Übungslösungen Organische Chemie 1 (13)

Ähnliche Dokumente
Übungslösungen Organische Chemie 1 (13)

O O. O Collins-Reagenz. AcO. K 2 CO 3 (MeOH) DIBAL-H (Tol) -78 C. COOH AcOH (H 2 O) OTHP

Übung zur Vorlesung Organische Chemie II Reaktivität (Dr. St. Kirsch, Dr. A. Bauer) Wintersemester 2008/09 O 2 N

Organische Chemie 1 Teil 2

Chemie für Biologen, Carbonylverbindungen / Carbonsäuren und ihre Derivate (Thema ) iii) Carbonsäure iv) Dicarbonsäure

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

7 Reaktionen von Carbonylverbindungen

ORGANISCHE CHEMIE 1. Stoff der 19. Vorlesung: Reaktionen...

Eliminierung nach E1 (Konkurrenzreaktion zu S N 1) OH H + - H 2 O. (aus H 3 PO 4 H 2 SO 4 ) - H + Stichpunkte zum E1-Mechanismus:

Aldehyde und Ketone Carbonylverbindungen

Claisen-Kondensation

Graphisches Inhaltsverzeichnis

Prof. Christoffers, Vorlesung Organische Chemie für Verfahrensingenieure, Umweltschutztechniker und Werkstoffwissenschaftler

Organische Synthese. Sommersemester 2012 Technische Universität München. Nachholklausur am

Totalsynthesen von Colchizin

6. Carbonyl-Verbindungen

Aufgabe 1) Ergänzen Sie Name oder Struktur und beantworten Sie die Fragen. (10 Punkte) Name:Tryptophan Name: Name: Enolat Name: Vollacetal

Inhaltsverzeichnis zu Kapitel 10. Aldehyde und Ketone

Claisen-Kondensation (Nucleophile Substitution am Acyl-C-Atom) Mechanismus der Claisen-Kondensation

Synthesen von Carbonsäuren: industrielle Verfahren

8 Carbonsäuren und Derivate

10. Die Carbonylgruppe : Aldehyde und Ketone - Nucleophile Addition

1.) Organometallverbindungen sind wichtige Reagenzien für C C-Bindungsbildungen. Der am Metall gebundene Kohlenstoff ist nukleophil (10 Punkte).

9 Reaktionen CH acider Verbindungen

Reaktionsmechanismen und Konzepte der Organischen Chemie

Inhaltsverzeichnis Carbonylverbindungen 3.3 Derivate von Carbonsäuren

10. Die Carbonylgruppe : Aldehyde und Ketone - Nucleophile Addition

Aldehyde und Ketone. Aldehyde C 2 H 5 H 3 C. H Propanal Propionaldehyd. H Ethanal Acetaldehyd. H Methanal Formaldehyd. Benzaldehyd.

Aldolreaktion und ihre Stereokontrolle. Stefan Benson und Tobias Brodmann

Moderne Aldol-Reaktionen

7. Syntheseübung WS 2008/09

Grundlagen der Organischen Chemie

Reaktionsmechanismen nach dem gleichnahmigen Buch von R. Brückner

13.1. Struktur der Carbonyl-Gruppe, Prinzipielle Reaktivität

5. Reaktionen neben der C=O-Gruppe

1. Klausur zum Praktikum Organische Chemie I für Studierende der Chemie und der Biochemie im SS 2000

Schriftliche Sessionsprüfung Organische Chemie. Teilprüfung OC I F. Diederich, C. Schaack. Herbstsemester 2015

9. Syntheseübung WS 2006/2007. Thapsigargine

Inhaltsverzeichnis Phosphor- und Schwefel-Yliden

Übung Nr. 13. Vorlesung Allgemeine Chemie II Teil Organische Chemie Frühjahrssemester Mi bzw. Fr

KW Alkene. Nomenklatur. Darstellung. Reaktionen. Elektrophile Additionen. Prof. Ivo C. Ivanov 1

Übung zum chemischen Praktikum für Studierende mit Chemie als Nebenfach Übung Nr. 5, 17./

