Arzneistoff der Woche. Alkohole. Eliminierungen. Organische Chemie Agenda. Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

Transkript

1 Agenda Arzneistoff der Woche Alkohole Eliminierungen 1 Prof. Dr. Manfred Schubert-Zsilavecz

2 Dabigatran - Struktur 2 Prof. Dr. Manfred Schubert-Zsilavecz

3 Lucas-Test 3 Prof. Dr. Manfred Schubert-Zsilavecz

4 Alkohole - Synthesen Hydrolyse von Halogenalkanen mit NaOH oder Ag 2 O Reaktion von Grignardverbindungen mit Carbonylverbindungen Anlagerung von Wasser an Olefine (protonenkatalysiert) Hydroborierung-Oxidation Hydroxymercurierung Diazotierung primärer aliphatischer Amine

5 Alkohole - Synthesen Reduktion von Carbonsäurederivaten mit komplexen Hydriden Alkoholische Gärung

6 Phenole - Synthesen Alkalischmelze von Arylsulfonsäuren Hocksynthese Raschigverfahren

7 Hock sche Phenolsynthese Wichtiges Verfahren zur Herstellung von Phenol. Durch Spaltung von Cumolhydroperoxid, das durch Luftoxidation von Cumol zugänglich ist, mit verdünnten Säuren entsteht Phenol. Als Co-Produkt fällt Aceton an. 7 Prof. Dr. Manfred Schubert-Zsilavecz

8 Diole Ausgewählte Reaktionen Glycolspaltung Malaprade (mit Periodsäure, H 5 IO 6 ) Criegee (Bleitetraacetat) Beide Reaktionen sind oxidative Spaltungen, die über cyclische Ester verlaufen. Als Endprodukte werden Carbonylverbindungen erhalten.

9 Eliminierungen Eine Abspaltung zweier Atome oder Gruppen aus einem Molekül, ohne dass andere Gruppen an ihre Stelle treten, heißt Eliminierungs-Reaktion. Bei einer 1,1- oder α-eliminierung stammen beide Gruppen vom gleichen Atom, bei der häufigeren 1,2- oder β-eliminierung von benachbarten Atomen.

10 E1-Eliminierungen Bei einer E1-Eliminierung ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt die Abspaltung der Abgangsgruppe L - unter Bildung eines Carbokations. Die Eliminierung wird durch einen zweiten, schnellen Schritt abgeschlossen, in dem ein Proton abgegeben wird. Greift ein Nucleophil das Carbokation schneller an, als das Proton abgespalten wird, kommt es zu einer Substitution (über einen S N 1-Mechanismus) anstelle einer Eliminierung.

11 E2-Eliminierung Bei einer E2-Eliminierung werden H + und L - gleichzeitig in einem konzertierten, bimolekularen geschwindigkeitsbestimmenden Schritt abgespalten.

12 E1cb-Eliminierung Bei einer E1cB-Eliminierung wird die neutrale Ausgangsverbindung in einem vorgelagerten Säure- Basen-Gleichgewicht zu ihrer konjugierten Base deprotoniert. Die Abspaltung der Abgangsgruppe L - von der konjugierten Base im zweiten, unimolekularen Schritt ist geschwindigkeitsbestimmend.

13 Regioselektivität von Eliminierungen thermodynamisch stabiler endocyclisch exocyclisch Im geschwindigkeitsbestimmenden Schritt der E1-Dehydrobromierung von 1-Brom-1-methylcyclohexan entsteht ein tertiäres Carbokation. Eine rasche Deprotonierung an einer der beiden benachbarten Positionen schließt die Reaktion ab.

14 Regioselektivität von Eliminierungen Eine Reaktion, bei der regioselektiv das stabilere Alken entsteht, gehorcht der Saytzev-Regel, nach der das thermodynamisch stabilere, höher substituierte Isomer gebildet wird.

15 Umlagerungen bei E1-Eliminierungen Bildung des stabileren Carbokations durch Hydridverschiebung

16 Hofmann-Eliminierungen Die linke Reaktion ist eine E2-Eliminierung, bei der überwiegend das Produkt der Hofmann-Eliminierung entsteht (dieses ist thermodynamisch weniger stabil, wird aber schneller gebildet), während bei der rechts gezeigten Reaktion hauptsächlich das Produkt der Saytzev-Eliminierung gebildet wird (das thermodynamisch stabiler ist).

17 Stereochemie von E2-Eliminierungen Die π-bindung kann im Übergangszustand einer konzertierten Reaktion nur dann gebildet werden, wenn die C-H- und die C-L-σ- Bindungen im Edukt coplanar sind. Für die π-bindung müssen die p-orbitale überlappen, die bei der Spaltung der C-H- und C-L- Bindung entstehen. Diese Orientierung der Orbitale läßt sich nur dann erreichen, wenn H und L entweder anti-periplanar oder synperiplanar sind.

18 Stereochemie von E2-Eliminierungen In der anti-periplanaren Anordnung sind die C H- und die C Lσ-Bin-dung in einer gestaffelten anti-konformation. In der synperiplanaren An-ordnung sind diese beiden Bindungen dagegen ekliptisch. In den weitaus meisten Fällen laufen Eliminierungen über einen anti-periplanaren Übergangszustand ab. Dies beruht zumindest zum Teil darauf, daß die synperiplanare Anordnung weniger stabil (da ekliptisch) ist.