Подробная программа лекций и комментарии к первой части курса (1126144), страница 7
Текст из файла (страница 7)
2) Конденсация ацетона Н-катионитах принагревании. 3) При конденсации ацетона в кислой среде выход очень умеренный, т.к. побочнообразуется форон и мезитилен. Однако студенту 3 курса разрешается указать такие условия:ацетон, Н+ → →окись мезитила.Синтез халконов из бензальдегида и кетонов. Трудно остановить р-цию на стадии АК!ОЧЕНЬ ВАЖНО ДЛЯ РЕШЕНЯ ЗАДАЧ – уметь распознать из каких фрагментов сделанпродукт кротоновой или альдольной конденсации. Разрезать по С=С, приписать к одномуиз С два Н, а к другому - =О. Для продукта АК – провести ретросинтез.НАПРАВЛЕННАЯ АК.Чтобы генерировать чистый енолят из карбонильного соединения, используемое основаниедолжно быть на 5 и более единиц pK более сильным чем образующийся енолят (то естьpK(основание) >> pK(карбонильное соединение).
Если основности сравнимы, то енолят в системебудет сосуществовать с исходным карбонильным соединением, что неминуемо приведет ксамоконденсации. Даже при использовании очень сильных оснований, депротонирование ведутпри низкой температуре, чтобы дополнительно подавить самоконденсацию.Ацетон + EtONa→ только 0,01% енолята в равновесии, что приводит к быстрой самоконденсации.Ацетон + LDA, -78оС, ТГФ (или подобные металлирующие агенты, например NaNH2, KH,(Me3Si)2NNa, но не BuLi!) → 100% енолята (при обратном порядке прибавления – кетондобавляют в охлажденный раствор или суспензию основания).ГЛАВНАЯ ИДЕЯ НАПРАВЛЕННОЙ АК – получить заранее 100% енолята и использовать его, какметиленовую компоненту в АК.Не будет смеси 4 продуктов! Выходы целевых продуктов очень высокие!Присоединение енолята идет быстрее, чем переметаллирование!Нет элиминирования с образованием продукта кротоновой конденсации.Можно проводить направленную АК для системы кетон + кетон.Для получение енолята из кетона следует брать симм.
кетон. Если брать несимм. кетон – то ондолжен енолизоваться однозначно.Можно было бы сделать енолят из альдегида, тогда он становится метиленовой компонентой вконденсации с кетоном (такая комбинация невозможна в "классическом" варианте АК!).НО ЕСТЬ ПРОБЛЕМА: Еноляты из альдегидов легко конденсируются со своим же исходнымоальдегидом даже при -78 С.
НЕЖЕЛАТЕЛЬНО ДЕЛАТЬ ЕНОЛЯТЫ ИЗ АЛЬДЕГИДОВ ДЛЯНАПРАВЛЕННОЙ АК!Как решить проблему? Сделать из альдегида основание Шиффа, например с MeNH2. Из него сLDA при -78С, ТГФ сделать Li- производное – азотистый аналог Li-енолята СH2=CH – NLiMe. Ономенее реакционноспособно и не вступает в конденсацию с исходных имином. Далее его вводят вконденсацию с КС (например, с кетоном), гидролизуют иминогруппу в Н+, → получают продуктнаправленной АК.КАКИЕ ЕЩЕ эквиваленты енолятов существуют?Si- или B- эфиры енолов, Например: СН2=СН-О-SiMe3 или СН2=СН-О-BEt2Si- или В- эфиры енолов легко получить из RСНО + Me3SiCl или R2BOTf в присутствииоснования, например, триэтиламина.Для конденсации с силиловым эфиром НУЖЕН ОБЯЗАТЕЛЬНО КАТАЛИЗАТОР – кислотаЛьюиса (например, TiCl4, ZnCl2, CeCl3).
