеза функционально замещенных ариловых эфиров.

1.1. Активация связи углерод - галоген в арилгалогенидах введением в ароматическое кольцо электроноакцепторных групп.

1.1.1. Замещение по аддитивному механизму.

1.1.2. Замещение с участием анион-радикалов.

1.1.3. Факторы, влияющие на протекание реакций нуклеофильного замещения.

1.1.4. Генерация феноксид-анионов.

1.2. Каталитическая активация связи углерод-галоген в арилгалогенидах.

1.2.1. Активация связи углерод-галоген соединениями меди.

1.2.2. Активация связи углерод-галоген комплексами никеля и палладия.

1.2.3. ^-Координационная активация галогенаренов.

1.3. Условия синтеза многоядерных ариловых эфиров.

1.3.1. Синтез многоядерных нитроароматических эфиров.

1.3.2. Синтез полифениленоксидов.

2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

2.1. Исследование закономерностей синтеза 1-бром-З-феноксибензола в присутствии карбоната калия и каталитической системы.

2.2. Подбор температуры проведения реакции между 1,3-дибромбензолом и фенолом.

2.3. Влияние природы растворителя на время химической реакции.

2.4. Влияние состава и природы катализатора на протекание реакции.

2.5. Структура и факторы каталитической активации субстратов медьсодержащими компонентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов.

2.5.1. Оценка структуры изучаемых объектов неэмпирическим методом (базис 6-31 0((1,р)) и полуэмпирическим методом РМ 3.

2.5.2. Структура медьсодержащих катализаторов и их комплексов с субстратом.

2.5.3. Оценка региоселективности процесса монозамещения на основе данных квантово-химического моделирования.

2.6. Определение оптимального времени протекания химической реакции между фенолом и 1,3-дибромбензолом.

2.7. Влияние природы депротонирующего агента в реакционной смеси на выход целевого соединения.

2.8. Влияние мольного соотношения реагентов на выход на выход 1-бром-З-феноксибензола и селективность реакции.

2.8.1. Влияние мольного соотношения фенол : карбонат калия на выход целевого соединения.

2.8.2. Влияние мольного соотношения фенол : 1,3-д и бром бензол на выход 1-бром-3-феноксибензола.

2.9. Процедура выделения 1-бром-З-феноксибензола.

2.10. Неактивированное нуклеофильное ароматическое замещение атома галогена Ы-нуклеофилом.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Исходные продукты.

3.2. Методики проведения исследований.

3.3. Физико-химические методы анализа.

3.4. Квантово-химическое моделирование.

• ВЫВОДЫ.

Актуальность проблемы. Одной из задач современной органической химии является создание высокоэффективных процессов получения органических соединений ароматического характера, имеющих самые разнообразные области применения. В значительной степени решение этой задачи связано с разработкой инструментария - эффективных методов получения широкого ряда разнообразных по структуре ароматических соединений, содержащих функциональные группы различной природы.

Эффективным способом формирования полиядерных ароматических структур служит реакция ароматического нуклеофильного замещения легко уходящих, вследствие активации, функциональных групп, в том числе галогенов. Потребность расширения числа и номенклатуры функциональных групп, предназначенных для введения в целевые структуры, значительно усложняет проблему получения полифункциональных дифениловых эфиров (реакции с О-нуклеофилами), что связано с достаточно ограниченной возможностью структурной активации заместителями. Прежде всего, это относится к так называемому неактивированному ароматическому замещению, в котором используются заместители слабоакцепторного или донорного характера. Кроме того, серьезной проблемой является увеличение числа функциональных групп, как одной, так и различной структуры, с точки зрения роста количества потенциальных реакционных центров в исходных соединениях. Поэтому встает вопрос об эффективной каталитической активации нуклеофильного замещения и условиях, обеспечивающих максимальную региоселективность по одному из реакционных центров.

В настоящее время весьма востребованными продуктами являются полифениловые эфиры (в том числе, 1-фенокси-3-[3-(3-феноксифенокси)-фенокси] бензол), которые используются в качестве инсектицидов, теплоносителей, смазочных масел и гидравлических жидкостей с высокой термической и радиационной устойчивостью [1-4]. Производные дифениловых эфиров также обладают гербицидными и паразитицидными свойствами [5]. Их получение связано с применением реакции нуклеофилыюго ароматического замещения в условиях каталитической активации. Кроме того, весьма ценными являются так же продукты взаимодействия ароматических слабоактивированных заместителями галогенсодержащих субстратов с N-нуклеофилами [6-8]. Поэтому выбор пути и условий их эффективного синтеза подобных соединений является востребованной проблемой.

