21_10-Cycloalkanes (1126166), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

48. Нарисуйте две возможные кресловидные конформации цис-1-бром-4-трет-бутилциклогексана. Отметьте аксиальные и экваториальные заместители. Приведите схему механизма реакции элиминирования под действием этилата натрия, приводящий к 4-трет-бутилциклогексену.

49. Два тозилата A и В по-разному реагируют в идентичных условиях: один претерпевает S_N2 реакцию, а второй дает реакцию элиминирования по механизму Е2. Нарисуйте структуру основного продукта каждой реакции. Используйте кресловидные конформации для объяснения решения.

50. Известно, что цис-4-трет-бутилциклогексилтозилат подвергается алкоголизу в 4 раза быстрее, чем соответствующий транс-изомер. Дайте объяснение этому факту.

51. Известно, что TsO-группа в тозилате цис-4-трет-бутилциклогексанола замещается на PhS-группу в 331 раз быстрее, чем в транс-субстрате. Объясните этот факт.

52. Какой из трех возможных стереоизомеров 2-бром-1,3-диметилциклогексана не будет подвергаться элиминированию при добавлении этилата натрия в растворе этанола? Ответ подробно мотивируйте с привлечением кресловидных проекций циклогексана.

53. Приведите реагенты, необходимые для следующих превращений.

54. Перегруппировка Фаворского – обработка -бромкетона основанием с образованием продукта с сужением цикла. Например, реакция 2-бромциклогексанона с водной щелочью приводит к циклопентанкарбоновой кислоте. Предложите схему механизма этой реакции.

55. Напишите детальную схему механизма приведенного ниже превращения (аннелирование по Робинсону).

56. Исходя из адипиновой кислоты, получите циклогептанон и циклооктанон. Используйте следующие реакции: синтез динитрила реакцией нуклеофильного замещения (S_N2), гидролиз динитрила с образованием дикарбоновой кислоты, получение сложного эфира реакцией этерификации, силильный вариант ацилоиновой конденсации, восстановление кетогруппы ацилоина по Клемменсену, а также синтез кетонов декарбоксилированием из соли дикарбоновой кислоты.

57. Осуществите синтез бициклического соединения А, применив в качестве исходных соединений диэтиловый эфир малеиновой [(2Z)-бут-2-ендиовой)], кислоты, малоновый эфир и диазометан. Используйте циклопропанирование малеиновой кислоты, ацилоиновую конденсацию и восстановление гидроксильной группы ацилоина цинком в уксусной кислоте.

58. Осуществите синтез трициклического соединения 1, применив в качестве исходных соединений диэтиловый эфир малеиновой кислоты, малоновый эфир и диазометан.

59. При взаимодействии циклогексанона с диазометаном в эфире получена смесь двух изомеров – кетона А (выход 60%) и оксирана В (выход 20%). Напишите структуры этих соединений А и В и предложите способ разделения этих соединений. Как получают диазометан?

60. Синтезируйте трициклическое соединение А из 1,5-дибромпентана и других необходимых нециклических реагентов.

Используйте следующие реакции. Синтез динитрила реакцией нуклеофильного замещения (S_N2). Гидролиз динитрила с образованием дикарбоновой кислоты. Получение сложного эфира реакцией этерификации. Синтез эфира -кетокислоты (конденсация Дикмана) и его “кетонное расщепление”, приводящее к циклогексанону. Синтез пинакона и пинаколиновая перегруппировка: синтез спирокетона. Восстановление кетона и дегидратация образовавшегося спирта. Генерирование дихлоркарбена из CHCl₃ в условиях межфазного катализа; циклопропанирование С=С связи. Восстановительное дегалогенирование гем-дихлоциклопропанового производного.

61. Из циклопентена, малонового эфира, метилтрифенилфосфоний бромида, диазометана и других необходимых реагентов получите спиро[2.8]ундекан (А). Используйте реакцию Кневенагеля, ацилоиновую конденсацию, восстановление гидроксильной группы ацилоина цинком в уксусной кислоте, реакцию Виттига, реакцию циклопропанирования.

62. Объясните образование бицикла (В), 1,4-дибромоктагидро-1Н-индена, при электрофильном присоединении брома к (1Z,5Z)-циклононадиену (А).

63. Нарисуйте структуры бицикло[2.2.1]гептана (А), бицикло[5.2.0]нонана (В) и бицикло[3.3.0]октана (С).

ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

1. Из двух геометрических изомеров 1,2-диметилциклопропана более стабилен транс-1,2-диметилциклопропан В.