Данный вариант кислотно-катализируемойнаправленной альдольной конденсации (альдольная реакция Мукаямы) чрезвычайнопопулярен в современном органическом синтезе.СИЛИЛОВЫЕ ЭФИРЫ ЕНОЛОВ можно алкилировать (в присутствии TiCl4!!!) по атому С нетолько алкилгалогенидами, активными в SN2 реакциях, но и такими, как t-BuCl (активен только вSN1!) или неопентилхлорид (малоактивен в SN2 и SN1) Примеры.ЕНАМИНЫ и их использование в синтезе (знать всем!).Енамины – сильные нуклеофилы. Почему? Это – аналоги енолятов по реакционной способности.Пояснить с помощью предельных (резонансных структур. Их можно алкилировать по Салкилгалогенидами, но не всеми! Условия алкилирования – МеСN или диоксан, кипячение10-20 ч.Хорошо для аллил-, бензилгалогенидов, ацилхлоридов, α-хлоркетонов.
Плохо для МеI: побочнокватернизация (алкилирование) по атому азота. Но использование подобных RHal не являетсягрубой ошибкой, т.к. иногда возможно. Енамины можно использовать в присоединении поМихаэлю в качестве аналога енолята (см. ниже).ТАБЛИЦА, СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ ЕНОЛОВ ДЛЯ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ.Еноляты лития. Могут быть использованы с SN2 нуклеофилами, но не могут быть сделаны изальдегидов.Аза-еноляты лития альдегидов и кетонов могут быть использованы с теми же SN2электрофилами, но МОГУТ быть сделаны из альдегидов.Енамины альдегидов и кетонов могут быть использованы в реакциях с аллильными,бензильными или -галогенкарбонильными соединениями, а также с галогенангидридамикарбоновых кислот.Силиловые еноловые эфиры могут быть использованы (в присутствии TiCl4) cSN1алкилгалогенидами (аллил, бензил, трет-алкил).НАПРАВЛЕНИЕ ЕНОЛИЗАЦИИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КЕТОНОВ.(напр.
под действием LDA): см. Реутов, Курц, Бутин, т.3, с. 107 табл. 17-4. Из этой таблдостаточно иметь представление об одном примере, например 2-метилциклопентанон. Прикинетическом контроле (-78оС) образуется 72% менее замещённого енолятя и 28% болеезамещённого. При ТМД контроле только 6% менее замещённого и 94% - более замещенногоенолята. Как это определяли? – Действовали Me3SiCl при низкой т-ре и смотрелисоотношение силилированных продуктов по ПМР.В каких условиях образуются кинетически и термодинамически контролируемые продуктыенолизации?Что влияет на кинетический и термодинамический контрольпри образование енолятов несимметричных кетонов (на 5+)Кинетика: 1) апротонные растворители (напр.
ГМФТА и т.п.)2) сильные основания – слабые нуклеофилы (напр. LDA и т.п.)3) Li+ лучше, чем Na+, K+ (более ковалентная связь, медленнее переход обратно в енол )4) низкая температура5) короткое время реакции.Термодинамика: 1) протонные растворители (избыток кетона!)2) нуклеофильные основания3) Более ионная связь Cat-O4) более высокая температура5) длительное время реакции.Еноляты как амбидентные анионы.
Таблица 17.3 из учебника Реутов, Курц, Бутин(РКБ). Обсуждаются только еноляты монокарбонильных соединений.Принцип ЖМКО. Поляризуемость катионов, как мера их деления на Ж и М.3+2++2+3+4+Ж.катионы – Al >Mg >Na . М.катионы: Ag+> Cd >Au > Sn .