Настоящая работа является частью научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре общей и биоорганической химии Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова, и выполнена в соответствии с программами Минобразования РФ: "Теоретические основы синтеза, структура и свойства полифункциональных ароматических соединений"», № гос. per.: 01.200.2.01893; "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", проект «Теоретические основы получения функционализованных полиядерных ароматических соединений многоцелевого назначения», 2003-2004 г.г. и программа «Старт» проект № 4592 «Разработка и технологическое решение синтеза л/-феноксифенола».

Целью работы является:

- установление, на основе результатов экспериментальных и теоретических исследований, факторов каталитической активации субстратов в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов;

- разработка эффективной методологии и выбор условий синтеза 1-бром-3-феноксибензола реакцией нуклеофилыюго ароматического замещения в присутствии медьсодержащих катализаторов; синтез продуктов взаимодействия неактивированных галогенароматических соединений с О- и >Т-нуклеофилами.

Научная новизна.

Проведено комплексное исследование поведения каталитически активированных систем в условиях реакции нуклеофильного замещения атомов галогена О- и М-нуклеофилами.

По данным квантово-химического моделирования и результатам препаративных исследований сделано заключение об особенностях строения медьсодержащих катализаторов неактивированного нуклеофильного замещения и их комплексов с реагентом и субстратом.

На основе данных экспериментальных и теоретических исследований сделаны заключения о факторах каталитической активации субстратов медьсодержащими агентами в нуклеофильном ароматическом замещении галогенов О-нуклеофилами и выбран наиболее эффективный катализатор -хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил.

Для реакции взаимодействия 1,3-дибромбензола с фенолом в присутствии депротонирующего агента и каталитической системы хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил, приводящей к 1-бром-З-феноксибензолу, выбраны условия, обеспечивающие максимальную региоселективность по замещению одного из двух атомов брома.

Практическая значимость.

Получены данные по факторам каталитической активации процесса формирования дифенилоксидов, позволяющие разработать инструментарий подбора эффективных медьсодержащих катализаторов.

Выбраны эффективные условия синтеза 1-бром-З-феноксибензола (полупродукта при получении востребованного 1-фенокси-3-[3-(3-феноксифенокси)-фенокси]бензола - вакуумного масла) реакцией неактивированного нуклеофильного ароматического замещения, обеспечивающие высокий выход целевого соединения, селективность процесса.

Положения, выносимые на защиту:

1. Структура медьсодержащих каталитических комплексов и факторы каталитической активации субстратов в реакции нуклеофильного ароматического замещения атома галогена О-нуклеофилами.

2. Условия процесса получения 1-бром-З-феноксибензола, обеспечивающие максимальную региоселективность по замещению одного из двух атомов брома в 1,3-дибромбензоле, а так же замещение атома хлора в 3-хлортолуоле К-нуклеофилом.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Закономерности синтеза функционально замещенных ариловых эфиров

В основе получения ариловых эфиров лежит реакция нуклеофильного ароматического замещения (БмАг). Как правило, в качестве нуклеофуга выступают атомы галогена или нитрогруппа. Популярность этих уходящих групп связана, прежде всего, с доступностью соответствующих производных [9, 10] и их высокой подвижностью в реакциях нуклеофильного ароматического замещения [11]. В качестве реагентов в синтезе выступают феноксид-анионы.

Нуклеофильное ароматическое замещение до сих пор остается наиболее интенсивно развивающейся областью органической химии [10], что обусловлено как многообразием механизмов этих реакций [12], так и их большим синтетическим потенциалом [10, 13]. Основные закономерности реакции БиАт отражены в работах многих авторов [14 - 25].

В плане синтеза ариловых эфиров активацию замещения в галогенаренах можно разделить на три направления:

- введение в ароматическое кольцо электроноакцепторных групп;

- воздействие с внешней стороны на атом галогена (катализ соединениями меди), а также путем внедрения металла в связь Аг-На1 (катализ комплексами никеля и палладия);

- воздействие на тс-электронную систему молекулы.

Все перечисленные пути активации галогенаренов имеют свои особенности, поэтому необходимо более подробно осветить эти направления.

ВЫВОДЫ.

1. На основе данных экспериментальных и теоретических исследований сделаны заключения о факторах каталитической активации субстратов медьсодержащими агентами в нуклеофилыюм ароматическом замещении галогенов О-нуклеофилами. Основной фактор воздействия каталитической активации субстратов медьсодержащими компонентами в нуклеофилыюм ароматическом замещении галогенов заключается в понижении энергии НВМО субстрата и увеличение вклада в нее атома углерода - реакционного центра.

2. Выбрана эффективная каталитическая система - хлорид меди (1)-а,а'-бипиридил - для активации нуклеофильного ароматического замещения атома брома в 1.3-дибромбензоле О-нуклеофилом при соотношении хлорид меди (I) - а,а'-бипиридил=1:1.

