Влияние строения бифенилкарбоновых кислот на скорость и региоселективность их нитрования
Диссертация
Кроме практической значимости не менее важен и теоретический аспект данной работы. В предыдущих разработках в данной области отмечается, что механизм нитрования бифенилкарбоновых кислот не может быть описан с классических позиций, а ряд гипотез о протекании реакции со временем показали свою умозрительность и некорректность. На основании квантовохимических и кинетических данных уточнен механизм… Читать ещё >
Содержание
- 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Сырьевые источники и методы получения бифенилкарбоновых кислот
- 1. 2. Активная частица нитрования
- 1. 3. Влияние условий проведения реакции на процесс нитрования
- 1. 4. Особенности пространственного строения производных бифенила
- 1. 5. Реакционная способность бифенила и региоселективность его нитрования
- 1. 6. Обоснование необычной региоселективности нитрования бифенилкарбоновых кислот
- 2. ХИМИЧЕСКАЯ ЧАСТ
- 2. 1. Кинетика реакции нитрования
- 2. 1. 1. Выбор экспериментальных условий
- 2. 1. 2. Влияние начального соотношения уксусной и азотной кислот на скорость реакции нитрования
- 2. 1. 3. Нитрование различных субстратов в среде уксусной кислоты
- 2. 1. 4. Нитрование в присутствии диоксана
- 2. 1. 5. Нитрование 3,4-БФКК водной азотной кислотой
- 2. 2. Квантовохимические расчеты реакции нитрования бифенила и его карбоксипроизводных
- 2. 3. Механизм нитрования бифенилкарбоновых кислот
- 2. 4. Практическая ценность результатов работы
- 2. 4. 1. Схема получения мономеров для гомополиконденсации на основе 3,4-БФДКК
- 2. 4. 2. Синтез 2' и 4'-нитро-3,4-бифенилдикарбоновых кислот и 4'-амино-3,4-бифенилдикарбоновой кислоты
- 2. 4. 3. Получение продуктов на основе нитропроизводных
- 2. 1. Кинетика реакции нитрования
- 3. 1. Исходные вещества
- 3. 2. Методики синтеза реактивов и полупродуктов
- 3. 3. Кинетические исследования
- 3. 4. Статистическая обработка результатов эксперимента
- 3. 5. Поиск а-комплексов и переходных состояний при квантовохимическом расчете процесса нитрования
- 3. 6. Методики анализа
- 3. 6. 1. Потенциометрическое титрование
- 3. 6. 2. Хроматографический анализ
- 3. 6. 3. ИК-спектроскопия
- 3. 6. 4. ПМР-спектроскопия
- 3. 6. 5. Масс-спектроскопия
- 3. 7. Идентификация синтезированных соединений и реактивов
Список литературы
- Бюллер К.-У. Тепло и термостойкие полимеры: Пер. с нем. / Под ред. Я. С. Выгодского.- М: Химия, 1984, — 1056 с.
- Синтез и свойства полиимидов на основе аминоарилфталевых кислот / Г. И. Носова, М. М. Котон, В. К. Лаврентьев и др. // Высокомолекулярные соединения.-т. (А) 34, № 2.- 1992.-С.7−13.
- Авт. свид. 833 948 (1981), СССР / Андриевский A.M., Поплавский А. Н., Дюмаев K.M.- Нитрозамещенные бифенил-2-карбоновой кислоты промежуточные продукты в синтезе красных и желтых пигментов — Опубл. в Б.И., 1981, № 20 с. 101.
- Авт. свид. 763 407 СССР / Андриевский A.M., Сидоренко E.H., Поплавский А. Н. и др.- Водонерастворимые моноазокрасители фенантридонового ряда для поливинилхлорида Опубл. в Б.И., 1980, № 34 с. 135.
- Авт. свид. 811 766 (1981), СССР / Андриевский A.M., Поплавский А. Н., Дюмаев K.M.- Нитропроизводные фенантридона как акцепторы для электрофотографических слоев и способ их получения Опубл. в Б.И., 1983, № 5 с. 283.
