Пинаконы

Пинаконы — тетразамещенные этан-1,2-диолы общей формулы R₂C(OH)-С(OH)R₂, простейший представитель — пинакон (тетраметилэтан-1,2-диол), давший название этому классу виц-диолов^[1].

Пинаконы — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в этаноле и хлороформе и плохо растворимые в воде. Пинаконы образуют ассоциаты с водой и из водных растворов часто кристаллизуются в виде гидратов, так, пинакон при кристаллизации из горячей воды выпадает в виде гексагидрата (пинаконгидрата).

Реакционная способность сходна с реакционной способностью третичных спиртов — они алкилируются, восстанавливаются йодистоводородной кислотой и т. п.

Специфической особенностью пинаконов являются реакции с перестройкой углеродного скелета.

Так, при нагревании пинаконы способны разлагаться с разрывом центральной связи на кетон и вторичный спирт, в случае бензпинакона (тетрафенилэтан-1,2-диола) такое разложение происходит уже при температуре плавления:

Ph₂C(OH)-С(OH)Ph₂ ${\displaystyle \to }$ Ph₂CO + Ph₂CHOH

Под действием сильных кислот пинаконы претерпевают перегруппировку типа Вагнера-Меервейна в кетоны (пинаколины) с миграцией одного из заместителей (пинаколиновая перегруппировка):

Исторически первым методом синтеза пинаконов является конденсация кетонов при их одноэлектронном восстановлении, идущая через промежуточное образование анион-радикальных интермедиатов — кетилов, эта реакция является классическим методом синтеза пинаконов и в настоящее время:

Восстановление кетонов в пинаконы производят в апротонных неполярных растворителях (бензол, толуол, тетрагидрофуран), используя в качестве восстановителей двухвалентные металлы либо амальгамы магния^[2] и алюминия, так как использование двухвалентных металлов повышает выходы пинаконов за счет координации двух кетильных анион-радикалов у катиона металла.

Специфическим методом синтеза ароматических пинаконов является фотохимическое восстановление диарилкетонов изопропанолом под действием ультрафиолетового излучения, в случае бензофенона выходы бензпинакона составляют 93-95 %^[3]:

2 Ph₂CO + (CH₃)₂CHOH ${\displaystyle \to }$ Ph₂C(OH)-C(OH)Ph₂ + (CH₃)₂CO

Другой метод синтеза пинаконов — взаимодействие реактивов Гриньяра с α-дикетонами или легкодоступными сложными эфирами щавелевой кислоты. При использовании α-дикетонов образуются пинаконы с различными заместителями у спиртовых атомов углерода:

RCO-COR + R¹MgHal ${\displaystyle \to }$ RR¹C(OH)-C(OH)RR¹ ,

в случае использования алкилоксалатов образуются пинаконы с одинаковыми заместителями у спиртовых атомов углерода:

ROCO-COOR + R¹MgHal ${\displaystyle \to }$ R¹₂C(OH)-C(OH)R¹₂

Пинаконы также могут быть синтезированы из тетраалкилэтиленов — как прямым окислением:

RR¹C=CRR¹ + [O] + H₂O ${\displaystyle \to }$ RR¹C(OH)-C(OH)RR¹ ,

так и галогенированием с последующим гидролизом тетраалкилдигалогенэтанов:

RR¹C=CRR¹ + Br₂ ${\displaystyle \to }$ RR¹CBr-CBrRR¹

RR¹CBr-CBrRR¹ + 2 OH^- ${\displaystyle \to }$ RR¹C(OH)-C(OH)RR¹ + 2 Br^-