3. По данным квантово-химического моделирования и результатам препаративных исследований сделано заключение об особенностях пространственного и электронного строения медьсодержащих катализаторов неактивированного нуклеофильного замещения и их комплексов с субстратом, заключающихся в значительном варьировании орбитальных характеристик при смене органических компонентов катализатора.

4. Выбраны условия проведения синтеза 1-бром-З-феноксибензола -растворитель, соотношение реагентов, состав каталитической системы -обеспечивающие максимальную региоселективность замещения одного из двух атомов брома в 1,3-дибромбензоле О-нуклеофилом; таковыми являются следущие: мольное соотношение фенол : 1,3-дибромбензол : карбонат калия : каталитическая система=1:1,1:1,2:0,16 моль в среде Ы^-д им етил форм ам и да с толуолом (10%).

5. Подобраны условия проведения в реакции неактивированного замещения атома хлора М-нуклеофилом в присутствии металлокомплексного катализатора - ацетата никеля-8-хинолинол, позволяющие формировать целевые структуры в мягких условиях.

1. Пат. США, кл. 260-613 №3083234. Process for preparing bis(m-phenoxy-phenyl)ether./ Sax Karl J.- Заявл. 05.02.60.;опубл. 26.03.63.

2. Франц. заявка, кл. С 07 С 43/275, С 07 С 41/14, № 2460283. Procede depreparation d'ethers diaryliques./ Soula Gerard, Lingenheld Louis.-Заявл. 3.07.79.; Опубл. 21.01.81.

3. Пат. США, кл. 252-54, (С Ют 1/20), №3499840. Chlorine derivatives ofm-diphenoxybenzene and process of preparation the reofJ Williams Albert L.- Заявл. 2.01.69.; Опубл. 10.03.70.

4. Динцес А.И., Юпочко Г.В., Турский Ю.И. Синтез полифениловыхэфиров и их эксплуатационные свойства // Нефтехимия. 1969. Т.9. № 3. С. 450.

5. Пат. США, кл. 260-609, №3098105. /Reifschneider Walter. Заявл.2706.62.; Опубл. 16.07.63.

6. Wolfe J.P., Buchwald S.L. Palladium-Catalyzed Amination of Aryl1.dides.//J.Org.Chem., 1996, 61, P. 1133.

7. Belfield A.J., Brown G.R., Foubister A.J. Recent systhetic in nucleophilicamination of benzenes.// Tetrahedron, 1999, 55, P. 11399.

8. Gradel В., Brenner E., Schneider R., and Fort Y. Nickel-catalysedamination of aryl chlorides using a dihydroimidazoline carbine ligand. // Tetrahelron Lett, 2001,42, P. 5689.

9. Bunnett J.F., Zahler R.E. Aromatic nucleophilic substitution resctions. //

10. Chem. Rev., 1951,49, P. 273.

11. Terrier F. Nucleophilic aromatic displasement: the influence of the nitro group. N.Y.: VSH Publishers, 1991, P. 460.

12. Горелик M.B., Эфрос Jl.C. Основы химии и технологии органическихсоединений. М.: Химия, 1992, С. 640.

13. Bunnett J.F.Some Novel Concepts in Aromatic Reactivity // Tetrahedron,1993, 49, №21, P. 4477.

14. Buncel E., Dust J.M., Terrier F. // Chem. Rev., 1995, 95, P. 2261.

15. Miller J. Aromatic Nucleophilic Substitution. Amsterdam: Elsevier, 1968, P. 238.

16. Власов B.M. Нуклеофильное замещение нитрогруппы, фтора и хлорав ароматических соединениях. // Успехи химии. 2003, 72, № 8, С. 764.

17. Баннет Д.Ф. Нуклеофильное замещение при ненасыщенных центрах. Теоретическая органическая химия, пер. с англ. под ред. Фейдлиной Р.Х., М. И.Л., 1963, С. 365.

18. Макоша М. Электрофильное и нуклеофильное замещение -аналогичные и взаимно дополняющие процессы. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1996^С. 531.

19. Чупахин О.Н. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1990, С. 110.

20. Van der Plas Н.С. The Sn(ANRORC) Mechanism: A New Mechanism for Nucleophililic Substitution. // Acc. Chem. Res. 1978,11, № 8, P. 462.

21. Chupakhin O.N., Charushin V.N., Van der Plas H.C. Nucleophilic aromatic substitution of hydrogen. San Diego: Academic Press, 1994, P. 367.

22. Ritchie C., Virtanen P. Cation-Anion Combination Reactions. XI. Reactions of Cations with Amines.// J. Amer. Chem. Soc. 1973, 95, № 6, P. 1882.

23. Ritchie C., Savada M. Cation-Anion Combination Reactions. 15. Rates of Nucleophilic Aromatic Substitution Reactions in Water and Methanol Solutions. //J. Amer. Chem. Soc. 1977, 99, P. 3754.

24. Артамкина Г.А., Мильченко А.Ю., Белецкая И.П. и др. // ДАН СССР.1989, 304, №3, С. 616.

25. Шейн С.М. Реакции нуклеофильного замещения в ряду ароматических соединений. //ЖВХО им. Д.И.Менделеева. 1976, 21, №3, С. 256.

26. Росси Р.А., Росси Р.Х. Ароматическое замещение по механизму SrnI.пер.с англ. М.: Мир, 1986, 302 с.

27. Грандберг И.И. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1980. - С. 463.

28. Barlin G. Nucleophilic substitution. In: Aromatic and Heteroaromatic. Chem. London: Oxford University Press, 1976,4, P. 227.

29. Ross S.D. //Prog. Phis. Org. Chem. 1963, № 1, P. 31.

30. Birch A., Hinde A., Radom L. A Theoretical Apporoach to the Birch Reduction. Structures and Stabilities of Cyclohexadienyl Anions.// J. Amer. Chem. Soc. 1980,102, № 21, P. 6430.

31. Buncel E., Campton M., Strauss M. et. al. Amsterdam: Elsevier, 1984, P. 294.

32. Роберте Д., Касерио M. Основы органической химии. Т.2.- С. 244253.

33. Шейн С.М. Участие радикальных частиц в реакциях ароматических соединений с нуклеофильными реагентами.// Изв СО АН СССР. Сер. хим. 1983, 9, №4, С. 20.

34. Шейн С.М., Иванова Т.М. Механизм реакций 2,4-динитро-галоидбензолов с диэтиловым эфиром малоновой кислоты в присутствии триэтиламина. // ЖОрХ 1969, 5, № 10, С. 1816.

35. Сосонкин И.М., Полынников Т.К., Каминский АЛ. и др. Роль электронного переноса в реакции п-нитрохлорбензола с тиофенолятами. // ЖОрХ. 1975, 11,№ 1,с. 115.

36. Glukhovtsev M.N., Bach R.D., Laiter S. Single-Step and Multistep Mechannisms of Aromatic Nucleophilic Substitution of Halobenzenesand Halonitrobenzenes with Halide Anions: Ab Inito Computational Study. // J. Org. Chem. 1997, 62, №12, P. 4036.

37. Artamkina G.A., Egorov M.P., Beletskaya I.P. Some Aspects of Anionic a-Complexes. // Chem. Rev. 1982, 82, P. 427.

38. Richand A., Manderville R.A., Buncel L. E. An Unexpected Ring Protonation in Meisenheimer Complex Formation. // J. Org. Chem. 1997, 62, №22, P. 7614.

39. Abe T., Ikegami Y. An Anion Radical Precursor in the Nucleophilic Substitution of o-Dinitrobenzene.// Bull. Chem. Soc. Japan. 1978, 51, P. 196.

40. Abe T., Ikegami Y. An Anion Radical Precursor in the Nucleophilic Substitution of p-Dinitrobenzene.// Bull. Chem. Soc. Japan. 1976, 49, P. 3227.

41. Bacaloglu R., Bunton C.A., Ortega F. Single-Electron Transfen in Aromatic Nucleophilic Substitution in Reaction of 1-Substituted 2,4-Dinitronaphthalenes with Hydroxide Ion.// J. Amer. Chem. Soc. 1988, 110, №11, P. 3512.

42. Bacaloglu R., Bunton C.A., Ortega F. et. al. Single-Electron Transfen in Aromatic Nucleophilic Substitution in Reaction of 1-Substituted 2,4-Dinitrobenzonitriles.// J. Amer. Chem. Soc. 1992, 114, №20, C. 7708.

43. Grossi L., Stazzari S. Aromatic radical anions as possible intermediates in the nucleophilic aromatic substitution (SNAr): an EPR Study.// J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1999, 2, P. 2141.

44. Fukui K., Yonezawa T., Shingu H. A Molecular Orbital Theory of Reactivity in Aromatic Hydrocarbohs. // J. Chem. Phis. 1952, 20, № 3, P. 722.

45. Устинов B.A., Плахтинский B.B., Миронов Г.С. Диангидриды ароматических тетракарбоновых кислот с простыми эфирнымисвязями.// Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 1980, 23, №9, С. 1128.

46. Абрамов И.Г., Плахтинский В.В. Ароматическое нуклеофильное замещение в межфазных системах. // Изв. Вузов. Химия и хим. технология. 2002,45, № 1, С. 3.

47. Гаммет Л. Основы физической органической химии, пер. с англ. под ред. Эфроса Л.С. М.: Мир, 1972,354 с.

48. Литвак В.В., Шейн С.М. Нуклеофильное замещение в ароматическомряду. LUI. Влияние растворителей и макроциклических эфиров на константу скорости реакции п-нитробромбензола с фенолятом калия. //ЖОрХ. 1976, 12, № 8, С. 1723.