- Мигачев Г. И., Андриевский A.M., Докунихин Н. С. Реакции циклизации в ряду производных дифеновой кислоты. V. Нитрование дифеновой кислоты // Ж. орг. хим.- т. ХУ, вып. 12, — 1979.-С.2508−2513.
- Мигачев Г. И. Исследования в ряду орто-замещенных бифенила. I. Нитрование бифенил-2-карбоновой кислоты и химические свойства ее нитрозаме-щенных // Ж. орг. хим.- 1979.- T. XV, вып.З.- С.567−572.
- Колобов А.В. Изучение региоселективности реакции нитрования 2-бифенилкарбоновой кислоты: Дис. канд. хим. наук Ярославль, 1995.- 99 с.-Библиогр.: с. 94−99.
- Колобов A.B., Кофанов Е. Р. Региоселективный синтез нитробифенил-2-карбоновых кислот // Промышленность нефтехимии Ярославского региона: Тез докл. научн.-техн. конф., Ярославль, дек. 1994-Ярославль 1994 С. 83.
- Региоселективность реакции мононитрования 2-бифенилкарбоновой кислоты / А. В. Колобов, Г. Г. Красовская, Е. Р. Кофанов, К. Л. Овчинников // Известия вузов. Сер. Химия и хим. технология, — 1996-Т.39, вып. 1−2-С.92−93.
- Андриевский А.М., Поплавский А. Н., Дюмаев K.M. Синтез полинитроза-мещенных 2-карбоксибифенила // Ж. орг. хим.- 1984 Т.20, вып. 6 — С.1314−1318.
- Исследования в области синтеза поликарбоновых кислот бифенила. I. Синтез бифенил-3,4-дикарбоновой кислоты жидкофазным окислением 3,4-диметилбифенила / Г. Н. Кошель, Т. Б. Крестинина, Ю. Е. Шапиро и др.// Ж. орг. хим.- T. XXIV, вып.7.- 1988.-С. 1499−1504.
- Мигачев Г. И., Грехова Н. Г., Докунихин Н. С. Реакции циклизации в ряду производных дифеновой кислоты. III. Синтез нитрозамещенных флуоренон-4-карбоновой кислоты и изучение их химических свойств // Ж. орг. хим.-1978 вып.14 — С. 2380.
- Мигачев Г. И., Кошель Т. Н. Синтез гетероциклических соединений ряда фенантридона на основе бифенилкарбоновых кислот / Сб. науч. трудов. Синтез на основе продуктов нефтехимии Новосибирск: Наука, 1990 — С.41−53.
- Синтез циклогексилзамещенных моно- и полиметилбензолов / С. Г. Кошель, Н. В. Лебедева, Э. К. Рудаковский и др.//Известия вузов. Сер. Химия и хим. технология 1996,-Т.39, вып.4−5-С.172−175.
- Кошель С.Г., Лебедева Н. В., Рудковский Э. К. Жидкофазное каталитическое окисление 3,4-диметилбифенила // «Фарберовские чтения-96»: Тез. докл. I Науч.-техн. конф., Ярославль октябрь 1996 г.-Ярославль 1996.-С.27−28.
- Кошель С.Г., Лебедева Н. В., Рудковский Э. К. Получение циклогексилзамещенных моно- и полиметилбензолов и синтезы на их основе //
- Фарберовские чтения-96″: Тез. докл. I Науч.-техн. конф., Яроблавль октябрь 1996 г.-Ярославль.- 1996,-С.28−29.
- Новые перспективные методы синтеза поликарбоновых кислот бифенила / Г. Н. Кошель, С. Г. Кошель, Э. К. Рудковский и др.// «Фарберовские чтения-96»: Тез. докл. I Науч.-техн. конф., Ярославль октябрь 1996 г.- Ярославль-1996.- С.31−32.
- Кошель С.Г., Мигачев Г. И. Синтез 6(5Н)-фенантридинона и его производных из доступного нефтехимического сырья // «Фарберовские чтения-96″: Тез. докл. I Науч.-техн. конф., Ярославль октябрь 1996 г.-Ярославль.- 1996-С.83.
- Hey D.H., Leonard J.A., Rees C.W. A Novel intermolekular Nucleophilic displacement // J. Chem. Soc.- 1962.- Vol.84, No 11.- P.4579−4584.
