Microsoft Word - Curs07

Transcriere

1 Cuprins V. Compusi 1,3-difunctionali V.5. Selenierea ionului enolat VI. Compusi 1,5-difunctionali VI.1. Generalitati VI.2. Retrosinteza compusilor carbonilici -nesaturati VI.3. Probleme rezolvate VII. Compusi 1,2-difunctionali VII.1. Retrosinteza 1,2-diolilor VII.2. Retrosinteza -hidroxicetonelor VII.3. Retrosinteza -hidroxiacizilor

2 V. Compusi 1,3 difunctionali V.5. Selenierea ionului enolat Prin aceasta reactie se realizeaza, pornind de la un compus carbonilic, o substitutie cu seleniu la C : xidarea selenoeterului cu H 2 2 /THF, la 0 C, conduce la un oxid, care la temperatura camerei formeaza un compus carbonilic -nesaturat. In continuare, sunt date exemple pentru diverse cetone si alte grupe care favorizeaza formarea ionului enolat: Bromura (clorura) de fenilseleniu este accesibila prin succesiunea de mai jos: VI. Compusi 1,5 difunctionali VI.1. Generalitati Prin disconexia legaturii C 2 -C 3 rezulta doi sintoni: Sintonul d 2, sintonul enolat; - 2 -

3 Sintonul a 3, caruia ii corespunde alchena electrofila (acceptor Michael). Compusii 1,5-dicarbonilici se obtin prin aditia conjugata a enolatului (sau echivalentului de enol) la compusi carbonilici (carboxilici) -nesaturati. Aceasta aditie nucleofila poarta numele de aditie Michael si este concurata de aditia directa la grupa carbonil: Produsul de aditie conjugata, compusul 1,5-dicarbonilic, este produsul termodinamic stabil. Aditia directa este reversibila, aldolul rezultat fiind produsul de control cinetic. Aditia conjugata este favorizata de doi factori: 1. Folosirea enolatilor stabili, nucleofili moi", care ataca dubla legatura C=C. 2. Folosirea alchenelor Michael cu grupe carbonil putin electrofile (in acest fel este defavorizata aditia directa). Enolatii utilizati in aceasta aditie conjugata pot fi: Enolati stabili de tip ester malonic sodat, ester -cetonic sodat, -dicetone sodate (sau combinatii cu potasiu); nu se foloseste enolatul de litiu deoarece acesta favorizeaza aditia directa. Enaminele compusilor carbonilici. Sililenoleterii in prezenta catalizatorului TiCl 4. Nitroderivati alifatici in mediu bazic (obs: dupa reactie Nef rezulta compusi 1,4- dicarbonilici, vezi cap. VIII). In ceea ce priveste partenerul de reactie, anume alchena acceptoare Michael, reactivitatea grupei carbonil descreste in ordinea: Un alt substrat foarte potrivit pentru aditia conjugata este cel al nitrililor -nesaturati, cum ar fi de exemplu acrilonitrilul

4 Exemple care ilustreaza cele aratate mai sus se regasesc in paragraful cu probleme rezolvate. Aditia conjugata, urmata de conjugarea crotonica interna, conduce la sisteme ciclice stabile de cinci sau sase atomi. Sinteza ciclurilor aplicand aceasta secventa este denumita anelare Robinson. Aditia conjugata, urmata de condensare de esteri interna (condensare Dieckmann), conduce la -dicetone ciclice. VI.2. Retrosinteza compusilor carbonilici nesaturati AR 1 : R CH CH 2 5 AGF R - + CH CH 2 CEt R CH + Br CH 2 CH 2 CH CH 2 CEt ester -cetonic sodat 4-bromo-1-butena AR 2 : Sinteza: alcoolul (obtinut prin aditia magnezianului de alil la compusul carbonilic nesaturat) sufera la incalzire o reactie sigmatropica [3,3], cu formarea cetonei -nesaturate. AR 3 : Sinteza: alilsilanii reactioneaza cu reactantii electrofili prin atac la C : VI.3. Probleme rezolvate a

5 Sinteza: b. Sinteza: enamina izobutiraldehidei se aditioneaza la metil-vinil-cetona +H 2 / H CH 3 H CH 3 CH CH H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 c

6 C 6 H 5 CH CH CH 2 CH 2 CH IGF C 6 H 5 CH CEt CH 2 CH 2 CN 1,5-C C 6 H 5 CH 2 CEt combinatie sodata + CH 2 CH CN d. Sinteza: 1. btinerea sililenolului acetofenonei: 2. Aditia conjugata la oxid de mesitil, in prezenta de TiCl 4, urmata de hidroliza: VII. Compusi 1,2 difunctionali VII.1. Retrosinteza 1,2 diolilor Disconexiile care se aplica acestor sisteme sunt de doua tipuri: a. Disconexia legaturilor C-: Pentru aceasta disconexie reactia de sinteza este oxidarea alchenelor cu diferiti agenti oxidanti. xidarea Baeyer a alchenelor cu KMn 4 in mediu slab bazic (carbonat de sodiu) conduce la sin-dihidroxilare. In variante moderne, pentru imbunatatirea randamentului, - 6 -

