Reaktionsmechanismen nach dem gleichnahmigen Buch von R. Brückner

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1 eaktionsmechanismen nach dem gleichnahmigen Buch von. Brückner Kap. 9 Addition von eteroatom-cleophilen an Carbonylverbindungen & Folgereaktionen... Dr. ermann A. Wegner hermann.wegner@unibas.ch Gleichgewicht bei Additionsreaktionen an Carbonylverbindungen < ~ 120º et (mehrstufig) et < ~ 109º Substituenten-effekt im Edukt Sterische inderung des Produkts Konsequenz für Gleichgewichtslage Alkyl Alkyl stabilisiert mehr signifikant auf Eduktseite Alkyl stabilisiert mehr vorhanden = eferenz = eferenz destabilisiert deutlich vorhanden destabilisiert außerordenlich vorhanden auf Produktseite

2 Gleichgewicht bei Additionsreaktionen an Carbonylverbindungen Faustregel Substituenten mit +-I-Effekt stabilisieren C=- Doppelbindung, Abnahme der Additionsprodukte: C(=) > C(=) > C(=) noch besser Stabilisierung der C=-Doppelbindung durch +-M-Effekt (Alkenyl-, Aryl-), keine albacetale, etc. Elektronenziehende Substituenten destabilisieren zwitterionische Grenzformel, erhöhte Triebkraft für Additionsreaktionen an akzeptorsubstituierten C=- Doppelbindungen albacetalbildung k Add 3 k retro 3 ~ Prinzip der mikroskopischen eversibilität Wenn ein Molekül A sich über einen bestimmten Mechanismus in eine Molekül B umwandelt, erfolgt die entsprechende ückreaktion von B nach A über denselben Mechanismus.

3 Cyanhydrinbildung a C 2 S 4 C + 2 S 4 2 S 4 C a S 4 S 4 ligomerisierung von Aldehyden 2 2 viele 2 viele Male analog

4 Acetalisierung für = 3, S 3, gelegentlich für = 3 4 ~ gelegentlich für = 3 4 für = 3, S 3, Kondensationsreaktionen mit Stickstoff- cleophilen ~ X (kat. oder stöchiom. Mengen) -Aufarbeitung rasch bei aumtemp. 3 3 spätestens bei basischer Aufarbeitung

5 Bildung von Enaminen ~ kat p-ts, azeotrope Abdestillation des freiwerdenden 2 Was Sie wissen sollten... Gleichgewicht bei Additionsreaktionen an Carbonylverbindungen albacetalbildung Prinzip der mikroskopischen eversibilität Cyanhydrinbildung ligomerisierung von Aldehyden Acetalisierung [(,), (,), (S,S), gemischte,...] Kondensationsreaktionen mit Stickstoff-cleophilen Bildung von Enaminen

6 eaktionsmechanismen nach dem gleichnahmigen Buch von. Brückner Kap. 10 Addition von -cleophilen & von Metallorganylen an Carbonylverbindungen Dr. ermann A. Wegner Chemoselektivität bei Addition von -cleophilen ab 4, Me/C 2 Cl 2 78ºC CeCl 3 ab 4, Me Luche-eduktion Li B(sBu) 3 ibu 2 Al Al Me 2 ab 4, Me/C 2 Cl 2 78ºC CeCl 3 ab 4, Me

7 Diastereoselektivität bei Addition von -cleophilen an cyclische Carbonylverbindungen Li B(sBu) 3 konvexe Seite konkave Seite konkave Seite Li B(sBu) 3 93 : 7 LiAl 4 8 : 92 konvexe Seite Endo vs. exo unterscheidet die Lage unterhalb bzw. ausserhalb eines konkaven Bereiches eines gewölbten Moleküles. Diastereoselektivität bei Addition von -cleophilen an!-chiral acyclische Carbonylverbindungen mittel groß Bürgi-Dunitz-Winkel: 103º Bürgi-Dunitz-Winkel: 103º 2 mittel groß Bürgi-Dunitz-Winkel: 103º M (oder 2) groß groß = mittel mittel 2 = 2 = Cram Felkin-Anh Cram-Chelat

8 Curtin-ammett-Prinzip Das Curtin-ammett-Prinzip besagt, dass die Lage des Gleichgewichtes zwischen den Konformeren des Eduktes ca/cb nicht die Produktzusammensetzung bestimmt. Entscheidend für die Produktzusammensetzung ist die Differenz der freien Enthalpien der beiden Übergangszustände der eaktionen und. (Das darf nicht mit der Differenz der beiden freien Aktivierungsenthalpien verwechselt werden!) Felkin-Anh vs. Cram-Chelat? Variation der Lewis-Acidität des -cleophils C 2 Ph C 2 Ph C 2 Ph Zn(B 4 ) 2 Li B(sBu) 3 95 : 5 10 : 90 Variation der Schutzgruppe = C 2 Ph = SiMe 2 98 : 2 5 : 95

9 Diastereoselektivität bei Addition von -cleophilen an "-chiral acyclische Carbonylverbindungen (Me/TF + Et 2 B ->) MeBEt 2 Et Et B ab 4 2 B Et Et 2 B Et Et Ac ( 2 Et); Me [ B(Me) 3 ] arasaka-prasad-eduktion Me 4 B(Ac) 3 Ac/ 3 CC Et Et B + 2 Et B Et wässrige Aufarbeitung Addition von Metallorganylen an Carbonylverbindungen Umsetzung sterisch anspruchsvoller Grignardverbidnungen mit sperrigen Ketonen Br Mg MgBr MgCl Cl Mg verd. Cl Br Mg verd. Cl Cl Mg

10 Konkurrenz von 1,2- vs 1,4-Addition MeM M M wässrige 4 Cl wässrige 4 Cl M = MgI M = Li 86 : 14 >99 : <1 1,4-Addition Struktur von Kupferorganylen 2 BuLi 2 2 C=C MgBr CuI ( LiI) CuBr SMe 2 ( MgBr 2 ) C ZnI CuC 2 LiCl oder CuC 2 LiBr ( 2 Lial) Bu 2 CuLi ( 2 C=C) 2 CuMgBr C Cu(C)Znal / Me 3 SiCl Bu 1 C Gilman ormant Knochel

11 Was Sie wissen sollten... Chemoselektivität bei Addition von -cleophilen Diastereoselektivität bei Addition von -cleophilen (cyclisch,!-, "-chiral,...) Cram, Felkin-Anh, Cram-Chelat Curtin-ammett-Prinzip Addition von Metallorganylen an Carbonylverbindungen Konkurrenz von 1,2- vs 1,4-Addition 1,4-Addition Struktur von Kupferorganylen (Gilman, ormant, Knochel,...)