Техника безопасности, экология
При использовании в процессах диметил- или диэтилсульфата необходимо обеспечить герметичность аппаратуры и не допускать их разлива, т. к. эти реагенты являются мутагенами и весьма токсичны. Галогеналкилы часто обладают лакриматорными свойствами. При попадании алкилирующих агентов на кожу необходимо смыть их спиртом и затем раствором соды.
В производстве барбитуратов при получении этилата натрия происходит выделение водорода. Поэтому все оборудование должно быть установлено в пожаро- и взрывобезопасном исполнении. Сброс водорода проводят через трубу, выведенную на крышу здания. Для предотвращения образования гремучей смеси труба оканчивается гравийным фильтром или свечой. При работе с металлическим натрием необходимо предусмотреть меры по предотвращению его соприкосновения с водой. При возгорании необходимо тушить пожар песочным огнетушителем. Эти работы проводят в отделении цеха, отгороженного от основных помещений капитальной стенкой.
Растворители, использующиеся при проведении реакций алкилирования, как правило, регенерируют. Кубовые остатки, если они не содержат галогенорганики, сжигают. Кислые и щелочные водные стоки отправляют на станцию нейтрализации и затем на биоочистку.
2.2.2. Реакции нуклеофилов с соединениями,
СОДЕРЖАЩИМИ КРАТНЫЕ СВЯЗИ C=O, C=N, C=S, С=С
Обзор реакций, механизм взаимодействия, кинетика процессов, реагенты, их реакционная способность, примеры использования реакций в медицинской промышленности и основном органическом синтезе. Получение аспирина, нафтизина, прокаина (новокаина), прокаинамида, нитрофурановых препаратов.
В синтезе лекарственных препаратов широко используются реакции этерификации, гидролиза сложных эфиров, ацилирования аминов и фенолов, образования азометинов и гидразонов, а также реакции присоединения нуклеофилов по нитрильной и гетероалленовой группировке. Этот тип реакций лежит в основе процессов гетероциклизации, в которых происходит внутримолекулярное ацилирование или внутримолекулярное присоединение к нитрильной или кетогруппе.
2.2.2.1. Обзор реакций, их кинетика и механизм
Как уже отмечалось, рассмотренные в данном разделе реакции отличаются большим разнообразием:
ацилирование аминов, гидразинов, спиртов и фенолов:
синтез азометинов, гидразонов и оксимов:
присоединение нуклеофилов к карбонильной группе:
присоединение нуклеофилов к нитрильной группе:
присоединение нуклеофилов к гетероалленовым группировкам с получением производных мочевины, тиомочевины, тиокарбаминовых кислот:
Реакции, как правило, являются основно- или кислотно-каталитическими.
Механизм реакций. В кислотно-каталитическом процессе первой стадией является протонирование гетероатома, имеющего наивысшую электронную плотность. На второй стадии происходит присоединение основания ВН по двойной связи, третья стадия – отщепление протона и уходящей группировки. Рассмотрим это на примере реакции этерификации (ВН = R1OH):
С помощью меченых атомов показано, что при гидролизе сложных эфиров атом кислорода уходит вместе с алкильной группой.
При основном катализе на первой стадии происходит присоединение основания по кратной связи. Это можно рассмотреть на примере образования азометинов (BH = R2NH-H):
Амин выступает в роли основного катализатора, лимитирующей стадией процесса является отщепление. В ряде случаев реакция останавливается на этой стадии. При общем кислотном или основном катализе уравнение кинетики бимолекулярной реакции включает в себя каталитическую константу и суммарную концентрацию всех сопряженных кислот. При образовании циангидринов и бисульфитных производных кислотный или основный катализ отсутствует.