7 oxidarea se efectueaza in prezenta de catalizatori de transfer de faza sau eteri coroana. Acelasi rezultat se obtine daca oxidarea se face cu diversi agenti oxidanti precum H 2 2, hidroperoxid de t-butil sau N-metil-morfolin-oxid, in prezenta de cantitati catalitice de s 4. In ambele cazuri intermediarul este un ester al manganului, respectiv osmiului. Prin oxidarea dublei legatruri cu peracizi se obtin epoxizi care, in etapa urmatoare, formeaza prin reactie cu apa anti-dioli (reactie Prilejaev): Aceeasi anti-dihidroxilare se poate realiza prin tratarea alchenei cu amestecul I 2 /C 6 H 5 CAg, in raport molar de 1:2. Etapele sunt urmatoarele: Aditia C 6 H 5 CI decurge anti: substitutia iodului are loc cu pastrarea configuratiei datorita asistentei grupei vecine benzoat. In ultima etapa diesterul se saponifica. b. Disconexia homolitica a legaturii C-C: Reactia care corespunde disconexiei homolitice este condensarea (reducerea) pinacolica a compusilor carbonilici. Reducerea intermoleculara se face cu amalgam de magneziu sau amalgam de aluminiu, in benzen la reflux. In final, masa de reactie se descompune cu apa: In aceasta forma reactia nu are o valoare sintetica deosebita. Prin efectuarea reducerii cu Mg(Hg) + TiCl 4 (varianta Corey, 1976) s-au putut realiza reduceri intermoleculare intre doi compusi carbonilici diferiti, precum si reduceri intramoleculare. Pentru obtinerea 1,2-diolilor se poate aplica varianta McMurry, pornind de la aldehide: Daca se porneste de la -dialdehide, prin reactie intramoleculara se obtin 1,2-dioli ciclici: - 7 -

8 Varianta McMurry este similara cu condensarea aciloinica. VII.2. Retrosinteza hidroxicetonelor Pentru -hidroxicetone (aciloine, benzoine) se pot aplica mai multe strategii: a. Strategia cu IGF: In aceasta strategie, -clorocetonele ( -cloroaldehidele) obtinute prin clorurare catalitica, se hidroxileaza in doua etape (pentru a evita transpozitia Favorski, care are loc in mediu bazic): In prima etapa (S N 2) se obtine acetatul, care prin transesterificare se transforma in - hidroxicetona. b. Disconexie homolitica: + H H Disconexiei homolitice ii corespunde reactia de reducere a esterilor acizilor carboxilici cu Na in toluen (xilen). Reducerea poate fi intermoleculara sau intramoleculara si este cunoscuta sub numele de condensare aciloinica. Etapele sunt urmatoarele: In prima etapa esterul accepta un electron si se transforma intr-un radical-anion, care se dimerizeaza (similar cu condensarea pinacolica). Condensarea aciloinica se aplica cu succes la diesteri pentru a se prepara aciloine ciclice cu inele medii de 5-7 atomi sau inele mari C 8 - C 20. Efectuarea reduceri in prezenta de trimetilclorsilan (TMCS), modificare introdusa de - 8 -

9 Ruhlmann in 1971, a imbunatatit randamentul reactiei si, in plus, s-a putut realiza inchiderea ciclului de 4 atomi: TMCS capteaza endialcoxidul intermediar. Din esterul 1 se obtin compusi ciclobutanici astfel: Alte utilizari ale compusului 1 in sinteza organica vor fi aratate in capitolul XI. c. Disconexie heterolitica: Prin disconexie heterolitica rezulta sintonul pozitiv hidroxialchil, caruia ii corespund compusii carbonilici si sintonul acil cu polaritate nenaturala, pe care l-am mai intalnit in capitolele III si IV. Reamintim echivalentii chimici pentru acest sinton: Acetilura (reactie Favorski): Enoleteri: Nitroderivati: Alti trei echivalenti pentru acest sinton sunt: 1,3-ditianul; - 9 -

10 Anionul cianura la condensarea benzoinica; Sarurile tiazolice, catalizatori pentru generarea ionilor aciliu alifatici cu polaritate negativa. VII.3. Retrosinteza hidroxiacizilor Strategiile aplicate acestor compusi sunt similare cu cele de la -hidroxicetone. a. Strategia cu IGF: b. Disconexie heterolitica: -Cloro(bromo)acizii se obtin prin halogenare Hell-Volhardt-Zelinski, cu halogen in prezenta de fosfor rosu: Substituirea halogenului din pozitia se face prin tratare cu baze tari (NaH, KH) printr-o reactie S N 2 cu inversie de configuratie (inversie Walden) sau prin tratarea cu baze slabe, cand se obtin -hidroxiacizi cu aceeasi configuratie cu a -halogenoacidului de la care s-a pornit (substitutie nucleofila cu participarea grupei carboxil)