Главная » Просмотр файлов » Методичка (3)

Методичка (3) (1126199), страница 8

Файл №1126199 Методичка (3) (Раздаточный материал (методички) по органической химии) 8 страницаМетодичка (3) (1126199) страница 82019-05-11СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Весьма полезным для синтеза является взаимодействие органокупратов салкинами. При этом происходит син-присоединение купрата по тройной связи углеродуглерод, и образуется Z-алкенилкупрат:67CH -50оR2CuLi + 2 HCRRэфир-20о, 15 минCuLiЭта реакция называется реакцией карбокуприрования.Как видно из приведенного уравнения, в реакции карбокуприрования участвуют обегруппы R диалкилкупрата. Полученный диалкенилкупрат можно разложить с образованиемалкена (реакция X), обработать иодом с образованием иодалкена заданной конфигурации(реакция XI), либо использовать в других превращениях (реакция XII).

Чаще всего реакциякарбокуприрования проводится с купратами типа RCu•MgX2 (40).RRRMgX + CuBrCuLiэфиро-35 , 30 минNH4Clэфир-H2O2 RCH=CH2 (X)RCu Mg(X)BrR'CHоэфир, -301) I2, -50o 0o, 1 чCu Mg(X)Br2) NH4Cl, H2OR'R'CHэфирEto-50 CEtCuLiEtEt2(СH2)9CH(OEt)2H3OI(XI)R64-76%REt2CuLi + 2 HCCH-15о, 1,5 чCuLiCHHC-10oCI(CH2)9CH(OEt)2эфир-ГМФТА- 40o - 20o(СH2)9CHOEt33%феромон апельсинового червяКак видно из уравнения (XI), в реакции органокупрата с терминальным алкином атоммеди присоединяется к концевому атому углерода алкина.

Еше один пример такого жеприсоединения приведен ниже.68CuBr, LiIMe3Si CH2MgClоэфир, 10Hn-BuCHn-BuNH4ClCH2H2OCu Mg(Br)ClMe3SiCH2n-C4H9CMe3SiCH2Cu Mg(Br)ClMe3SiCH278%Если терминальный алкин содержит группу, способную к координации с металлом,направление присоединения купрата обращается, например:OEtOEt эфирn-Bu2CuLi + HCCn BuOEtn-BuLi NH4ClH2OCuoOEt -55n BuOEtOEtOEt91%OEtРеакции, включающие промежуточное образование купратов типа R2CuMgX (41),могутбытьпроведеныкаккаталитическиепроцессы.Вкачествеиспользуются (CuBr)n и (CuI)n. Примеры таких реакций приведены ниже.OMe+MgBrCuI (3,2 мольных %), ТГФ, Me2So-60OMgBrOMeMeBrCH2COOBu-tCOOBu-tТГФ-ГМФТА, -78o 0o78%O+ PhMgBrOHCuI (10 мольных %)оТГФ, -30Ph81%69катализаторовOLi2CuCl4 (3 мольных %)MeOI +оТГФ, 020о, 16 чMgClOMeO80%n-BuCHCCCHOOHCuBr (5 мольных %), PBu3+ n-BuMgBrэфир, -10о78%При планировании синтеза с участием органокупратов возникает вопрос: какоймедьорганический реагент из множества известных в настоящее время следует выбратьдля проведения данной реакции? Ответ зависит от многих факторов.

Так, использованиекаталитических добавок солей меди при проведении 1,4-присоединения к α,β-непредельномуальдегиду или кетону исключается в тех случаях, когда в молекуле присутствуют группы,чувствительные к магнийорганическому соединению.Другой аспект данного вопроса – насколько дорого обходится создание тогофрагмента R, который необходимо ввести в субстрат? Если углеродный фрагмент R легкодоступен (R = алкил, E- и Z- пропенил и т.п.), то целесообразно использовать в реакциигомокупраты R2CuLi, R2CuMgX или цианокупраты типа R2Cu(CN)Li2.

При этом потеряетсяполовина содержащихся в купрате фрагментов R. Однако, если эти фрагменты дешевы,выбор определяется высокой реакционной способностью упомянутых органокупратов. В техже случаях, когда фрагмент R дорог или на его создание расходуется много усилий,реагентами выбора становятся менее реакционноспособные гетерокупраты R(CN)CuM.Природа металла M в купратах влияет на их реакционную способность: купраты литияR(X)CuLi более реакционноспособны, чем купраты магния, поэтому предпочтение отдаютименно литиевым производным. В качестве группы R в гетерокупратах чаще всегоиспользуются следующие группы:PhS-,, R-CS70C-Прекрасным вариантом являются гетерокупраты на базе 3-метокси-3-метил-1-бутина,легко получаемого из дешевого сырья:MeHOMeC1) NaH, ДМФ, 1 чCHoo20 , 1 ч2) Me2SO4, 0MeMeOMeCCH84%В тех же случаях, когда необходимо провести реакцию 1,4-присоединения к малореакционноспособным α,β-непредельным карбоновым кислотам, их эфирам и амидам,предпочтительным является проведение реакции в присутствии эфирата трехфтористогобора.