Eine Auswahl typischer Carbonylreaktionen

Radikalische Substitution von Alkanen

CHE 172.1: Organische Chemie für die Life Sciences

7 Aldehyde und Ketone

O Br. o-xylol Wie könnte man folgende Verbindungen aus mono-substituierten Benzolen herstellen? Br

ALDEHYDE & KETONE. Referat über die Carbonylverbindungen: Aldehyde und Ketone Patrick König und Robert Bozsak LK C2 Sigmund-Schuckert-Gymnasium

Reaktionen der Ester. Basische Ester-Hydrolyse: Verseifung

Klausur Organische Chemie II für Biotechnoligen Prüfung 32330/32231

1.9. Aldehyde und Ketone (Carbonylverbindungen)

11. Syntheseübung WS 2006/2007

Stoff der Vorlesung 3

Zweite Klausur zur Vorlesung Grundlagen der Organischen Chemie

Organische Chemie III

Organische Chemie III

Organische Chemie III

2. Gruppe: Carbonsäuren und Derivate

a) Vervollständigen Sie das Freie-Enthalpie-Diagramm der Reaktion, indem Sie den zutreffenden Buchstaben A D in die leeren Kreise setzen:

Crom(VI)-Reagenzien. bzw. Reagenzien: a) K 2. SO 4 ( wasserhaltig ) b) CrO 3. CrO 7. , verd. H 2. , Aceton (Jones-Reagenz)

Organische Chemie I/II. Schreiben Sie bitte Ihre Lösungen ausschließlich auf diese Aufgabenblätter!

Reduktion und asymmetrische Reduktion. Monika Vogt und Stefanie Röker

Ester aus Carbonsäure-Salzen und Alkylhalogeniden (vgl. Kap. 2) S N. Methylester aus Carbonsäuren und Diazomethan (vgl. Kap. 2) P + OH.

Klausur zur Vorlesung OCII Reaktionsmechanismen WS 2008/2009

Reaktionsmechanismen nach dem gleichnahmigen Buch von R. Brückner

Seminar Organische Chemie für Biochemiker BBCM 1.7. Reaktionen an der CO-Gruppe

4. Alkene und Alkine : Reaktionen und Darstellung

Organische Experimentalchemie

12. Die Carbonylgruppe : Reaktionen in a-stellung

Hoch effiziente asymmetrische Katalyse durch doppelte Aktivierung von Nucleophil und Elektrophil Jun-An Ma und Dominique Cahard Angew. Chem.

Additionen an Carbonylverbindungen

Kohlenwasserstoffe. Alkane. Kohlenwasserstoffe sind brennbare und unpolare Verbindungen, die aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen aufgebaut sind.

Organische Chemie III

b) Sauerstoff-Nucleophile: Wasser H 2 O => Hydrate

VII INHALTSVERZEICHNIS

Organische Synthese (OCIII)

Organische Chemie III


Ketone gehären zu den Carbonylverbindungen. Sie tragen als funktionelle Gruppe eine nicht endståndige Carbonylgruppe. R 1 R 2

Organische Synthese. Sommersemester 2015 Technische Universität München. Nachholklausur am

Nucleophile Katalyse am Beispiel von 4-(Dimethylamino)pyridin

4. Alkene und Alkine : Reaktionen und Darstellung

Vergleichende Reaktionsmechanismen

ORGANISCHE CHEMIE 1. Stoff der 18. Vorlesung: Reaktionen... I. G, G ǂ. II. Kinetische und thermodynamisch kontrollierte Reaktionen

Stoff der Vorlesung 12

Wiederholungsklausur LÖSUNGEN. (ohne Gewähr)

Zweite Klausur zur Vorlesung Grundlagen der Organischen Chemie

N-Derivate von Aldehyden und Ketonen

Technische Universität Dresden Fachrichtung Chemie Modul OC II

Organische Chemie III

Übungsklausur mit Lösungen

Suzuki-Reaktion. - Kupplung einer Aryl- oder Vinylboronsäure mit einem Aryloder Vinylhalogenid - verläuft Palladiumkatalysiert

