Szerves kémiai szintézismódszerek 5. Szén-szén többszörös kötések kialakítása: alkének
Kovács Lajos
1
Alkének el állítása C
a C
aC
O
O
=
C
+
+
X
d C
X
C
X
C
X
Cd
C
=
C
X=
FGI C
C
X
Y
C
C
PR3
Wittig
P(O)(OR)2
Horner-Wadsworth-Emmons
SiR3
Peterson
SO2R
Julia
O
X
C
C
O
X +
C
2
C
Foszfor-ilidek reakciója karbonilvegyületekkel 1. A Wittig-reakció A reakció valószín mechanizmusa: ő
3
Wittig-reakció 2. A reagensek el állítása és a reakció jellemz i ı
ı
P a foszfóniumsók el állítása: ı
P Ph3P + X-CH2-R 6 Ph3P+-CH2-R XP egyszer ilidek in situ el állítása: ı
ő
P Ph3P+-CH2-R X- + C4H9Li 6 Ph3P=CH-R + LiX + C 4H10 P a stabilizált ilidek preparálhatók: P Ph3P+-CH2-CONH2 Cl- + NaOH 6 Ph3P=CH-CONH 2 + NaCl + H2O
Georg Wittig (1897-1987) Nobel-díj: 1979 (H. C. Brown-nal megosztva)
Az (E)-alkének képz désének kedvez körülmények: ı
R1 C
ı
E
H
H
A (Z)-alkének képz désének kedvez körülmények: ı
C
R1
R2
P termodinamikus kontroll P apoláris vagy protikus oldószerek P stabilizált ilidek (R = CN, COR, CO2R stb.)
H
P kinetikus kontroll P poláris vagy protikus oldószerek P egyszer ilidek (R = alkil, aril stb.) ő
4
R2
Z C
ı
C H
Wittig-reakció 3. Alkalmazások
I
2 ekv. PPh3 2,1 ekv. CHI3
O H
I H
6 ekv. tBuOK THF
I -HI 90-95 %
5
Az A-vitamin-acetát (egyik) ipari szintézise
Wittig-reakció 4. aceton OH-
O
O
citrál
O
H
pszeudojonon
-H
O
O
O
+
β-jonon, 75-85 %
α-jonon
O PPh3
OH
7 2
1
8 3
5 4
11 (E)
9
15
13
6 10
12
14
A-vitamin-acetát
OAc 1. MeOH, -30 °C 2. NaOMe, 0-2 °C, 15 min 3. ellenáramú extrakció (-Ph3PO) 4. I2 [izomerizáció: 30 % (11Z)-izomer]
OAc BASF-eljárás; 40-50 USD/kg; évi szükséglet: ca. 3000 t (Pure Appl. Chem., 1994, 66, 1509-1518)
6
A-vitamin
Foszfonátok reakciója karbonilvegyületekkel 1. A Horner-Wadsworth-Emmons–reakció
A reakció valószín mechanizmusa: ő
7
A Horner-Wadsworth-Emmons–reakció 2. Alkalmazások
8
Szilánok felhasználása alkének el állítására. A Peterson-reakció
A reakció mechanizmusa bázikus közegben (szinelimináció):
9
A Peterson-reakció 2. A reakció jellemz i ı
P kevésbé érzékeny sztérikus gátlásra, mint a Wittig-reakció P nukleofil szubsztitúcióra érzékeny csoportokat is megt r P a szilánokat gyakran külön el kell állítani P általában E,Z keveréket ad P ha az intermedier szilanolokat savas közegben reagáltatjuk, els sorban Zalkének képz dnek, bázikus közegben E-alkének ő
ı
ı
ı
Savas közegben transz-elimináció játszódik le:
10
Szulfonok reakciója karbonilvegyületekkel: E-alkének el állítása A Julia-reakció
Az elimináció mechanizmusa:
11
A Julia-reakció 2. Alkalmazások
P A reakció jó szelektivitással ad E-alkéneket P Érzékeny funkciós csoportok nem lehetnek jelen P Számos módosítást végeztek a reakción (Kocienski, Lythgoe, Markó)
12
Karbonilvegyületek kondenzációja alacsony vegyérték titán jelenlétében A McMurry-reakció
Ti(0)/Ti(II) (-TiO2)
13
A McMurry-reakció 2. Alkalmazások
P Nem túl magas hozamokat ad, különösen aszimmetrikus alkének esetében
14
Terminális alkének el állítása egy titánmetilén vegyülettel A Tebbe-reakció gyenge bázis
µ-kloro-bisz( 5ciklopentadienil)(dimetilalumínium)- µ-metiléntitán η
15
Metatézis 1. Egy hihetetlen reakció
Richard R. Schrock, Robert H. Grubbs, Yves Chauvin: megosztott kémiai Nobel-díj, 2005
16
Metatézis 2. A reakció mechanizmusa
17
Metatézis 3. A reagensek
Schrock
Grubbs
El állítás ı
18
Grubbs
Metatézis 4. Alkalmazások
19
Metatézis 5. Alkalmazások
20
Metatézis 6. Alkalmazások
Poli(diciklopentadién) és egy 9 mm-es lövedék
21
Metatézis 7. Alkinek el állítása ı
22
Ha semmi nem m ködik...térgátolt alkének el állítása A Barton-reakció
Derek H. R. Barton (1918-1998) Nobel-díj: 1969 (O. Hassell-lel megosztva)
23
Feladatok 1. F4.1. Hogyan lehet el állítani az alábbi vegyületet? ı
24
Ajánlott olvasmányok P J. R. Hanson (2002): Organic synthetic methods. Royal Society of Chemistry, Cambridge. 175 pages. pp. 22-31. P C. Willis, M. Wills (1995): Organic synthesis. (Series Ed: S. G. Davies. Oxford Chemistry Primers, 31.) Oxford University Press, Oxford. 92 pages. pp. 56-58. P R. O. C. Norman, J. M. Coxon (1993): Principles of organic synthesis. 3rd ed. Blackie Academic and Professional, London. 811 pages, pp. 459-483, 565-568. P Wittig-reakció: < http://en.wikipedia.org/wiki/Wittig_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/wittig-reaction.shtm
P Horner-Wadsworth-Emmons–reakció:
< http://en.wikipedia.org/wiki/Horner-Wadsworth-Emmons_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/wittig-horner-reaction.shtm
P Peterson-reakció:
< http://en.wikipedia.org/wiki/Peterson_olefination < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/peterson-olefination.shtm
P Julia-reakció:
< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/julia-olefination.shtm < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/modified-julia-kocienski-olefination.shtm
P McMurry-reakció:
< http://en.wikipedia.org/wiki/McMurry_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/mcmurry-reaction.shtm
P Tebbe-reakció:
< http://en.wikipedia.org/wiki/Tebbe_olefination < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/tebbe-olefination.shtm
P Metatézis:
< http://en.wikipedia.org/wiki/Olefin_metathesis < http://en.wikipedia.org/wiki/Alkyne_metathesis < http://www.ilpi.com/organomet/olmetathesis.html < http://pubs.acs.org/cen/coverstory/8051/8051olefin.html459-483
26