При взаимодействии гомокупратов Гилмана с BF3٠Et2O образуются купраты типа (50),обладающие очень высокой реакционной способностью.R3Cu2Li + RLi . BF3(50)[R2CuLi]2 + BF3Создание связей C-C с помощью органических производных титанаПодобно литий- и магнийорганическим соединениям, которые присоединяются покарбонильной группе, с альдегидами и кетонами реагируют σ-металлоорганическиепроизводные титана(IV). Однако, в последнем случае реакция не останавливается на стадииприсоединения, а приводит к замещению атома кислорода карбонильной группы на двеалкильные группы.

Реагент, используемый в этой реакции – диметилтитан-дихлорид (51) –получают in situ, не выделяя его, исходя из диметилцинка.ZnMe2 + TiCl4CH2Cl2 Me TiCl22-30o(51)Реакция (51) с кетонами идет следующим образом:O+ Me2TiCl271CH2Cl2 , 2 ч-30oMeOTi(Me)Cl2MeMeMe2TiCl2+MeClClTiOMeClClMeTiMe90%Рассматриваемая реакция является удобным синтезом “in one pot” и применима кразличным кетонам, например:OMeMeMeMe2TiCl2CH2Cl2, -30o58%Наличие следующих групп не влияет на ход реакции:Cl, Br, I, R-S-R, R-O-R, -C(O)ORОднако, тиокетали ( R2C(SR’)2 ) реагируют с (51).В случае α,β-непредельных кетонов получаются смеси благодаря промежуточномуобразованию амбидентного катиона аллильного типа:OMeOTi(Me)Cl2Me2TiCl2PhPhMeMeMe2TiCl2PhPh72MeMe2Ti(Cl)2_O_Ti(Cl)Me2MeMeMe+PhPh11Аналогично кетонам реагируют ароматические альдегиды.HMeMeCH=OMeMe2TiCl2CH2Cl2, -30oCMeMeMeMeMe82%В реакцию вступают и хлорангидриды карбоновых кислот.

При этом создается третбутильный фрагмент:OMe3C-CMe2TiCl2ClMe3C-CMe335%Титаноорганические соединения предоставляют прекрасные возможности длясоздания определенного стереосоотношения частей молекулы синтезируемого соединения,исходя из карбонильных соединений. Эти возможности обусловлены выраженнойтенденцией атома Ti образовывать связи с атомом кислорода и, следовательно,координироваться с атомом кислорода карбонильной группы.Производное титана (52), получаемое по схемеTi(OPr-i)4 + TiCl4ClTi(OPr-i)3MeLiо MeTi(OPr-i)3эфир, -4094%(52)73представляет собой случай соединения, которое присоединяется по карбонильной группе всоответствии с правилом Крама (см. стр.). Ниже приведены сравнительные данные дляреакций присоединения разных металлоорганических соединений к 2-фенилпропаналю.HMeOMeHRMHHPhOHMeH+OHRPhH(54)вопрекиправилу КрамаPhR(53)в соответствиис правилом КрамаRM(53) : (54)MeMgBr66 : 34MgCl65 : 35MeTi(OPr-i)3 (52)90 : 10Высокая стереоселективность в данном случае связана, в первую очередь, с большимобъемом реагента (52).Для проведения высоко стереоселективных реакций нашли применение соединения(55) и (56), представляющие собой гомоеноляты титана:, эфир,PhEt2NH + LiEt2N Li(-PhC2H5)TiCl4эфир-толуол,ClTi(NEt2)373-77%OOCN(i -Pr)2OBuLi, ТМЭДАOCN(i -Pr)2oэфир, -65Li74Ti(NEt2)3OClTi(NEt2)3(55)O- 70oN(Pr-i)2Ti(OPr- i)4Ti(OPr-i)3- 70oO(56)ON(Pr-i)2В соединениях (55) и (56) реализуется η1-координация атома титана с C4-фрагментоммолекулы за счет того, что η3-координации (по π-аллильному типу) препятствует гораздоболее выгодная для титана координация с атомом кислорода карбонильной группы.Соединение (55) стереоселективно реагирует с альдегидами.

Так, в реакции (XII) извосьми возможных продуктов образуются только два: (57) и (58) (в каждом случаеизображен один из двух энантиомеров):PhMeOMeTi(NEt2)3+OOHN(Pr- i)2(55)OHOHPhPh(XII)+MeMeOCONR2Me(57)MeOCONR2(58)В данном случае реакция также идет в соответствии с правилом Крама. Соотношениепродуктов (57) : (58) = 93 : 7, то.есть преобладает стереоизомер (57).