49. Dixon I., Bruise Т. a-Effect.V. Kinetic and Thermodynamic Nature of the a-Effect for Amine Nucleophiles. // J. Amer. Chem. Soc. 1972, 94, № 6, P. 2052.

50. Паркер А.Д. Скорости реакций бимолекулярного замещения в диполярных апротонных растворителях. // Успехи химии. 1971, 40, №12, С. 2203.

51. Паркер А.Д. Влияние сольватации на свойства анионов в диполярных апротонных растворителях. // Успехи химии. 1963, 32, № 10, 1270.

52. Паркер А.Д. Применение диполярных апротонных растворителей в органической химии. Успехи органической химии. Т.5/ Пер. с англ. под ред. И.П.Кнуняица. М, Мир. 1968, С. 316.

53. Педерсон К.Д., Фрешдорф Х.К. Макроциклические эфиры и их комплексы. // Успехи химии. 1973,42, № 3, С. 492.

54. Tufano M.D. Патент 4287372 США. Изобр. в СССР и за рубежом. 1982, 11,(57), ч.Н.

55. Тадатоси X., Хосало Ё. Заявка 53-90230 Япония. РЖХим. 1979, 13П133П.

56. Канинский П.С. и др. Тез. докл. Всесоюзн. конф. Молодых ученых «Современные проблемы органического синтеза», Иркутск, 1988|, 47.

57. Boer T.I., Dirks I.P. In: The Chemistry of the Nitro and Nitroso groups. Ed. FenerH. 1969, ch.8.

58. Bartoli G., Todesco P.E. //Acc. Chem. Pres. 1977, 10, P. 125.

59. Beck J.R. // Tetrahedron. 1978, 34, №14, p. 2057.

60. Takekoshi Т. Патент 4202993 США. РЖХим. 1981, 2H117П.

61. Takekoshi T., Kochanowski J.E., Manello J.S., Webber M.J. J. // Polym. Sci. 1985, 2, №6, P. 1759.

62. Meyers R.A. Патент 3965125 США. РЖХим. 1977, 8Н152П.

63. Williams F.J., Brent A.D. Патент 4257953 США. РЖХим. 1982, ЗН144П.

64. Williams F.J., Donahue P.E. Reactions of Phenoxides with Nitro- and Halo-Substituted Phthalimides. //J. Org. Chem. 1977,42, № 21, P. 3414.

65. Whito D.M., Takekoshi T., Williams F.J. // J. Polym. Sci. 1981, 19, № 7, P. 1635.

66. Heath D.R., Takekoshi Т. Патент 3879428 США. РЖХим. 1976, 4Н140П.

67. Williams F.J. Патент 4017511 США. РЖХим. 1978, 5Н233П.

68. Sawyer J.S., Schmittlig E.A., Palkowitz J.A., Smith W.Y. Synthesis of Diaryl Ethers, Diaryl Thioethers, and Diarylamines Mediated by Potassium Fluoride Alumina and 18-Crown-6: Expansion of Scope and Utility. // J. Org. Chem. 1998, 43, № 18, P. 6338.

69. Heath D.R., Wirth J.G. Патент 3869499 США. РЖХим. 1975, 23Н202П.

70. Heath D.R., Wirth J.G. Патент 3763210 США. РЖХим. 1974, 18Н217П.

71. Relies H.M., Johnson D.S. Патент 4054577 США. РЖХим. 1978, 11Н117П

72. Johnson D.S., Relies H.M. Патент 4020069 США. РЖХим. 1978, 4Н160П.

73. Заявка 2200125 Великобритания. РЖХим. 1989, 7Т314П.

74. Дорогов М.В., Деревягин Л.А., Буданов Н.А. и др. Синтез монозамещенных многоядерных фенолов с нитрофеноксильным фрагментом. //ЖОрХ. 1998, 34, № 5, С. 696.

75. Шевелев С.А., Дутов М.Д., Вацадзе И.А. и др. Замещение нитрогрупп в 1,3,5-тринитробензоле под действием фенолов. Общий способ получения 3,5-динитрофенидариловых эфиров и диариловых эфиров 5-нитрорезорцина. // Изв. АН Сер. хим. 1995, № 11, С. 393.

76. Shevelev S.A., Dutov M.V., Vatsadze I.A. et al. Mendeleev Commun. 1995, P. 1576.

77. Shevelev S.A., Dutov M.V., Vatsadze I.A. et al. Reaction of 1,3,5-Trinitrobenzene with Phenols: Synthesis of 3,5-Dinitrophenyl Aryl Ethers. //MendeleevCommun. 1995, P. 157.