- Синтез ароматических углеводородов. Новый метод синтеза углеводородов ряда флуорена / Р. Я. Левина, В. Р. Скварченко, Л. А. Червонева и др.// Доклады АН СССР.- 1958.- Т. 118, № 5.- С.938−941.
- A simple approach to the synthesis of fluoren-9-ones / Ramana M.M.V., Potnis Prashant V.// Synth. Commun.-1995.- 25, № 11.- С. 1751−1760.
- Бумагин H.A., Сафаров Ф. С., Белецкая И. П., Катализируемое палладием моноарилирование 1,4-дибромбензола в синтезе 4-н-алкокси-4'-цианобифенилов // Докл. АН (Россия).- 1993, — 332, No 1- С.48−49.
- Синтез органических препаратов. Сборник I // Пер. с англ. / Под ред. Б. А. Казанского.-М.: Иностр. лит., 1949.-С.209−211.
- Органикум /Пер. с нем.: В 2-х т. Т. 2.- М.: Мир, 1992.- 474 с.
- Ингольд К. Теоретические основы органической химии // Пер. с англ. / Под ред. И. П. Белецкой.- М.: Мир, 1973- 1056 с.
- Moodie R.B., Schofield К. and Yoshida Т. Electrophilic Aromatic Substitution. Part XIV. Kinetics of Nitration of Some Aromatic Sulphonic Acids in Sulphuric Acid/ J. Chem. Soc., Perkin Trans. II 1975.- P.788−792.
- Moodie R.B., Schofield K. and Taylor P.G. Electrophilic Aromatic Substitution. Part 21. Rate Constant for Formation of Nitronium Ion in Aqueous Sulphuric, Perchloric, and Methanesulphonic Acids / J. Chem. Soc., Perkin Trans. II 1979-P.133−136.
- Lewis R.J. and Moodie R.B. The Nitration of Styrenes by Nitric Acid in Di-chlorometane / J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1997 — P.563−567. •
- Haylands K.A. and Moodie R.B. The Reaction of 3-substituted Oxetanes with Nitric Acid in Dichlorometane / J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1997 — P.709−714.
- Фойер Г. Химия нитро- и нитрозогрупп М.:"Мир», — 1973.
- Craccio L.L., Marcus R.A. Kinetic Studies of Nitration with Nitronium Fluoroborate // J. Am. Chem. Soc.- 1962.- Vol. 84 P 1838−1841.
- Kuhn S.J., Olah G.A. Aromatic Substitution. Friedel-Crafts Type Nitration of Aromatics // J. Am. Chem. Soc.- 1961.- Vol. 83, № 22.- P. 4564−4571.
- Olah George A., Narang Subhash C. Recent Preparative And Mechanistic Aspects of Electrophilic Aromatic Nitration // Chemia Stosowana 1981.- T. XXV, № 3, — P. 329−344.
- Borlwell F.G., Garbisch E.W. Nitration with Acetyl Nitrate. I. The Nitration of the Nitrating Agent and the Mechanism of Reaction with Simple Alkenes. // J. Am. Chem. Soc.- I960.- Vol.82., № 14.- P.3588−3598.
- Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ.-З изд.- JI.: Химия.- 1981.- 311 с.
- Эфрос Л.С., Горелик М. В. Химия и технология производства промежуточных продуктов.- Л.: Химия, 1979 544 с.
- Hartshorn S.R., Schofield К. Some Aspects of Recent Work on Nitration // Progress in Org. Chem.- 1973.- Vol. 8.- P. 278−313.
- Taylor R. The orto: para Ratio in the Nitration of Biphenil // J. Chem. Soc., (B) Physic. Org.- 1966.- № 8.- P. 727−733.
- Ujhidy A., Repasy O., Takacs J. The Competitive Nitration of Some Aromatic Compounds // Acta chimica Academia scientiarum hungaricae 1971- T.69, № 3.- P. 349−359.
- Moodie R.B., and Stephens R.J. Electrophilic Aromatic Substitution. Part 33. Kinetic and Products of Aromatic Nitrations in Solutions of Dinitrogen Pentaoxide in Nitric Acid / J. Chem. Soc., Perkin Trans. II 1987.- P. 1059−1064.