Катионы Ж – сродство больше кF>O>N>Cl>I>S. Катионы М: сродство S>I>Br>Cl>N>O>F .Наиболее прочные соединения Ж+Ж или М+М.Жесткие кислоты – малая поляризуемость, высокая ЭО, малый радиус, Ж растет с зарядом,высокая Е свободных орбиталей.Мягкие кислоты – Большая поляризуемость, малая ЭО, большой R, М растет с уменьшениемзаряда. Низкая энергия орбиталей.Для использования теории ЖМКО при анализе реакционной способности делается допущениео том что свойства электрофилов аналогичны свойствам кислот, а свойства нуклеофилов свойствам оснований. Поэтому можно говорить о жестких и мягких электрофилах инуклеофилах, и пользоваться правилом, что жесткие электрофилы предпочитаютреагировать с жесткими нуклеофилами, а мягкие Э – с мягкими Н.
Эти тенденции оченьприблизительны и часто не соблюдаются, но позволяют сделать ряд полезных обобщений,особенно в реакциях нуклеофильного замещения и элиминирования.Алкилирование и ацилирование енолятов β-дикарбонильных соединений. Влияниеприроды RX. 1. Природа R: галогениды метил, аллил-, бензил-, BrCH2COOR – мягкие.ROCH2Cl, R2NCH2Cl, RCOCl – жесткие.2Природа Х - OTs, OTf более жесткие, чем иодиды и бромиды.3Растворители.
Там, где ассоциация, агломераты, в Н-растворителях, спиртах –больше С. Там, где ионные пары, в ДМФ, ДМСО, ГМФТ, в присутствии краунов – больше О.4. Природа енолята. Еноляты кетонов – алкилирование С+О. Енолят этилацетата –только С, даже с RCOCl. Енолят малонового эфира – только С5.Природа противоиона. От Cs к Li уменьшается количество О и возрастает С.Реакция Манниха. Аминометилирование (введение СН2NR2 группы в α положение к С=О группе.Реакция аналогична альдольной конденсации.
Катион иминия – СН2=NR2+ – азотистый аналогСН2О. Получаются β-аминометилкетоны. При нагревании они могут элиминировать втор-амин,еще лучше, если предварительно для этого кватернизовать азот с MeI. При элиминированииобразуется α,β-непредельный кетон – формально продукт кротоновой конденсации с СН2=О.СН2=О + R2NH + CH2(COOR)2 – нет Манниха – есть Реакция Кневенагеля. Катализатор –пиперидин или ацетат аммония, Можно TiCl4/пиридин. Вариант Кневенагеля-Дебнера для самоймалоновой кислоты, а не малонового эфира – с самопроизвольным декарбоксилированием.Реакция Перкина.
Синтез коричных кислот. Нельзя алифатические альдегиды. Механизм знатьтолько в общих чертах – не так подробно, как в учебнике РКБ.Нитрозирование. Электрофильное присоединение нитрозоний-катиона к енольнойформе. Формально это можно рассматривать как окисление α-положения кетона.
(процесс идет вкислой среде, направление реакции определяется термодинамикой, а следовательно в случаенесимметричного кетона образуется в основном более замещенное нитрозопроизводное).Нитрозопроизводные в присутствии кислот легко превращаются в более устойчивый таутомер –оксим. После гидролиза оксима можно получить дикетон.БЕНЗОИНОВАЯ КОНДЕНСАЦИЯ Образование -гидроксикетонов (бензоинов), содержащихгруппировку –СН(ОН)СО- из двух молекул альдегидов 2RCHO – RCH(OH)COR. Классическийкатализатор для Б.к. – цианиды натрия или калия в спиртовой среде.
Характерна для ароматич.,некоторых гетероциклич. альдегидов (напр. для фурфурола), а также альдегидов, несодержащих -атомов водорода. Для смеси альдегидов возможно образование несимметричныхбензоинов, при этом карбонильная группа продукта располагается у кольца, имеющего болееэлектронодонорные заместители. Мех-м надо бы знать. Почему именно цианид-ион являетсякатализатором для бензоиновой конденсации, а другие нуклеофилы, например, ОН– и RO– некатализируют этот процесс?Применение в качестве катализаторов четвертичных тиазолиевых солей (в частности,витамина B1) позволяет существенно расширить область реакции и получать ацилоины и изалифатических альдегидов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
