Odvolací reakce

Appellova reakce  je metoda syntézy alkylchloridů a alkylbromidů z alkoholů , když interagují s chloridem uhličitým nebo bromidem uhličitým a trifenylfosfinem :

V případě sekundárních alkoholů je reakce doprovázena změnou konfigurace karbinolového centra.

Zaveden do syntetické praxe v 70. letech 20. století Rolfem Appelem [1] .

Mechanismus reakce

Appelova reakce je založena na halogenofilní reakci fosfinu s tetrahalomethanem. V prvním stupni dochází k nukleofilní substituci na atomu halogenu tetrahalomethanu trichlormethylové nebo tribrommethylové skupiny za vzniku karbaniontu fosfinem 1 a vzniká adukt  , pseudofosfoniová sůl 2 . Trihalogenmethylkarbanion deprotonuje alkohol za vzniku haloformy 3 , načež je halogen pseudofosfoniové soli 4 nukleofilně nahrazen alkoholátovým aniontem za vzniku soli 5 .

V poslední fázi dochází k nukleofilnímu ataku halogenidového iontu na uhlík pseudofosfoniové soli 5 , zatímco nukleofilní substituce vedoucí k eliminaci fosfinoxidu 7 a vzniku alkylhalogenidu 6 probíhá mechanismem S N 2 , což způsobuje inverzi konfigurace na karbinolovém uhlíku:

Hnací silou poslední fáze reakce je tvorba fosfinoxidu, který je velmi dobrou odstupující skupinou díky své stabilitě a vysoké (~544 kJ/mol) energii tvorby vazby P=O.

Použitelnost a úpravy

Hlavní výhodou Appellovy reakce jsou mírnost a neutrální podmínky, které umožňují nahrazení hydroxylu halogenem v alkoholech citlivých na kyseliny: například přeměna geraniolu na geranylchlorid působením chlorovodíku, thionylchloridu nebo fosforu . chloridů vede k izomerizaci a tvorbě obtížně separovatelné směsi geranyl- a linalylchloridu, Appellova reakce tyto nedostatky postrádá. Hlavní nevýhodou Appellovy reakce je nutnost oddělovat cílový produkt od vznikajícího fosfinoxidu ve stechiometrických množstvích, „drsné“ separační metody, například destilace při dostatečně vysokých teplotách, mohou vést k izomerizaci nebo racemizaci tepelně labilních halogenidů, a vícenásobná rekrystalizace může vést  ke ztrátám cílového produktu [2] .

Klasická verze Appelovy reakce používá chlorid uhličitý nebo tetrabrommethan v kombinaci s komerčně dostupným trifenylfosfinem , zatímco trifenylfosfin se přidává do roztoku alkoholu v tetrachlormethanu (nebo roztoku alkoholu a chloridu uhličitého v inertním rozpouštědle); toto pořadí reakce umožňuje zavést pseudofosfoniovou sůl Ph 3 P + Hal•Hal 3 C - tak jak vzniká a zamezit její další disproporcionaci vedoucí ke snížení výtěžku alkylhalogenidu [2] :

Separace trifenylfosfinoxidu se provádí jeho vysrážením z reakční směsi vhodným rozpouštědlem, v případě nepolárních alkylhalogenidů n- pentanem .

Výtěžky v této variantě reakce jsou vysoké až téměř kvantitativní (75 % pro chlor a až 97 % pro bromderiváty).

Použití alifatických fosfinů (jako je tributylfosfin ), které jsou více nukleofilní než trifenylfosfin, umožňuje provedení reakce za mírnějších podmínek.

Poznámky

1. ↑ Appell, Rolf. Terciární fosfan/tetrachlormethan, univerzální činidlo pro chloraci, dehydrataci a vazbu PN (anglicky)  // Angewandte Chemie International Edition v angličtině  : časopis. - 1975. - Sv. 14 , č. 12 . - S. 801-811 . — ISSN 1521-3773 . - doi : 10.1002/anie.197508011 .  
2. ↑ 1 2 Jose G. Calzada, John Hooz . Geranylchlorid. Organické syntézy, Coll. sv. 6, str. 634 (1988); sv. 54, str. 63 (1974).  (anglicky)  (nedostupný odkaz) . Získáno 13. března 2013. Archivováno z originálu 9. října 2012.