- Moodie R.B., Sanderson A.J., and Willmer R. Electrophilic Aromatic Substitution. Part 36. Kinetics of Aromatic Nitrations in Solutions of Dinitrogen Pentaoxide and of Nitronium Salts in Nitric Acid / J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2−1990-P.833−836.
- Lewis R.J. and Moodie R.B. Nitration of Styrenes by Dinitrogen Pentaoxide in Dichloromethane / J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2- 1996 -P.1315−1320.
- Bakke J.M., Svensen H. and Ranes E. The Reaction Mechanism of the Nitration of Pyridine Compounds by N205-NaHS03 / J. Chem. Soc., Perkin Trans. 21 998 P.2477−2481.
- Halverson K., Melander L. The Nitration of Anysol // Arkiv. Kemi 1957 — № 11.-P.77.
- Norman R.O.C., Radda G.K. The orto: para Ratio in Aromatic Substitution. Part 1. The Nitration of Methyl Ether//J. Chem. Soc.- 1961.-№ 7.-P.3030−3037.
- De La Mare P.B., Ridd G.J. Aromatic Substitution, Nitration and Halogena-tion, Academic Press, New York, 1959 P.76.
- Фиалков Ю.Я. Растворитель как средство управления химическим процессом— Л.: Химия, 1990 240 с.
- Coombes R.G., Moodie R.B., Schofield К. Electrophilic Aromatic Substitution. Part I. The Nitration of Some Reactive Aromatic Compounds in Concentrated Sulphuric and Perchloric Acids // J. Chem. Soc. (B) Physic Org. Chem 1968 — № 7.- P. 800−804.
- Качурин О.И., Величко Л. И. Нитрование фенантрена в системах Cu(N03)2 Ас20 и HN03 — Ас20 // Ж. Общ. хим.- 1989.- Т.59 — Вып. 12.- С. 2766−2771.
- Coombes R.G., Golding J.G. The Nitration of Biphenil by the Nitronium Ion // Tetrahedron Letters.- 1976,-№ 10.-P.771−774.
- Taylor R. Electrophilic Aromatic Substitution VII. The Effect of Nitrosation on the Orto: Para-Ratio in Nitration of Biphenil // Tetrahedron Letters 1972 — № 18 — P1755−1757.
- Billing C.J., Norman R.O.C. The orto: para Ratio in Aromatic Substitution. Part IV. The Nitration ofBiphenyl//J. Chem. Soc.- 1961.-P.3885−3888.
- Buck K.R., Thompson R.S. The Nitration of Biphenyl // Chem. and Ind-1962,-P. 822.
- Coombes R.G., Russell L.W. Electrophilic Aromatic Substitution. Part VIII. Isomer Ratios and Assignment of Mechanism in Aromatic Nitration. o-Xylene and Biphenyl // J. Chem. Soc., (B) Physic. Org., № 12.- 1971.- P.2443−2447.
- Baker R, Bott R.W., Eaborn C. Aromatic Reactivity. Part XXIV. The Relative Reactivities of the 2- and 4- Position ofBiphenyl // J. Chem. Soc 1963- P.2136−2139.
- Яновская Л.А. Современные теоретические основы органической химии.-М.: Химия, 1978.-360 с.
- J.H.Ridd in «Studies on Chemical Structure and Reactivity», ed. J.H.Ridd, Methuen, London.- 1966.- P. 133.
- Ouellette R.J., Williams S.H. // J. Am. Chem. Soc.- 1971.- № 93.- P. 466.
- Wilk I, J. // J. Mol. Struct.- 1968.- № 2.- P. 420.
- Хэммонд Дж., Хаусорон M. Пространственные факторы при реакции замещения в ароматических соединениях // Пространственные эффекты в органической химии: Пер. с англ. / Под ред. А. Н. Несмеянова.- М.: Изд-во иностр. лит., I960.-Гл. 3-С. 174−211.
- Особенности строения и взаимодействия молекул нитробифенилкарбо-новых кислот / Е. Г. Попова, Р. Р. Шифрина, Л. А. Четкина и др. // Журн. физ. хим.- 1989 Т.63.-№ 12 — С.3265−3271.
