2-氰基-N-邻甲苯乙酰胺的合成路线有哪些?
基本信息:
中文名称
2-氰基-N-邻甲苯乙酰胺
英文名称
2-cyano-N-(2-methylphenyl)acetamide
英文别名
cyano-acetic
acid
o-toluidideCyanacet-o-toluididCyan-essigsaeure-o-toluidid2-Cyano-N-o-tolyl-acetamideMalonsaeure-o-toluidid-nitril
CAS号
59736-34-4
合成路线:
1.通过氰乙酸和邻甲苯胺合成2-氰基-N-邻甲苯乙酰胺,收率约95%;
2.通过氰乙酸乙酯和邻甲苯胺合成2-氰基-N-邻甲苯乙酰胺,收率约48%;
更多路线和参考文献可参考http://baike.molbase.cn/cidian/1483072
1.先甲苯取代成对硝基甲苯
2.对硝基甲苯还原成对氨基甲苯
3.对氨基甲苯与乙酐反应,保护氨基,生成对甲基乙酰苯胺
4.对甲基乙酰苯胺与高锰酸钾(H+)反应,将甲基氧化成-COOH
5.再将产物在酸性介质中(H2SO4),加热,与乙醇反应
6.将5得到的产物在酸性介质或碱性介质中水解,得到对氨基苯甲酸乙酯
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(1)邻、对位位定位基 一般来说它们是供电子基(卤素除外),为致活基团,可以通过p-π共轭效应或+I效应向苯环提供电子,使苯环上电子云密度增加,尤其在邻、对位上增加较多。因此取代基主要进入邻、对位。
① 甲基 甲苯中的甲基碳原子为sp3杂化,苯环中碳原子为sp2杂化,sp3杂化的碳原子的电负性弱于sp2杂化的碳原子,因此甲基可通过+I效应向苯环提供电子。同时甲基的三个C—Hσ键与苯环的π键有很小程度的重叠,形成σ-π共轭体系(也称超共轭体系),σ-π共轭体系产生的超共轭效应使C—H键σ电子云向苯环转移。显然,甲基的+I效应和σ-π超共轭效应均使苯环上电子云密度增加,由于电子共轭传递的结果,使甲基的邻、对位上增加的较多。所以,甲苯的亲电取代反应不仅比苯容易,而且主要发生在甲基的邻位和对位。
② 羟基 羟基是一个较强的邻、对位定位基。由于羟基中氧的电负性比碳的电负性强,对苯环表现出吸电子诱导效应(-I),使苯环电子云密度降低。但又由于羟基氧原子上p轨道上的未共用电子对可以与苯环上的π电子云形成p-π共轭体系,使氧原子上的电子云向苯环转移。由于给电子的共轭效应(+C)大于吸电子的诱导效应(-I),所以总的结果羟基使苯环电子云密度增加,尤其是邻、对位增加较多,所以亲电取代反应时,苯酚比苯更为容易,而且取代基主要进入羟基的邻位和对位。
其它与苯环相连的带有未共用电子对的基团,如 等对苯环的电子效应与羟基类似。
③ 卤素 卤素对苯环具有吸电子诱导效应(-I)和供电子p-π共轭效应(+C),由于-I强于+C,总的结果使苯环电子云密度降低,所以卤素对苯环上亲电取代反应有致钝作用,为致钝基团,亲电取代比苯困难。但当亲电试剂进攻苯环时,动态共轭效应起主导作用,供电子的共轭效应(+C)又使卤素的邻位和对位电子云密度高于间位,因此邻、对位产物为主要产物。
(2)间位定位基 间位定位基均是吸电子基,为致钝基团,它们通过吸电子诱导效应和吸电子共轭效应使苯环电子云密度降低,尤其是邻、对位降低的更多,所以亲电取代主要发生在电子云密度相对较高的间位,而且取代比苯困难。
硝基是一个间位定位基,它与苯环相连时,因氮原子的电负性比碳大,所以对苯环具有吸电子诱导效应(-I);同时硝基中的氮氧双键与苯环的大π键形成π-π共轭体系,使苯环上的电子云向着电负性大的氮原子和氧原子方向流动(-C)。两种电子效应作用方向一致,均使苯环上电子云密度降低,尤其是硝基的邻、对位降低的更多。因此,硝基不仅使苯环钝化,亲电取代反应比苯困难,而且主要得到间位产物。
其它间位定位基,如氰基、羧基、羰基、磺酸基等对苯环也具有类似硝基的电子效应。
曲线在下方,代表反应活化能低,更容易亲电取代
m是对间位取代,op是邻对位取代
以下物质编号与题目顺序不一致
1.苯甲醚
甲氧基,比较强的邻对位活化基团,并且环上电子整体密度增大,哪个位置的反应活性都强于苯,所以苯在最上面,活化能最高,是图四
2.氰苯
氰基,比较强的间位致钝基团,环上整体电子密度下降,哪个位置反应活性都弱于苯环,苯的曲线在最下面,间位定位,间位电子密度强于邻对位,所以,紧接着在苯环曲线上面的是m曲线,是图三
3.溴苯
溴原子,弱的邻对位致钝基团,环上整体电子密度下降,哪个位置反应活性都弱于苯环,苯的曲线在最下面,邻对位定位,间位电子密度低于邻对位,所以紧接着在苯环曲线上面的是op曲线,是图一
4.甲苯
甲基,弱的邻对位活化基团,有点不同的地方是,环上并非整体电子密度都上升,间位的电子密度稍稍下降了一点点,所以间位活性是弱于苯环的,m曲线在苯环上方,而op曲线在苯环下方,是图二