78. Rusanov A.L., Komarova L.G., Sheveleva T.S. et al. // React. & Funct. Polym. 1996, 36, P. 279.

79. Ullmann F., Sponagel P. Ueber Phenyl-chrysofluoren. // Ber. 1905, P. 2214.

80. Ullmann F., Sponagel P. Ueber Phenylinung von Phenolen. // Lieb. Ann.1906, P. 103.

81. Дорогов M.B., Абрамов И.Г., Красовская Г.Г. и др. // Изв. Вузов. Химия и хим. технология. 1999, 42, № 6, С. 67.

82. Канинский П.С., Абрамов И.Г., Ясинский О.А. и др. Замещение нитрогруппы в 4-нитрофталлонитриле с использованием системы фенол-карбонат металла в качестве нуклеофила. // ЖОрХ. 1992, 28, С.1232.

83. Ullmann F. Ueber eine neue Bildungsweise von Diphenylaminderivaten.// Ber. 1903,36В, №2, P. 2382.

84. Goldberg S. Hydrolysis of Substituted o-Chlorobenzoic Acids. The Mechanism of the Reaction between o-Halogen benzoic Acids and Nucleophilic Reagents.//J. Chem. Soc. 1952, № 12,P.4368.

85. Mayer W., Fikentscher R. Uber die nucleophile Substitution des Halogensin o-brom-benzoesouren.//Ber. 1958, 9IB, № 8, P. 1536.

86. ИГейн C.M., Литвак В.В. Кинетика и механизм катализируемых соединениями меди реакций ароматического нуклеофильного замещения атомов галогенов. // ЖВХО им. Д.И.Менделеева. 1976, 21, №3, С. 274.

87. Weingarten H. Mechanism of the Ullmann Condensation. // J. Org. Chem.1964, 29, №12, P. 3624.

88. Литвак B.B., Штейнгарц В.Д. // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. 1983, №4, С. 59.

89. Несмеянов А.Н. Методы элементоорганической химии. М.: Наука, 1974, № 1, С. 11.

90. Шейн С.М., Кондратов С.А., Чумак В.Т. Тез. Докл. IV Междунар. Симпоз. по гомогенному катализу. Л. 1984, № 1, С. 309.

91. Lindley J. Copper assisted nucleophilic substitution of aryl halogen. // Tetrahedron. 1984, 40, № 9, P. 1433.

92. Cohen T., Tirpak J.Rapid Room-temperature Ullman-type couplings and of activated aryl Halides in homogeneous solutions containing copper (I) ions. // Tetrahedron Lett. 1975, № 2, P. 143.

93. Cohen Т., Lewin A., Cristea J. Copper (I)-Induced Reductive Degalogenation, Hydrolysis, or Coupling of Some Aryl and Vinyl Halides at Romm Temperature. // J. Org. Chem. 1975,40, № 25, P. 3649.

94. Штейнгарц В.Д. Ароматическое нуклеофильное замещение. // Соросовский образовательный журнал, №8,1996. С. 51.

95. Вайнштейн Ф.М., Томиленко Е.И., Шилов Е.А. Каталитический эффект солей одновалентной меди при нуклеофильном обмене галогенов органических соединений в водных растворах.// ДАН СССР. 1966,170, № 30, С. 1077.

96. Вайнштейн Ф.М., Томиленко Е.И., Шилов Е.А. Исследование обменаброма и хлора в галогензамещенных бензолкарбоновых кислотах при действии аммиака в присутствии закисной меди. // Кинетика и катализ. 1969, 10, С. 777.

97. Томиленко Е.И., Вайнштейн Ф.М. О нуклеофильном обмене галогенов в галогенбензолкарбоновых кислотах.// Укр. хим. журн. 1973, 39, №1, С. 52.

98. Чумак В.Т., Шейн С.М. Механизмы реакций и структура органических соединений. Киев: Наукова думка, 1984, С. 139.

99. Чумак В.Т., Шейн С.М. Образование продуктов прямого аминирования в каталитической реакции 1-хлорантрахинона с аммиаком. // Кинетика и катализ. 1984, 26, № 6, С. 1473.

100. Мороз А.А., Шварцберг М.С. Эфирная конденсация Ульмана. // Успехи химии. 1974, 43, № 7, С. 1446.

101. Cassar L., Ferrara S., Foa M. // Adv. Chem. Series. 1974, 132, P. 252.

102. Wolfe J.P., Tomori H., Sadighi J.P., Yin J., Buchwald S.L. Simple, Efficient Catalyst System for the Palladium-Catalyzed Amination of Aryl Chlorides, Bromides, and Triflates. // J.Org. Chem., 2000, 65, P.l 158.

103. Reddy Nagavelli Prabhakar, Tanaka Masato Palladium-Catalyzed Amination of Aryl Chlorides. // Tetrahelron Lett, 1997, 38, 27, P.4807.

104. Белецкая М.П., Бессмертных А.Г., Мишечкин Р.А., Гиляр P. Pd-катализируемое аминирование дигалогенбензолов. // Известия РАН, 1998, 7, С. 1456.