Organische Chemie für Biologen und Nebenfächler Übungsaufgaben für die Klausur

Totalsynthese von Citrafungin A

"# $!$ $% & ' (! % ) *" +! ( !"#

Übung zum chemischen Praktikum für Studierende mit Chemie als Nebenfach Übung Nr. 4, 09./

Std. Stoffklassen Konzepte & Methoden Reaktionen 2 Struktur und Bindung 2 Alkane Radikale Radikal-Reaktionen 2 Cycloalkane Konfiguration &

Organokatalyse durch asymmetrische

b) Zeichnen Sie die beiden möglichen Isomere der Aldol-Kondensation und bezeichnen Sie die Stereochemie der Produkte.

Lösungen zur Vorlesung Organische Chemie II Teil 2

Transkript:

Übungslösungen rganische Chemie 1 (13) 13.1 a) Die Carbonsäure reagiert zunächst mit CDI zum Imidazolid welches, genau wie die Carbonsäure selbst, aufgrund der 1,3-Dicarbonylbeziehungen stark enolisiert vorliegt. Intramolekulare Veresterung (Lactonisierung) führt zum Endprodukt. CDI, TF 0!25 C - C 2, - Imidazol b) Auch hier erfolgt zunächst Bildung des Carbonsäureimidazolids. Im zweiten Schritt greift das Grignard-Reagenz das Lacton von der sterisch leichter zugänglichen Seite (cis-verknüpfung des entspr. Fünfrings mit dem benachbarten Sechsring!) an, und das dabei entstehende Alkoxy-Anion ist räumlich ideal positioniert, um mit der Imidazolid- Gruppe unter Lactonbildung zu reagieren. C2 CDI, TF - C 2, - Imidazol Me-MgBr - TF MgBr 13.2 Die Sequenz beginnt mit einer decarboxylierenden Knoevenagel-Kondensation von Benzaldehyd mit Malonsäure. Die erhaltene Zimtsäure wird mit Ethanol verestert und anschliessend erfolgt eine Michael-Addition mit dem Enolat von Diethylmalonat. Erhitzen mit Anilin führt zur doppelten Acylierung des Stickstoffs unter Ausbildung eines Imids. C C 2(C 2 ) 2 Pyridin, Rückfluss Et 2 C C 2 Et C 2 Et 2! C 2 Et 2 C Et, 3 C C 2 Et Et C 2 (C 2 Et) 2 13.3 Unter dem Einfluss der Base findet zunächst eine aisen-, dann eine Dieckmann- Kondensation statt. ydrolyse des gebildeten Esters und Decarboxylierung ergibt Indan-1,3-dion. C 2 Et C 2 Et 1) AcEt, aet, Et!, C 2 Et 2) verd. 2 S 4 - Et, - C 2 18.12.2008 rganische Chemie I F. Diederich, C. Thilgen 1

13.4 Der erste Teil dieser Squenz beinhaltet eine Darzens-Glycidester-Synthese und stellt eine C 1 -omologisierung der Carbonylverbindung dar. Der gebildete Aldehyd kann z. B. mit atriumdichromat zur entsprechenden Carbonsäure oxidiert werden. C 2 C 2 Et 1), 2) 3 K-t-Bu, t-bu C 2 Et! a 2 Cr 2 7 2 2 - C 2 2 S 4 verd. C 2 C C 2 13.5 Cyclohexanon bildet mit Pyrrolidin unter wasserentziehenden Bedingungen ein Enamin, das sich in einer Michael-Addition an den α,β-ungesättigten Ester addiert. Alkalische ydrolyse spaltet sowohl das gebildete Iminiumion als auch den Ester und liefert somit 3-(2-xocyclohexyl)propansäure. Pyrrolidin, p-ts 1) Ethylacrylat Wasserabscheider 2) 2, - 2 C 2 13.6 Die Reaktionssequenz beginnt mit einer Dieckmann-Cyclisierung, gefolgt von einer Alkylierung des gebildeten Enolats. Im letzten Schritt erfolgt eine "Esterspaltung" des β-ketoesters und erneute Dieckmann-Cyclisierung. Et 2 C C 2 Et aet Et a C 2 Et MeI - ai C2 Et Et Et Et Et Et Et - Et Et 2 C Et 2 C 13.7 Es handelt sich hier um eine doppelte Mannich-Reaktion mit anschliessender Eliminierung: zunächst erfolgt Addition des Iminiumsalzes an die Lacton-Enolate, anschliessend wird die Mannich-Base mit Methyliodid quaternisiert und das Ammoniumsalz einer ofmann-eliminierung unterworfen. 1) I 2) MeI 3) ac 3, LDA 13.8 Es erfolgt eine Addition von Wasser (ydratisierung) an die α,β-ungesättigte Carbonylverbindung, gefolgt von einer Retro-Aldolreaktion. 18.12.2008 rganische Chemie I F. Diederich, C. Thilgen 2

