ы, например /г-нитрофенилацетат. По аналогии со схемой (12.8) можно постулировать, что механизм такого процесса включает присоединение аминогруппы рфира к бензальдегиду, давая способный к внутримолекуляр

ному катализу аддукт:

(12.10)

Ph-CH

4 CHR

\QT-C ФЬСНО + NH2CHRC02H

0

Хотя некоторые детали предложенного механизма остаются еще под сомнением, аналогия между механизмами (12.8) и (12.10) очевидна; то же можно сказать и о каталитическом эффекте.

12.2.3. Нуклеофилы с каталитически активной группой

Эффективный катализ может реализоваться в ходе такой последовательности превращений: сначала происходит нуклео-фильное сочетание с группой субстрата, содержащего второй нуклеофил, затем идет внутримолекулярная (каталитическая) реакция субстрата со свободным нуклеофилом и, наконец, происходит распад комплекса с образованием продуктов и регенерацией нуклеофила.

Превращение фенилглиоксаля в миндальную кислоту высокоспецифично ускоряется катализатором, который присоединяется к альдегидной группе и тем самым облегчает перенос гидрида, необходимый для протекания внутримолекулярной окислительно-восстановительной реакции. Одним из лучших катализаторов является 2-диметиламиномеркаптоэтанол. Смесь этил-меркаптана и диэтиламина или триэтиламина катализирует эту реакцию значительно менее эффективно [7]. При проведении реакции в оксиде дейтерия в продуктах реакции не содержится связанного с углеродом дейтерия, что указывает на внутримолекулярный характер стадии гидридного переноса. При проведении реакции при 0°С в метаноле можно выделить аддукт катализатора и субстрата, который не содержит свободной меркап-тогруппы. Этот результат показывает, что меркаптогруппа этого бифункционального (амбидентного) катализатора присоединяется к субстрату. На основании этих данных предложен механизм процесса (разд. 8.3.9). В протекающих по сходным механизмам ферментативных процессах (гл. 8) функцию бифункционального катализатора выполняет кофермент глутатион.

Катализируемый моноанионом пирокатехина гидролиз фе-нилхлорацетата можно рассматривать как другой пример образования ковалентного комплекса [8]. В этом случае моноанион пирокатехина действует как эффективный бифункциональный» катализатор (гл. 11). В ходе гидролиза фенилмонохлорацетата промежуточный продукт легко распадается, причем скорость распада выше общей скорости гидролиза, так как промежуточный продукт обладает новым общекислотным или общеосновным катализатором. Отсутствие каталитической активности у ?фенола, о-метоксифенола, резорцина или гидрохинона находится а соответствии с представленным ниже механизмом:

(12.11)

Промежуточный продукт реакции удается выделить в индивидуальном виде, когда исходный сложный эфир содержит очень хорошую уходящую группу.

Изучая сходную реакцию — взаимодействие гс-нитрофенил-лцетата с о-меркаптобензойной кислотой, — можно следить непосредственно за каждой стадией процесса. Дианион о-меркаптобензойной кислоты реагирует с эфиром с образованием тио-.аспирина. Последний затем гидролизуется, давая ацетат-ион и регенерируя о-меркаптобензойную кислоту. Эти две стадии определяют общий катализ гидролиза сложного эфира под действием о-меркаптобензоат-дианиона, причем скоростьлимити-рующей является вторая стадия. Если катализ моноанионом пирокатехина включает нуклеофильную атаку с последующим внутримолекулярным общим основным катализом под действием фенольного аниона, то катализ дианионом о-меркаптобензойной кислоты включает нуклеофильную атаку с последующим внутримолекулярным катализом под действием о-карбоксилат-«иона, как и при гидролизе аспирина -(гл. 10):

с=ю

(12.12)

Медленный гидролиз промежуточного тиоаспирина делает процесс (12.12) сравнительно малоэффективным.

12.2.4. Электрофилы с каталитически активной группой

По аналогии с нуклеофильными реакциями легко протекающая электрофильная реакция, сопровождаемая второй (каталитической) реакцией под влиянием функциональной группы в исходном электрофиле, и, наконец, распадом на конечные продукты с регенерацией электрофила, должна также приводить к каталитическому действию.

Электрофил 8-хинолинборная кислота в диметилформамиде, содержащем воду и коллидин, катализирует гидролиз хлорэта-нола и З-хлор-1-пропанола [9]. В отсутствие 8-хинолинборной кислоты гидролиз хлорэтанола идет медленно, и при этом гли-коли не получаются. В присутствии катализатора спиртовые группы обоих субстратов не взаимодействуют с образованием циклических продуктов. Этот факт легко объяснить образованием сложных эфиров данных спиртов с производным борной кислоты. С этим предположением согласуется эффект ингибиро-вания рассматриваемой каталитической реакции водой и эти-ленгликолем. Гидролиз сопровождается инверсией конфигурации, что исключает непосредственное участие в гидролизе третичного амина, которое должно приводить в итоге к сохранению конфигурации вследствие двух последовательных инверсий. Эти результаты не противоречат механизму каталитического гидролиза, в котором 8-хинолинборная кислота