Föreläsning 18 F18 - chem.lu.seBioteknik/OrganAK/F18.pdf · (enolat) O F18. 1. Introduktion •...
32
• Karbonylkolets kemi III • Kapitel 18 1) Introduktion 2) Keto-enoljämvikten Föreläsning 18 F18 A) Racemisering B) Alkylering C) Halogenering D) Addition till karbonylkol E) α,β-omättade föreningar F) Michaelreaktionen G) Robinsonannulering 3) Reaktioner
Transcript of Föreläsning 18 F18 - chem.lu.seBioteknik/OrganAK/F18.pdf · (enolat) O F18. 1. Introduktion •...
• Karbonylkolets kemi III• Kapitel 18
1) Introduktion2) Keto-enoljämvikten
Föreläsning 18 F18
A) RacemiseringB) AlkyleringC) HalogeneringD) Addition till karbonylkolE) α,β-omättade föreningarF) MichaelreaktionenG) Robinsonannulering
3) Reaktioner
1. Introduktion• Vad är det för gemensam nämnare mellan
Hallandsåstunneln och vanliga chips?
F18
1. Introduktion
rimlig resonansform
O
O O
F18
1. Introduktion• Karbonylgruppen är kraftigt polär• Den kan attackeras av nukleofiler
O
X
Nu
O
XNu
X = H, R
OH
XNu
F16
X = lämnande grupp
O
Nu+ X F17
F18
1. Introduktion• Karbonylgruppen är kraftigt polär• α-väten är sura
O
H H
Bas nukleofil(enolat)
O
F18
1. Introduktion• Karbonylgruppen är kraftigt polär• Enolat kan attackera andra
karbonylföreningar
F18O
X
O
X = H, ROH
X
O
X = lämnande grupp
O+ X
O
O
X
O
O
X
elimination
F18
F19
2. Keto-enoljämviktenα-väten är sura
F18
OH
pKa ~16–18
O
OH
pKa ~5
HpKa ~50–52
O
HpKa ~19–20
HpKa ~40–44
O
pKa ~40-50
H
2. Keto-enoljämviktenα-väten är sura
• induktiv effekt:
F18
• resonans:
O
H
O
H
O
H
2. Keto-enoljämviktensyrastyrkor
F18
O
H H
H
O
H H
O O
HH H
H
O O
EtOH H
OEt
O
2. Keto-enoljämviktenKeto-formen står i jämvikt med enol-formen
F18
O
H H
Bas
O
H
O
H
H-Bas
OH
H
keto-form enol-form
• baskatalyserat:
2. Keto-enoljämviktenKeto-formen står i jämvikt med enol-formen
F18
keto-form enol-form
• syrakatalyserat:
O
H H
H3O
O
H
H
H
H2O
OH
H
+ H3O
2. Keto-enoljämviktenKeto-formen står i jämvikt med enol-formen
F18
• jämviktsläget varierar:
O OH
~100% knappt detekterbar
O OH
~100% knappt detekterbar
O O O OH
~20% ~80%
3. ReaktionerA) Racemisering
F18
• stereocentra bredvid karbonylkol kan racemisera
OH
Bas
OHOH
• racemiserar denna?O
(S)(R)
3. ReaktionerB) Alkylering
F18
• Enolaten kan fungera som nukleofilerO
EtO OEt
O
H H
EtO
• varför etoxid som bas?
O
EtO OEt
O
H
Br
O
EtO OEt
O
H
+ BrSN2
3. ReaktionerC) Halogenering
F18
• Det är möjligt att klyva av en metylgrupp....
O
H
H H
HO
O
H
H
Br Br
O
H
H Br
+ Br
elektrondragande grupp ger ännu
surare väten
flera steg
O
Br
Br BrHO
O
Br
Br BrHO
O
OH CBr3
O
O CHBr3
pKa ~5 pKa ~25
3. ReaktionerC) Halogenering
F18
• Det är möjligt att klyva av en metylgrupp....
O
H
H H
O
O CHX3
HO
X2
kloroformbromoformjodoform
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
a) AldoladditionO
HHO
O
H
OH
• mekanism:O
H H
H H
O
H H
H
O
HO
HH
O
H
HO
HH
OH
H
H
HO
H2O
aldehyd + alkohol = aldol
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
b) Aldolkondensation
O
H H
H H
O
H H
H
O
HO
HH
O
H
H
H2O
O
HH
OH
H
H
• mekanism:
O
HHO
O
H
HO
O
HH
H• kondensation - vatten avspjälkas+ H2O
HO
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
c) Korsad aldolkondensation• två olika aldehyder
O
H
O
H
O
H
OHbas
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
c) Korsad aldolkondensation• lösning: använd en aldehyd utan α-väten
O
H HH
H
O
H bas
O
H
OH
α-väten inga α-väten
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
d) Claisen-Schmidt-reaktion• aldehyd utan α-väten plus keton
Ludwig Claisen(1851-1930)
O
OH
värme
OO
H2
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
e) Cykliska aldolreaktioner
Bas
O
OH H
O
OH
O
O
H
Bas-H
O
HO
H
Bas
O
+ OH + Bas-H
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
e) Cykliska aldolreaktionerO
OH
HH
Bas
O
OH
H
O
O
HH
Bas-H
O
HO
HH
Bas
OH
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
e) Cykliska aldolreaktioner
O
OH
HH
OH
O
OH H
O
• vilken produkt bildas mest av?
3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper
F18
f) Sura aldolreaktioner• alla dessa reaktioner kan även ske surt:
H3O
H2O
O
HH H
O
H
H
H
H
O
H
H
H
H2O
enolen är nukleofil
protoneradketon ärelektrofil
OH
O
HH H
OH
H
O
HH H
OH2O
HH
3. ReaktionerE) α,β-omättade föreningar
F18
O
HH
OH
OO
OH
värme
OO
H2
O
HHO
O
Hαα
α
αα α ββ
β
βββ
3. ReaktionerE) α,β-omättade föreningar
F18
H
O
Nu
vanlignukleofiladdition
H
OH
Nu
H
O
Nu
konjugat-addition
H
Nu
OH
H
Nu
O
keto-formenol-form
3. ReaktionerE) α,β-omättade föreningar
F18
• exempel:
MeMgBr+
72% 20%
LiCuMe2 0% 100%
O
OH
MeO
Me
vanlignukleofiladdition
konjugat-addition
3. ReaktionerE) α,β-omättade föreningar
F18
H
O
akroleinrök
• mycket bra elektrofiler• irriterande och möjligen cancerframkallande
H2N
O
akrylamidtunnelborrning
chips
O
3. ReaktionerF) Michaelreaktionen
F18
• enolat som attackerar α,β-omättad förening
HO
O O
H H
O O
H
H2O
O
O
O
Arthur Michael(1853-1942)
O O
O
3. ReaktionerG) Robinsonannulering
F18
• Michaelreaktion plus cyklisk aldolkondensation
Sir Robert Robinson(1886-1975)
Nobelpris 1947
1) bildning av enolat
2) attack på α,β-omättnad
3) cyklisk aldolreaktion
4) kondensation
3. ReaktionerG) Robinsonannulering
F18
• Michaelreaktion plus cyklisk aldolkondensation
O
O
H
Bas
O
O
O
O
O
O
O
O
O
HH
H
H-Bas
Bas
O
O
O
HH
O
OH HO
O
OH HHO
Bas
O
OH
H-Bas