Это положениепоясняется следующая схема (изогнутые стрелки изображают перемещение электронов,прямые – движение атомов; R = i-Pr, R’ = NEt2).75NR2R' R' R'TiC=OHOOMeH+HHPhMe H(55)R'R'R'TiNR2H HOHMeOCOHPhMeNR2R'R'OC = OHH(59)R'TiOHHMeMeH(59)HPhNR2HH2OOHHOC = OPhOHHHMeHMeH(XIII)MeR2NCOOMe HHPh(57)В ходе реакции реализуется изображенное на схеме взаимное расположениереагентов, при котором метильная группа соединения (55) удалена от фенильной группы 2фенилпропаналя. Атом титана в процессе реакции координирован с атомами кислородаобеих карбонильных групп и при образовании алкоголята (59) увлекает за собой76карбаматный фрагмент молекулы (55). Вследствие этого алкенильный фрагмент в молеукле(59) и, соответственно, (57) имеет Z-конфигурацию.На приведенной выше схеме (XIII) изображен вполне определенный, а именно Rизомер 2-фенилпропаналя. Если взять S-изомер этого альдегида, то картина получитсясимметрично-противоположная.

Поэтому реакция гомоенолята (55) с рацемическим 2фенилпропаналем приведет к рацемату (57).HOHOHHPhPh+MeH Me Me H OCONR2R2NCOOMe H(57a)H(57b)(57)Соединения (57а) и (57b) являются энантиомерами: они отличаются абсолютнымиконфигурациями всех хиральных центров. Однако, относительная конфигурация соединений(57а) и (57b) одинакова и отличается от относительной конфигурации соединений (58).Поэтому соединения (57) и (58) являются диастереомерами по отношению друг к другу.Для объяснения диастереоселективности в реакции (XII) можно использовать идругой подход, отличный от схемы (XIII).

Этот подход называется моделью ЦиммерманаТрэкслера. В этом подходе переходное состояние в реакциях альдольного и гомоальдольногоприсоединения считается подобным циклогексану в конформации кресла:HHaHHHHHHеHеHHaHВ качестве одной из сторон такого псевдоциклогексана выступает карбонильнаягруппа. Радикал, связанный с CO-группой альдегида, занимает при этом экваториальное(точнее – псевдоэкваториальное) положение. При таком положении этого радикаластерические затруднения в переходном состоянии минимальны.77PhMeTi(NEt2)3OO+MeOHN(Pr- i)2(55)HHHMeTi(NEt2)3CMeOHOHPhO-C -NR2(59)HHNR2HCOMeMeHHOTiPhEt2NHOHH2OONEt2NEt2HHOHPhMeMeR2NCOOMe HR2NCOOPhMe H(56)HКомплексы титана(IV) нашли широкое применение в асимметрическом синтезе.Выше был рассмотрен пример диастереоселективного синтеза (гомоальдольноеприсоединение).

Комплексы титана с хиральными лигандами используются дляэнантиоселективного синтеза. В ходе такого синтеза преимущественно получается один изэнантиомеров. Приведем один из многочисленных примеров*, а именно_________________________________________________________________*Другой пример энантиоселективного синтеза – энантиоселективное эпоксидирование поШарплессу - описан в части 1-2 настоящего пособия (стр.142).78энантиоселективный вариант реакции Дильса-Альдера, катализируемой хиральнымкомплексом титана(IV). Исходный комплекс (61) получают, исходя из хиральногобидентатного лиганда, известного под названием (R)-BINOL (60).OHOH+молекулярные сита 4А(i-PrO)2TiCl2CH2Cl2, -55oC(R)-BINOL, (60)OOTiClCl(61)Комплекс (61) катализирует гетеро-реакцию Дильса-Альдера, в которой диенофиломслужит метиловый эфир глиоксиловой кислоты (за счет альдегидной группы).

Основнымпродуктом этой реакции является энантиомерно чистое соединение (62).OMeOMe(61)O+HCOOMeoCH2Cl2, -55 C2 O6(XIV)COOMe2S,6R (96% ee )(62), выход 87%Указанная в скобках величина энантиомерного избытка, ее (от англ. “enantiomericexcess”) в процентах – это показатель энантиомерной чистоты продукта. Величина еевычисляется следующим образом:79ee =M-mM+m100%,(XV)где M - масса преобладающего энантиомера,m - масса минорного энантиомераВ реакции (XIV) преимущественно образуется один энантиомер соединения (62), аименно (2S,6R). Его изомер, (2R,6S), является минорным продуктом. Соотношение этихэнантиомеров легко вычислить на основании формулы (XV) и величины ее:0,04(2S,6R) : (2R,6S) = 1 : _____ = 100 : 21,96Стереоселективность рассматриваемой реакции вызвана тем, что пространственныеособенности хирального комплекса (61) лучше соответствуют переходному состоянию,приводящему к изомеру (2S,6R), нежели к изомеру (2R,6S).

Принято говорить, что комплекс(61) вызывает асимметрическую индукцию в реакции (XIV).Органические комплексы титана играют важную роль в современном органическомсинтезе. Еще один пример применения производных титана(IV) в синтезе – использование такназываемого реагента Теббе для олефинирования карбонильных соединений – будетрассмотрен в части 4 настоящего пособия.80.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
777,38 Kb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов учебной работы

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее