2.1.5.2. Реакции гидроксиалкилирования
Реакции гидроксиалкилирования нашли широкое применение в производстве мономеров, полимеров, а также триарилметановых красителей.
В общем виде взаимодействие альдегида или кетона с ареном представлено на следующей схеме:
Атакующей электрофильной частицей является карбокатион. Его образование наблюдается при протонировании атома кислорода карбонильной группы альдегида или кетона:
На первой стадии реакции получается бензиловый спирт, который на второй стадии легко дает новый карбокатион, атакующий вторую молекулу арена, при этом образуется диарилметан.
В качестве антисептического средства для наружного применения используют бриллиантовый зеленый, синтез которого представлен на схеме:
При взаимодействии бензальдегида с диэтиланилином в присутствии серной кислоты образуется бесцветное лейкосоединение, окисление которого с переводом основания в оксалат дает краситель. Реакция бензальдегида в тех же условиях с диметиланилином приводит к получению красителя малахитовый зеленый. Из бензальдегида и фенола получают гидрокситриарилметановый краситель – фуксин, который также обладает антисептическими свойствами и используется для наружного применения. Из пиридин-2-аля и фенола с последующим ацилированием лейкооснования уксусным ангидридом синтезируют препарат бисакодил, обладающий слабительным действием.
Наиболее крупнотоннажным производством (более 2 млн т), в котором используется реакция гидроксиметилирования, является получение фенолформальдегидных смол. Поликонденсацией фенола и формалина в щелочной среде получают резолы (термореактивные смолы), которые отверждаются при нагревании, давая сетчатый полимер:
Также крупнотоннажным продуктом (более ста тысяч тонн) является мономер для получения эпоксидных смол дифенилолпропан (диан). Это соединение получают реакцией фенола и ацетона в присутствии смолы КУ-2 при 90 оС:
В качестве промежуточного продукта в синтезе полиуретанов используют ди-(4-аминофенил)метан. Реакцию ведут в присутствии HCl при 70 – 100 оС.
2.1.5.3. Реакции хлоралкилирования
Введение в ароматическое ядро -хлоралкильных остатков называют реакциями хлоралкилирования. Наибольшее значение имеет реакция хлорметилирования.
Реагенты. В отдельных случаях используют водный раствор формальдегида – формалин. Лучшие результаты получены при использовании тримера формальдегида – триоксана или параформа с невысокой молекулярной массой.
Кроме того, в этой реакции могут быть использованы хлорметиловый и дихлорметиловый эфир – ClCH2OCH3 , ClCH2OCH2Cl.
Катализаторы. В качестве катализаторов используют кислоты Льюиса – ZnCl2, AlCl3. Чаще всего сухой HCl является и реагентом и катализатором. Реакции, как правило, ведут в апротонных растворителях – дихлорэтане, хлорбензоле или трихлорэтилене.
Механизм реакции. Так же как и при гидроксиметилировании, в две стадии образуется бензильный карбокатион. Однако при наличии анионов хлора быстро происходит образование хлорметильных производных. Эти процессы представлены на следующей схеме:
В отличие от реакций С-алкилирования, чувствительность к влиянию заместителей существенно выше ( = - 5). Введение хлорметильной группы, обладающей слабыми электроноакцепторными свойствами, приводит к большей региоселективности этой реакции. К крупнотоннажным производствам относится получение хлорметилированного полистирола, который используют в качестве промежуточного продукта в синтезе анионитов. Реакцию проводят в растворе полистирола и параформа в дихлорэтане. Пропускают ток сухого хлороводорода, полученный продукт направляют на промывку и далее на взаимодействие с аминами.
В медицинской промышленности реакция хлорметилирования используется при получении препаратов папаверин и дротаверин (но-шпа). Вератрол (в случае папаверина) или о-диэтоксибензол растворяют в дихлорэтане или трихлорэтилене, добавляют параформ и пропускают ток сухого HCl. Для предотвращения образования производных дифенилметана избыток хлороводорода должен быть не менее 3 молей.
Процесс ведут при температуре 40 – 50 оС, т. к. в результате реакции выделяется вода, используют эмалированную аппаратуру.
Полученный продукт обладает лакриматорными свойствами, потому его направляют без выделения на стадию цианирования.