105. Wolfe J.P., Wagaw S., Buchwald S.L. An Improved Catalyst System for Aromatic Carbon-Nitrogen Bond Formation: The Possible Involvement of Bis(Phosphine) Palladium Complexes as Key Intermediates.// J. Amer. Chem. Soc., 1996,118, P. 7215.

106. Guram A.S., Buchwald S.L. Palladium-Catalyzed Aromatic Aminations with in Situ Generated Aminostannanes // J. Amer. Chem. Soc., 1994, 116, P. 7901.

107. Aranyos A., Old D.W., Kiyomori A., Wolfe J.P., Buchwald S.L. Novel Electron-Rich Bulky Phosphine Ligands Facilitate the Palladium-Catalyzed Preparation of Diaryl Ethers // J. Amer. Chem. Soc., 1997, 119, P. 4369.

108. Кожевников И.В. Комплексы Pd (I) в координационной химии и катализе. // Успехи химии. 1983, 52, № 2, С. 206.

109. Heck R.F. // Adv. Catal. 1977, № 1, P. 323.

110. Шварцберг M.C. Замещение галогена в ароматических и гетероароматических циклах как метод синтеза ацетиленовых производных.// Изв. СО АН СССР. Сер. хим. 1983, 9, № 4, С. 98.

111. Cassar L. // J. Organomet. Chem. 1975, 93, № 3, P. 253.

112. Alper H. Adv. // J. Organomet. Chem. 1981,19, № 1, P. 1.

113. Foa M., Francalanei F., Beneini E., Gardano A. // J. Organomet. Chem. 1985, 285, P. 293.

114. Бумагин H.A., Пономарев А.Б., Белецкая И.П. Кросс-сочетание терминальных ацетиленов с органическими галогенидами в каталитической системе RsN-CuJ-Pd.// Изв. АН СССР. Сер. хим. 1984, 7, С. 1561.

115. Milstein D., Stille J. Palladium-Catalyzed Coupling of Tetraorganotin Compounds with Aryl and Benzyl Halides. Synthetic Utility and Mechanism. // J. Amer. Chem. Soc. 1979,170, P. 4992.

116. Bumagin N.A., Kalinovskii I.O., Beletskaya LP. // J. Organomet. Chem. 1984,267, № 1,P. 1.

117. Sekiya A., Ishikawa N. // J. Organomet. Chem. 1976, 118, № 3, P. 349.

118. Foa M., Santi R., Garavaglia F. // J. Organomet. Chem. 1981, 206, № 1,P. 29.

119. Cramer R., Coulson D. Nicel-Catalyzed Displacement Reactions of Aryl Halides. //J. Org. Chem. 1975,40, № 16, P. 2267.

120. Волькенау H.A. Методы элементоорганической химии, под ред. Несмеянова А.Н., Кочеткова К.А. М.: Наука, 1976, С. 127.

121. Горюнов Л.И., Иванников М.В., Олейник И.И. и др. Информ. Бюлл. РФФИ. 1996, 4, № 3, С. 273.

122. Nichols В., Whiting М.С. The Organic Chemistry of the Transition Elements. Part I. Tricarbonylchromium Derivatives of aromatic Compounds. // J. Chem. Soc. 1959, P. 551.

123. Rosea S.J., Rosea S. // Rev. Chem. (R.S.R.). 1974, 25, P. 461.

124. Knipe A.S., Mc Ginnes S.J., Watts W.J. A Kinetic Study of the Mechanisms of SnAt Reactions of Neutral and Cationic Metal-complexed Halogenoarenes with Methoxide Ion.// J. Chem. Soc. Perkin Trans II. 1981, P. 193.

125. WhitingM.C. //Chem. Week. 1963, 59, P. 121.

126. Astruc D. Organo-ion complexes of aromatic compounds applications in Synthesis. // Tetrahedron. 1983, 39, P. 4028.

127. Jaouen G., Tehissambou L., Dabard R/Chem. Res. 1972, 274, P. 654.

128. Патент 3225071 США. Chem. Abstr. 1966, 64, C. 6694.

129. Harris R.L. // J. Organomet. Chem. 1986, 299, P. 105.

130. Кун П.П., Литвак В.В., Штейнгарц В.Д. Ареновые комплексы переходных металлов в реакциях с нуклеофильными реагентами. VIII. Трансанулярное влияние заместителей на константы диссоциации бисаренхром карбоновых кислот. // ЖОрХ. 1984, 20, С. 759.

131. Несмеянов А.Н., Волькенау Н.А., Исаева Л.С. и др. Сравнительная подверженность хлора в шести- и пятичленном кольце арен-циклопентадиенилжелеза. // ДАН СССР. 1968, 183, С. 834.

