Organische Chemie 1 – Teil 2 - Goethe

Inhalte der 8. Vorlesung:
2.5 Chemie des Enolatanions
2.6 Enolat-Analoga
2.8 1,3-Dicarbonylverbindungen/ß-Dicarbonylverbindungen
2.9 α,β-ungesättigte Carbonylverbindungen
Organische Chemie 1 – Teil 2
8. Vorlesung Freitag 03.07.2015
Harald Schwalbe
Institut für Organische Chemie und Chemische Biologie
Goethe Universität Frankfurt
Büro: N160 / 3. OG /Raum Nr. 313
Ext. +49 (0)69 / 798-29737
3. Juli 2015
Regioselektivität der C-Alkylierung
O
O
Me
O
Me
Base
Me +
MeI
2,2-Dimethylcyclohexanon
Me
Me
2,6-Dimethylcyclohexanon
O
O
Abbildung 124 C-Methylierung von 2-Methylcyclohexanon
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
+ Mehrfachalkylierungen
Regioselektivität der C-Alkylierung
O
O
Me
Me-I
Me
Me
LDA,-78°C,
THF
Abbildung 125 Synthese von 2,6-Dimethylcyclohexanon aus 2-Methylcyclohexanon und
Methyliodid mit der Base Lithiumdiisopropylamid (LDA) bei -78 °C.
O
O
Me
Me-I
NaOEt, EtOH,
Rückfluss
Me
Me
+ Mehrfachalkylierungen
Abbildung 126 Synthese von 2,2-Dimethylcyclohexanon aus 2-Methylcyclohexanon und
Methyliodid mit der Base Natriumethanolat in Ethanol unter Rückfluss.
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Enamine als Enolat-Analoga
I
N
I
MeI
N
O
N
H
+
N
H+
H
+
H
C
I
H
N
MeI
2 diastereomere Produkte
(voneinander trennbar)
Iminiumsalze
Abbildung 127 Verwendung von Enaminen zur selektiven Alkylierung von
unsymmetrischen Carbonylverbindungen
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Enolester – Zwischenstufe zum gewünschten Produkt
O
O
O
O
Ac 2O
O
+
HClO 4
23
O
O
Li
Me
MeLi
(1.Äquivalent)
24
O
O Li
H 3C
I
+ LiI
O
24
+
MeLi
(2.Äquivalent)
Li O
Abbildung 128 Selektive Methylierung von 2-Methylcyclohexanon über die
Zwischenstufe der Enolester
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Silylenolether – Zwischenstufe zum gewünschten Produkt
Me
O
Si
TMS-Cl
OTMS
O
Me
Li
Me
+
Base
O
O Li
MeLi
Me
H3C
I
+ LiI
Abbildung 129 Bei der Reaktion von 2-Methylcyclohexanon mit Trimethylsilylchlorid (TMS-Cl)
und einer Base bilden sich die Silylenolether, die wieder aufgetrennt werden können.
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
1,3-Dicarbonylverbindungen/ß-Dicarbonylverbindungen
der C-Alkylierung
O
O
O
β
R
1
2
K2CO3
3
α
H
H
pKa ~10
O
O
R
R
Aceton,
Rückfluss
pKa ~20
O
O
O
K
O
R
MeI
R
Me
rac
Abbildung 130 Methylierung einer 1,3-Dicarbonylverbindungen
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
O
1,3-Dicarbonylverbindungen
O
O
Diethylmalonat
O
O
HOOC
O
COOH
Malonsäure
O
Ethylacetylacetonat
O
Abbildung 131 Häufig verwendete 1,3-Dicarbonylverbindungen
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Die Decarboxylierung
O
O
O
O
O
NaOH
OEt
R
+ CO2
H2O
O
R
Verseifung
eines Esters
R
+
H
+
H
O
H
O
OH
O
R
O
R
R
+ CO2
Abbildung 132 Mechanismus der Decarboxylierung einer β-Carbonylverbindung
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Die Krapcho-Decarboxylierung
O
O
O
O
O
NaOH
O
O
O
+
MeO
Cl
O
O
R
O
H
H
Br
H
C
NaCl, DMSO,
H 2O, 160 °C
COOMe
O
+ MeCl
O
+ NaBr
"KarpchoDecarboxylierung"
O
O
S
H+
H 3C
O
O
R
O
+ CO 2
CH 3
DMSO
(Dimethylsulfoxid)
R
Abbildung 133 Synthese einer organischen Verbindung unter Verwendung einer 1,3Dicarbonylverbindung und der Decarboxylierung unter Krapcho-Bedingungen
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Intramolekulare Reaktionen treten in Konkurrenz zur
Decarboxylierung
Abbildung 134 Synthese eines Cyclobutanderivates durch eine intramolekulare Reaktion
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Doppelalkylierung von 1,3-Dicarbonylverbindungen
O
O
O
Wie führen wir an dieser weniger aziden Position einen
organischen Rest R ein?
Abbildung 135 1,3-Dicarbonylverbindung mit zwei unterschiedlich aziden Positionen
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
Doppelalkylierung einer 1,3-Dicarbonylverbindungen
O
O
O
NaH
Na
O
O
O
O
H
Bu
O
O
X
Na
R´
O
X
R´
R
Li
O
R
O
Na
O
+ LiX
+ NaX
+ Butan
reaktivere (nukleophilere)
Position !
Abbildung 136 Zweifache Alkylierung einer 1,3-Dicarbonylverbindung
3. Juli 2015
Li
OMe
OMe
R
O
O
+ H2
O
Na
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
α,β-ungesättigte Carbonylverbindungen
O
O
δ−
1
2
δ+
δ−
3 α
4
δ+
O
K
Nu
hartes Nukleophil
β
O
Nu K(ation)
K
Nu
weiches Nukleophil
Abbildung 137 Die nukleophile Addition an eine α,β-ungesättigte Carbonylverbindung
hängt von der Chemie des Nukleophils ab (HSAB-Prinzip)
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung
1,4-Addition: Prostaglandine als Synthesebeispiel
Me
Cu
Me
Li
O
O Li
O
O
R
+
R
trans
Methylcuprat
rac
HO
Me
Abbildung 139 Grundstruktur der
Prostaglandine
O
Li O
[R´-Cu-R´]Li
R
rac
R´
Synthese dieser Vorstufe?
Abbildung 138 Reaktion von Methylcuprat
mit Cyclopent-2-enon unter 1,4-Addition
O
R´
R´
O
X
R
rac
R
+
R´
rac
R´
+ LiX
Enolat
trans-Anordnung bevorzugt
Abbildung 140 Teil der Prostaglandin-Synthese aus Cyclopent-2-enon durch 1,4Addition eines Cuprats und anschließender nukleophiler Reaktion des Enolats
3. Juli 2015
Organische Chemie 1 - Teil 2 - 8.Vorlesung