ORGANISCHE CHEMIE 1. Stoff der 22. Vorlesung: Reaktionen...

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1 Stoff der 22. Vorlesung: eaktionen... GANISCE CEMIE Vorlesung, Dienstag, 09. Juli 2013 I. eaktionen der Carbonylgruppe I. mit C-Nukleophilen Enole und Enolate Michaeladdition Aldol arald Schwalbe Institut für rganische Chemie und Chemische Biologie Goethe Universität Frankfurt Tel.: 49 (0) schwalbe@nmr.uni-frankfurt.de Literatur zur 22. Vorlesung: -Vorlesungsskript - Warren

2 Carbonylchemie C-Nukleophile Cyanid NaCN 2S 4 2 NC Grignard-eaktion 1. 2., 2 MgBr, Ether N-Nukleophile Primäre Amine zum Imin C N 2 Sekundäre Amine zum Enamin C N albaminal emiaminal N C - 2 Imin N N 2 rganolithiumverbindungen Wittig-eaktion (Ylid) Enolatreaktionen (C-Alkylierung) Enamine Enolester Silylenolether β-dicarbonylverbindungen Cuprate Aldolreaktion Mannich-eaktion Me Cu Me Li Methylcuprat N Ac 2 Cl 4 2 N N 2 diastereomere Produkte (voneinander trennbar) TMS-Cl Base Na ückfluss TMS Li C Aldol Me I MeI MeI Me 2N, 2C kat. Cl - 2 Ph3 P C 2 N N Iminiumsalze SiMe 3 MeI I I α Crotonaldehyd β NMe , 2 LiI K 2C 3 Aceton, ückfluss Ph 3 P Li 1. Base 2. K X MeI Li Me ydrazin zum ydrazon ydroxylamin zum xim 2 Claisen-Esterkondensation Dieckmann-Kondensation Michael-Addition Karpcho-Decarboxylierung Enon Base Et Me Et CMe 2N N 2 ydrazin 2N N ydroxylamin -Nukleophile ydrolyse ( 2 ) Alkohole (-) Enolatreaktionen (-Alkylierung) S-Nukleophile Thioalkohole (-S) Natriumhydrogensulfit (NAS 3 ) 1. NaEt, Et 2. 2 exandisäurediethylester Adipinsäurediethylester Et 1,5-Dicarbonylverbindung NaCl, DMS, 2, 160 C Et CMe β-ketoester 1. NaEt, Et 2. 2 C 2 Et Formaldehyd xim N ydrazon N 2 N 2 Et Et N ydrat emiacetal albacetal Enamin Et -Nukleophile NaB 4 oder: LiAl eduktionen 4 (LiAl 4, NaB 4 ) Et 1. Base 2. Vollacetal BF 3 Et 2 S S S S (Bortrifluoridetherat) X Et verdünnte S 3 Na Säure Na S 3 Schütteln, Eisbad I -I rac

3 Die Wittig eaktion

4 Enole Dimedon (5,5-Dimethoxycyclohexan-1,3-dion) 70 % 30 %

5 Keto-Enol-Tautomerie Aceton: Cyclohexanon: % 0.02 %

6 Katalyse der Einstellung des Keto-Enol- -Katalyse: Gleichgewichts Protonierung des Carbonyl-Sauerstoffs Abspalten eines Protons vom α-c 3

7 Katalyse der Einstellung des Keto-Enol- - -Katalyse: Gleichgewichts Abspalten eines Protons vom α-c Enolat

8 Vergleich der Aziditäten der Keto- und der Enol-Form Keto- Enol- E Enol- Keto- Deprotonierung G 0 Keto G 0 Enol Enolat

9 Elektronenverteilung im Enolat I α-c xianion Carbanion

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11 Elektronenverteilung im Enolat II Allylsystem Enolatsystem M M Elektronendichte am α-c größer

12 Chemie des Enols/Enolatanions Säurekatalysiert: Z E Basenkatalysiert: Z E

13 Deprotonierung unter kinetischer oder thermodynamischer Kontrolle G G B,B G B A G B B B KT

14 Deprotonierung unter kinetischer oder thermodynamischer Kontrolle TD-Kontrolle kinetische Kontrolle B B Z E Base: NaEt/Ethanol Temperatur: hoch Gleichgewichtsreaktion Base: LDA LDA: N Li Temperatur: niedrig (-78 C) kinetisch kontrollierte eaktion

15 Acidität ausgewählter org. Verb. pk a 5 pk a 9 Deprotonierung NC 9 Butan LDA 36 Acetonitril 25 N N N 2 4

16 Acidität ausgewählter org. Verb. pk a 5 pk a 9 Deprotonierung NC 9 Butan LDA 36 Acetonitril 25 N N N 2 4

17 Alkylierung von Enolaten: C-Alkylierung 1. Base 2. X ent-20 Produkte der C-Alkylierung B X B X

18 Alkylierung von Enolaten: -Alkylierung 1. Base 2. X Z 22-E Produkte der -Alkylierung

19 Vergleich von C- und -Alkylierung

20 Vergleich von C- und -Alkylierung harte Lewis-Base weiche Lewis-Base

21 Vergleich von C- und -Alkylierung Nukleophil 1. Base 2. X Elektrophil 1. Base 2. X ent-20 Produkte der C-Alkylierung Elektrophil Z 22-E Produkte der -Alkylierung

22 SAB-Prinzip hartes Seite des Nukleophils reagiert mit hartem Elektrophil weiche Seite des Nukleophils reagiert mit weichem Elektrophil : (C 3 ) 3 SiCl (TMS-Cl, Trimethylsilylchlorid) Produkte TMS Silylenolether Cl hart Enolester C: Alkyliodide (-I) Alkylbromide (-Br) weich

23 Beispiel -Alkylierung K Et K 2 C 3 Et C-Alkylierung B

24 Beispiel B Et K 2 C 3 -Alkylierung K Et C-Alkylierung LöMi, 100 C n Bu-X C-Alkylierung: -Alkylierung: Bu Bu Et Stereochemie unbestimmt Et

25 Beispiel B Et K 2 C 3 -Alkylierung K Et C-Alkylierung LöMi, 100 C n Bu-X C-Alkylierung: -Alkylierung: Bu Bu Et Stereochemie unbestimmt Et LöMi X C-Alkylierung -Alkylierung Dimethylformamid (DMF) Cl 54 % 46 % DMF I 99 % 1 % Aceton Cl 90 % 10 %

26 Acidität ausgewählter org. Verb. pk a 5 pk a 9 Deprotonierung NC 9 Butan LDA 36 Acetonitril 25 N N N 2 4

27 1,3-Dicarbonylverbindungen α β K 2 C 3 Aceton, ückfluss pk a ~10 pk a ~20 K MeI Me rac

28 Methylierung und Decarboxylierung Na Et 2 Verseifung eines Esters

29 Methylierung und Decarboxylierung Na C 2 Et 2 Verseifung eines Esters

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31 Methylierung und Decarboxylierung Na C 2 Et 2 Verseifung eines Esters C 2

32 Intramolekulare Doppelalkylierung Na NaEt Et Br Br

33 Intramolekulare Doppelalkylierung Na NaEt Et Br Br NaBr Br

34 Intramolekulare Doppelalkylierung Na NaEt Et Br Br Na - NaBr Br Br NaBr

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