132. Eberson I. Catalysis by electron Transfer in organic chemistry.// J. Molecular. Catalysis. 1983, 20, P. 27.

133. Литвак В.В., Олейник И.И., Кун П.П. и др. Тез. Докл. Всесоюз. Конф. «Ароматическое нуклеофильное замещение». Новосибирск, 1982,С. 15.

134. Brown D.A. Molecular-orbital Theory of Organometallic Compounds Part IV. Substitution Reactions of Tricarbonylbenzenechromium. // J. Chem. Soc. 1963, P. 4389.

135. Литвак B.B., Филатова Л.С., Селиванова Г.А. и др. Ареновые комплексы переходных металлов в реакциях с нуклеофильными реагентами. II. Взаимодействия катионов (я-арен)-(я-циклопентадиенил) железа с метилатом натрия. // ЖОрХ. 1980, 16, С. 342.

136. Mangini A., Taddei F. // Inorg.t:him. Acta. 1968,2, P. 8.

137. Fitcher J.L., Mc Glinchey M.J. The Question of Participation in the Bonding of Fluorosubstituteul Arenes to Chromium Tricarbonyl. A 19F Nuclear Magnetic Resonance Investigation.// Canad. J. Chem. 1975, 53, P. 1525.

138. Pietra F. Mechanisms for Nucleophilic and Photonucleophilic Aromatic Substitution Reactions.// Quant. Rev. 1969, 23, P. 504.

139. Khand I.U., Pauson P.L., Watts W.E. Dienyl Complexes of Transition Metals. Part I. The Addition of Hydride to Methyl-substituted Arenecyclopentadienyliron Cations. III. Chem. Soc. 1968, P. 2257.

140. Williams F.V., Donahue P.E. Reaction of Thiophenoxides with Nitro-and Halo-Substituted Phthalimide Derivatives. // J. Org. Chem. 1978, 43, № 2, P. 250.

141. Табацкая A.A., Сутула В.Д., Власов В.М. Термодинамическая кислотность 1-нафтолов в диметилсульфоксиде. // ЖОрХ. 1987, 23, С.2202.

142. Laucius V.F., Spiegleur L. Патент 3422154 США. РЖХим. 1970, 2Н145П.

143. Юкихиро Й и др. Заявка 61-194050 Япония. РЖХим. 1988, ЗН82П

144. Кэйсабуро Я. И др. Заявка 61-200947 Япония. РЖХим. 1988, 2Н113П.

145. Юкихиро Й. И др. Заявка 62-70347 Япония. РЖХим. 1988, 8Н146П.

146. Кэйсабуро Я. И др. Заявка 61-271259 Япония. РЖХим. 1988, 7Н125П.

147. Hammann W.C., Schisla R.M. Synthesis of Seven New Phenoxyphenoxybiphenyls.// J. Chem. end Eng. Data. 1972, 17, № 1, C. 110.

148. Williams A.L., Kinney R.E., Bridger R.F. Solvent-Assisted Ullmann Ether Synthesis. Reactions of Dihydric Phenols //J. Org. Chern. 1967, 32, P. 2501.

149. Мильто В.И., Орлов В.Ю., Миронов Г.С. Закономерности синтеза ариловых эфиров реакцией неактивированного нуклеофильного ароматического замещения. // Кинетика и катализ, 2003, 44, № 6, С. 817.

150. Irick Gether Jr., Hawkins Gany F. Патент 3487114 США. РЖХим. 1970, 23Н172П.

151. Whangbo M., Wolfe S.// Isr.J.Chem. 1980, 20. P.36.

152. Whangbo M., Schlegel H., Wolfe S. Molecular Orbitals from Group Orbitals 3. Quantitative Perturbational Molecular Orbital Analysis of ab Initio SCF-MO Wave Functions. // J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, № 5, P. 1296.

153. А.И.Русаков, А.В.Никифоров, О.А.Ясинский и др. Описание механизма реакции нуклеофильного замещения атома хлора в 4-нитрохлорбензоле с помощью теории ВМО.// Изв. вузов. Хим. и хим. техн.- 1990, 33, №7, С. 29.

154. Русаков А.И., Ясинский О.А., Плахтинский В.В. Нуклеофильное замещение хлора и нитрогруппы в ряду дибензтиофен-5,5'диоксида // Изв. вузов. Сер. хим. и хим. технол. 1989. Т. 32. Вып. 9. С. 31

155. Русаков А.И., Ясинский О.А., Плахтинский В.В. // Тезисы докладов конференции «Ароматическое нуклеофильное замещение». Новосибирск, 1989. С. 80.

156. Sax K.J., Saari W.S., Mahoney C.L. Gordon J.M. Preparation and infrared absorption spectra of some phenyl ethers.// J. Org. Chem. 1960, 25, №9, P. 1590.

157. Гольберт K.A., Вигдергауз M.C. Курс газовой хроматографии. М.: Химия, 1979, С. 376.