В этом случае соотношение стереохимия / стабильность легко объясняется на основании ван-дер-Ваальсового напряжения. Метильные группы в цис-изомере мешают друг другу и повышают потенциальную энергию этого изомера. В транс-изомере пространственные препятствия минимизированы. Большая стабильность транс-изомера подтверждается измерением теплот сгорания изомеров: для транс-изомера она на 1.2 ккал/моль меньше, чем для цис-изомера.

2. Получение циклопропана из хлористого аллила проводят в две стадии. Сначала реакцией присоединения HBr по Харашу синтезируют 1-бром-3-хлорпропан, а затем генерируют циклопропановое кольцо реакцией 1,3-элиминирования (1,3-дегалогенирования).

3. Приведенная ниже схема включает получение нуклеофила отщеплением подвижного протона от бензилцианида и последующее нуклеофильное раскрытие оксиранового кольца, получение бромида реакцией нуклеофильного замещения гидроксильной группы на бром и генерирование циклопропанового кольца реакцией 1,3-элиминирования (1,3-дегидробромирования).

Синтез (1-фенилциклопропил)амина (D) с аминогруппой при третичном атоме углерода из циклопропана С осуществляется с использованием перегруппировки Гофмана.

4. Синтез пентаэритрита (альдольная конденсация, реакция Канниццаро). Синтез циклопропанового производного реакцией 1,3-элиминирования (1,3-дегалогенирования).

Натриевая соль ЭДТА – (NaO₂CCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CO₂Na)₂ – необходима для связывания ионов цинка в [Zn(ЭДТА-Na₄)₂]Br₂, в присутствии которых может идти побочный процесс расширения циклопропанового кольца, приводящий к метиленциклобутану. В отсутствие натриевой соли ЭДТА метиленциклобутан становится основным продуктом реакции.

Современный метод синтеза спиро[2,2]пентана основан на электролитическом восстановлении тетрабромида пентаэритрита.

5. Схема превращения диметилацетилена в 1,2-диметил-3,3-дихлорциклопропан с транс-расположением метильных групп. Реакция дихлоркарбена с алкенами является стереоспецифичной и приводит к продукту син-присоединения. Заместители, которые были в транс-положении в алкене, остаются в транс-положении и в циклопропане. Поэтому на первой стадии нужно получить транс-бут-2-ен.

Карбены – нейтральные молекулы, в которых один из атомов углерода имеет шесть электронов. Этот углерод двухвалентен. Карбены слишком активны, чтобы быть выделенными и храниться, но они могут быть изучены спектральными методами при низкой температуре. Процесс образования синглетного дихлоркарбена из хлороформа относится к гем-элиминированию, в котором атомы водорода и хлора отщепляются от одного атома углерода. Это -элиминирование протекает через интермедиат K⁺ [:CCl₃]^-

Et₃N(C₆H₅CH₂)N⁺Cl^- (ТЭБАХ) играет роль катализатора межфазного переноса. Соль аммония растворяется в водной фазе, имеющей щелочную реакцию, и переходит в гидроокись бензилтриэтиламмония, растворимую в органической фазе. Ион ОН^ гидроокиси реагирует с хлороформом, давая дихлоркарбен; ТЭБАХ при этом регенерируется.

6. Получение 7,7-диметилбицикло[4.1.0]гептана (А), исходя из циклогексена, иодистого метила. Сначала циклопропанируют циклогексен дибромкарбеном, полученным in situ из бромоформа в условиях межфазного катализа. Дибромкарбен применяют, чтобы получить циклопропансодержащее производное с достаточно активной связью C–Br. Далее проводят реакцию кросс-сочетания (перекрестного сочетания) диметилкупрата и 7,7-дибромбицикло[4.1.0]гептана.

Применение диметилкупрата предпочтительно, поскольку наличие тяжелого металла (меди) приводит к тому, что карбанион в составе купрата становится более мягким, чем карбанион в составе алкиллития. Бренстедовская основность купрата, т. е. сродство к протону (жесткой кислоте Льюиса) становится значительно меньше основности алкиллития. Следовательно, вероятность таких побочных реакций, как отщепление протона от субстрата (металлирование и -элиминирование), становится значительно меньшей, если вместо алкиллития использовать купрат. Этим определяется преимущество применения литийдиалкилкупратов в органическом синтезе

7. Схема синтеза циклопропана А из диазометана, уксусной кислоты и бут-2-ена. Синтез диазокетона реакцией хлорангидрида кислоты с диазометаном со связыванием выделяющегося HCl вторым молем диазометана. Для удаления HCl можно использовать третичный амин.

Характеристики

Список файлов учебной работы