- Зарайский А.П. Структурные факторы и реакционная способность бифе-нила // Успехи химии.- 1978, — T. XLVII, вып.5.- С.847−858.
- Потапов В.М. Стереохимия.-М.: Химия, 1988.-464 с.
- Реакционная способность и ориентация в дифениле и его нитропроизвод-ных / Г. П. Шарнин, И. Е. Мойсак, Е. Е. Грязин и Др.//Изв. ВУЗов. Сер. Химия и хим. технол.- 1969.- Т 12, № 7.- с.907−910.
- Ronlan A., Coleman J., Hammerich О. and Parker V.D. J. Am. Chem. Soc-1974.-96, p. 845.
- Dannley R.L., Sternfeld M. Free Radical Aromatic Substitution. IV. The Reaction of Acil Peroxides with benzotrihalides // J. Am. Chem. Soc- 1954-Vol.76, No 18 P.4543−4546.
- Реакции циклизации в ряду производных дифеновой кислоты. IV. Изучение реакции нитрования 2,6-бифенилдикарбоновой кислоты и восстановления ее нитропроизводных / Г. И. Мигачев, Л. В. Еременко, Я. Г. Урман и др. // Ж. орг. хим.- 1979.-Т.15, вып.7.-С.1491−1498.
- Докунихин Н.С., Родионова Г. Н., Мигачев Г. И. Инфракрасные спектры дифеновой кислоты и ее производных // Ж. физ. хим.- 1977.- вып. 14 С. 279.
- Спектры ЯМР Н и С бифенил-2-карбоновой кислоты. / Н. А. Буданов, А. В. Колобов, А. И. Русаков и др. // Изв. Вузов. Химия и хим. технология-1991.-Т.34, вып. 8.-С. 18−24. .
- De Tar D.F. Computer Programs for Chemistry.// N.Y.: Benjamin W.A.-1968, Vol.1, P. 10−53.
- Минкин В.И., Симкин Б. Я., Миняев P.M. Квантовая химия органических соединений. Механизмы реакций-М.: Химия, 1986. 248 с.
- Кинетика мононитрования бифенил-2-карбоновой кислоты / А. В. Колобов, А. В. Соколов, Г. Г. Красовская и др. // Кинетика и катализ-1997.-Т.38, № 3,-С.367−370.
- Механизм нитрования бифенил-2-карбоновой кислоты / А. В. Колобов, Е. Р. Кофанов, Н. А. Буданов и др. // Промышленность нефтехимии Ярославского региона: Тез докл: научн.-техн. конф., Ярославль, дек. 1994 Ярославль 1994.-С. 82.
- А.с. 1 740 373 СССР. Способ получения 4-нитро-М-метилфталимида / М. В. Дорогов, А. Л. Хохлев, В. В. Плахтинский и др. Заявлено 23.02.90- Зарегистрировано 15.02.92.- ДСП.
- Пат.- 2 044 726 РФ. Способ получения 4-нитро-Гч-метилфталимида / М. В. Дорогов, Л. В. Радько, В. М. Иванова и др. Заявлено 02.12.92- Зарегистрировано 27.09.95.
- Serfaty I.W. Engineering thermoplastics: properties and applications / Ed. by Margolis G.M.- N.Y.: L., 1985.- 451 p.
- Serfaty I.W. Polyimides: Synthesis, characterization and applications. V. l / Ed. by Mittal K.L.- N.Y.: L., 1984, — 254 p.
- Eastmond G., Paprotny J. Scope in the synthesis and properties of poly (ether imide) s // Reactive and Functional Polymers 1996 — № 30 — p. 27−41 (англ.).
- Гордон А., Форд P. Спутник химика / Пер. с англ. Е. Л. Розенберга, СИ. Коппель М.: Мир, 1976.-541 с. m+ * *.000--компания — й — ASINEX, Ltd1. АСИНЭКС4Nr /*
- Тел.(095) 190−3000, Факс (095) 190−1213 Phone (+7 095) 190−7960, Fax (+7 095) 190−12 131. АКТ ИСПЫТАНИЙ