ORGANISCHE CHEMIE 1. Stoff der 21. Vorlesung: Reaktionen... I. Reaktionen der Carbonylgruppe I. mit C-Nukleophilen Grignard Organolithium Wittig

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1 Stoff der 21. Vorlesung: eaktionen... GANISCE CEMIE Vorlesung, Freitag, 05. Juli 2013 I. eaktionen der Carbonylgruppe I. mit C-Nukleophilen Grignard rganolithium Wittig arald Schwalbe Institut für rganische Chemie und Chemische Biologie Goethe Universität Frankfurt Tel.: +49 (0) schwalbe@nmr.uni-frankfurt.de Literatur zur 21. Vorlesung: -Vorlesungsskript - Warren

2 Carbonylchemie C-Nukleophile Cyanid NaCN 2S 4 2 NC Grignard-eaktion , 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 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 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 Carbonylchemie Elektrophil: Nukleophil: C C S N

4 Metallorganische Verbindungen EN = 3.5 EN = 1.0 Li Li + Li EN = 2.5 C EN = 2.5 C MgX + MgX

5 Grignardreaktion MgBr 1., Ether 2. +, 2 90 % Ausbeute, rac + MgBr BrMg

6 eaktionen mit rganolithiumverbindungen , 2 Li + Li 89 % Ausbeute

7 Wie stellt man rganolithiumverbindungen her? MeCl 2 Li, Et 2 MeLi + LiCl Br Me 2 Li, Et 2 Li Me + LiBr

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9 Lösungsmittel für Grignardreaktion und für eaktionen mit rganolithiumverbindungen TF (Tetrahydrofuran) Diethylether (Ether) Dioxan Dimethoxyethan (DME) 1. Ether sind unreaktiv 2. Grignardverbindungen lösen sich in Ether Mg X

10 Kommerzielle rganolithium- und Grignardverbindungen Me Li Methyllithium Me MgX Methylmagnesiumhalogenid (X = Cl, Br, I) Li n-butyllithium Et MgBr Ethylmagnesiumbromid Li sec-butyllithium Bu MgCl Butylmagnesiumchlorid Li tert-butyllithium MgX MgX Allylmagnesiumhalogenid (X = Cl, Br) Phenylmagnesiumhalogenid (X = Cl, Br)

11 eaktionen von Alkinen und rganometallverbindungen Me + EtMgBr Propin TF 20 C Me MgBr + Ethan + NaN 2-78 C C Na + N 3 Ethin Me Propin BuLi TF Me Li rac

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13 Interessante Anwendungen von rganometallverbindung Me Me 1. Li 2. +, 2 Estron Ethinylestradiol Estrogene Komponente der Kombinationspille

14 Carbonylverbindungen und Grignardverbindungen

15 erstellung von Carbonsäuren mit Grignardverbindungen MgBr 1.C 2, Et , 2 C BrMg MgBr +

16 erstellung von primären Alkoholen aus Formaldehyd und Grignardverbindungen Cl Mg, Et 2 MgCl 1.C , 2 C 2 MgCl + MgCl

17 erstellung von sekundären Alkoholen aus Aldehyden und Grignardverbindungen 1. 2 MgBr , BrMg 2 MgBr 1 1 2

18 Grignardreaktion mit Ester 2 MgBr 1 1 2

19 Grignardreaktion mit Ester MgBr

20 Grignardreaktion mit C? 2 MgBr MgBr

21 Grignardreaktion in der Übersicht MgBr 2. +, MgBr 2. +, 2 Formaldehyd -> prim. Alkohol 2 Aldehyd -> sek. Alkohol MgBr 2. +, MgBr , Keton -> tert. Alkohol Ester -> tert. Alkohol

22 Was ist reaktiver: Keton oder Ester?

23 Was ist reaktiver: Keton oder Ester?

24 Wittig-eaktion Ph3 P C 2 PPh 3 C 2 + Ph 3 P zyklisches xaphosphetan 86% Ausbeute Bei der Wittig-eaktion wird eine Carbonylgruppe in eine C=C-Doppelbindung überführt. Somit können zwei organische Verbindungen durch eine Doppelbindung verknüpft werden.

25 Darstellung des Wittig-eagenzes Br azides Proton PPh 3 PPh 3 PPh 3 PPh 3 BuLi Br Phosphoniumsalz Ylid Phosphoran

26 Mechanismus der Wittig-eaktion PPh 3 Ph 3 P CPh + Ph PPh 3 Ph xaphosphetan- Intermediat 65% Ausbeute

27 Stereoselektivität PPh 3 n-c C 11 91% Ausbeute, alles Z C Et 2 C Et PP % Ausbeute, alles E

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29 Stabilisierte und nicht-stabilisierte Ylide stabilisiertes Ylid unstabilisiertes Ylid PPh 3 PPh 3 PPh 3 =,, Alkyl = Alkyl

30 Georg Wittig Georg Wittig Born: 16 June 1897, Berlin, Germany Died: 26 August 1987, eidelberg, West Germany Affiliation at the time of the award: University of eidelberg, eidelberg, Federal epublic of Germany Prize motivation: "for their development of the use of boron- and phosphoruscontaining compounds, respectively, into important reagents in organic synthesis" Field: rganic chemistry

31 Nobel lecture

32 Nobel lecture

33 Die Wittig eaktion

34 Die Wittig eaktion

35 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