Реа́кция Кнёвена́геля — химическая реакция , заключающаяся в конденсации альдегидов или кетонов в присутствии оснований с соединениями, содержащими активные метиленовые группы.

Реакция названа в честь немецкого химика Эмиля Кнёвенагеля .

Механизм реакции

Данная реакция является модификацией известной реакции Перкина и имеет сходный с ней механизм. Первая часть реакции протекает по механизму нуклеофильного присоединения : основания (первичные или вторичные амины ) отщепляют протон от активной метиленовой группы. Образовавшийся карбанион реагирует с карбонильной группой альдегида или кетона, в результате чего выделяется молекула воды (поэтому реакцию иногда называют « Конденсация Кнёвенагеля ») . В качестве продуктов обычно образуются α,β-сопряжённые .

Активная метиленовая группа обычно присутствует в следующих формах :

• Z-CH ₂ -Z или Z-CHR-Z, например диэтилмалонат , кислота Мельдрума , этилацетоацетат , малоновая кислота или циануксусная кислота .
• Z-CHR ₁ R ₂ , например нитрометан .

Z — электроноакцепторная функциональная группа, достаточно сильная для облегчения депротонирования даже в присутствии слабого основания. Использование в качестве катализатора сильного основания нежелательно, поскольку это приведёт к самоконденсации альдегида или кетона.

Реакция Кнёвенагеля как промежуточный шаг входит в такие реакции как « », « » и « ». Благодаря этой реакции было открыто боевое отравляющее вещество — газ Сирень .

Область применения

Яркий пример реакции Кнёвенагеля — реакция 2-метокси бензальдегида 1 с N',N-диэтилбарбитуровой кислотой 2 в этаноле , в присутствии пиперидина в качестве основания . Образовавшийся в результате реакции енон 3 — это комплекс с переносом заряда.

Конденсация Кнёвенагеля — ключевой шаг в промышленном производстве противомалярийного препарата люмефантрина (компонент ) :

В результате реакции получается смесь E- и Z-изомеров в соотношении 50:50, но, поскольку оба изомера быстро переходят один в другой через спирт, в конечном итоге всё же удаётся получить более стабильный Z-изомер.

В качестве примера многокомпонентной реакции можно указать микроволновой синтез из циклогексанона , и :

Синтез Дебнера

Синтез Дебнера является модификацией реакции Кнёвенагеля и заключается в конденсации альдегидов с малоновой кислотой в присутствии пиридина или пиперидина . В результате такой реакции происходит дополнительный шаг — декарбоксилирование . Например, в результате реакции между акролеином и малоновой кислотой в присутствии пиридина образуется транс −2,4-пентадиеновая кислота у которой остаётся всего одна карбоксильная группа :

Реакция Вейса-Кука

Реакция Вейса-Кука представляет собой синтез цис-бицикло[3.3.0]октан-3,7-дионов с использованием сложных эфиров ацетондикарбоновой кислоты и α-дикарбонильных соединений. Реакция происходит по тому же механизму, что и реакция Кнёвенагеля :

См. также

• Альдольная конденсация

Примечания

Литература

• А. Серрей. Справочник по органическим реакциям / пер. с англ. М. Н. Ефимова, О. Н. Камышан и Э. М. Бамдас ; под редакцией и с дополнениями докт. хим. наук Н. С. Вульфсона . — 2-е издание, уточнённое и дополненное. — М. : Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1962. — 300 с. — 25 000 экз.