Föreläsning 18 F18 - chem.lu.se amp;Bioteknik/OrganAK/F18.pdf · PDF...

Click here to load reader

  • date post

    09-Apr-2019
  • Category

    Documents

  • view

    251
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Föreläsning 18 F18 - chem.lu.se amp;Bioteknik/OrganAK/F18.pdf · PDF...

Karbonylkolets kemi III Kapitel 18

1) Introduktion2) Keto-enoljmvikten

Frelsning 18 F18

A) RacemiseringB) AlkyleringC) HalogeneringD) Addition till karbonylkolE) ,-omttade freningarF) MichaelreaktionenG) Robinsonannulering

3) Reaktioner

1. Introduktion Vad r det fr gemensam nmnare mellan

Hallandsstunneln och vanliga chips?

F18

1. Introduktion

rimlig resonansform

O

O O

F18

1. Introduktion Karbonylgruppen r kraftigt polr Den kan attackeras av nukleofiler

O

X

Nu

O

XNu

X = H, R

OH

XNu

F16

X = lmnande grupp

O

Nu+ X F17

F18

1. Introduktion Karbonylgruppen r kraftigt polr -vten r sura

O

H H

Bas nukleofil(enolat)

O

F18

1. Introduktion Karbonylgruppen r kraftigt polr Enolat kan attackera andra

karbonylfreningar

F18O

X

O

X = H, ROH

X

O

X = lmnande grupp

O+ X

O

O

X

O

O

X

elimination

F18

F19

2. Keto-enoljmvikten-vten r sura

F18

OH

pKa ~1618

O

OH

pKa ~5

HpKa ~5052

O

HpKa ~1920

HpKa ~4044

O

pKa ~40-50

H

2. Keto-enoljmvikten-vten r sura

induktiv effekt:

F18

resonans:

O

H

O

H

O

H

2. Keto-enoljmviktensyrastyrkor

F18

O

H H

H

O

H H

O O

HH H

H

O O

EtOH H

OEt

O

2. Keto-enoljmviktenKeto-formen str i jmvikt med enol-formen

F18

O

H H

Bas

O

H

O

H

H-Bas

OH

H

keto-form enol-form

baskatalyserat:

2. Keto-enoljmviktenKeto-formen str i jmvikt med enol-formen

F18

keto-form enol-form

syrakatalyserat:

O

H H

H3O

O

H

H

H

H2O

OH

H

+ H3O

2. Keto-enoljmviktenKeto-formen str i jmvikt med enol-formen

F18

jmviktslget 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

varfr etoxid som bas?

O

EtO OEt

O

H

Br

O

EtO OEt

O

H

+ BrSN2

3. ReaktionerC) Halogenering

F18

Det r mjligt att klyva av en metylgrupp....

O

H

H H

HO

O

H

H

Br Br

O

H

H Br

+ Br

elektrondragande grupp ger nnu

surare vten

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 r mjligt 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 avspjlkas+ H2O

HO

3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper

F18

c) Korsad aldolkondensation tv olika aldehyder

O

H

O

H

O

H

OHbas

3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper

F18

c) Korsad aldolkondensation lsning: anvnd en aldehyd utan -vten

O

H HH

H

O

H bas

O

H

OH

-vten inga -vten

3. ReaktionerD) Addition till karbonylgrupper

F18

d) Claisen-Schmidt-reaktion aldehyd utan -vten plus keton

Ludwig Claisen(1851-1930)

O

OH

vrme

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 ven ske surt:

H3O

H2O

O

HH H

O

H

H

H

H

O

H

H

H

H2O

enolen r nukleofil

protoneradketon relektrofil

OH

O

HH H

OH

H

O

HH H

OH2O

HH

3. ReaktionerE) ,-omttade freningar

F18

O

HH

OH

OO

OH

vrme

OO

H2

O

HHO

O

H

3. ReaktionerE) ,-omttade freningar

F18

H

O

Nu

vanlignukleofiladdition

H

OH

Nu

H

O

Nu

konjugat-addition

H

Nu

OH

H

Nu

O

keto-formenol-form

3. ReaktionerE) ,-omttade freningar

F18

exempel:

MeMgBr+

72% 20%

LiCuMe2 0% 100%

O

OH

MeO

Me

vanlignukleofiladdition

konjugat-addition

3. ReaktionerE) ,-omttade freningar

F18

H

O

akroleinrk

mycket bra elektrofiler irriterande och mjligen cancerframkallande

H2N

O

akrylamidtunnelborrning

chips

O

3. ReaktionerF) Michaelreaktionen

F18

enolat som attackerar ,-omttad frening

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 p ,-omttnad

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