2 ( ) [nicht konzertiert] 13.9 Die Base tert-butanolat abstrahiert das sauerste Proton des Substrats, worauf das resultierende Alkoholat den Benzaldehyd unter Bildung eines albacetal-anions nukleophil angreift. Letzteres addiert konjugiert (Michael-artig) an den α,β-ungesättigten Ester unter Bildung eines Acetals (n. b.: es handelt sich hier nich um eine Acetalisierung im klassischen Sinn, die eine sauer katalysierte Kondensation zwischen einem Alkohol (evtl. Diol) und einem Aldehyd oder Keton darstellt). Die Reaktion findet (bis zur Aufarbeitung) unter Gleichgewichtsbedingungen statt, weshalb das stabilste Diastereoisomer mit lauter äquatorialen Substituenten im Produktgemisch überwiegt (Selektivität: 95%). K t-bu 2 Si C K t Bu Me TF t-bu 2 Si Me Aufarb. - K t-bu 2 Si Me t-bu 2 Si 3 C 2 C Me 13.10 Propen wird radikalisch zum Allylbromid bromiert und anschliessend wird mit Dimethylsulfid nucleophil substituiert. Das Sulfoniumsalz wird mit BuLi zum Sulfoniumylid deprotoniert und dieses an Benzaldehyd addiert. Daraufhin erfolgt ein intramolekularer Ringschluss in Form einer nukleophilen Substitition unter Ausbildung eines xiranrings (Epoxid-Funktion). Br 2 Br 1) Me 2 S Me 2 S h! 2) BuLi - Me 2 S C Me 2 S SMe 2 rac rac 13.11 (R)-()-Limonen wird durch selektive ydroborierung an der nicht-cyclischen Doppelbindung mit anschliessender xidation in den entspr. 1 Alkohol überführt, der unter neutralen Bedingungen mit C 4 /P 3 in das Chlorid umgewandelt wird. Es folgt ein Friedel-Crafts-ähnlicher Angriff des mit Al 3 aktivierten Acylchlorids auf die Doppelbindung des Sechsrings. Dabei bildet sich ein 3 Carbeniumion als Primärintermediat, das mit der verbleibenden Doppelbindung unter Ringschluss reagiert. Abspaltung eines Protons aus der resultierenden Spezies führt zu einer α,βungesättigten Carbonylverbindung. Das Anellierungsprodukt enthält zunächst ein Gemisch mit cis- und trans-verknüpften Sechsringen und wird mit katalytischen 18.12.2008 rganische Chemie I F. Diederich, C. Thilgen 3

Mengen an Methanolat (Base) in das thermodynamisch stabilere trans-anellierte Gerüst überführt (Enolat mit sp 2 -hybridisiertem α-c-atom als Intermediat). ach katalytischer ydrierung der Doppelbindung wird ydrogenchlorid mit der starken, nicht nukleophilen Base tert-butanolat eliminiert. Um dabei ebenreaktionen (Enolatbildung und Folgereaktionen) zu verhindern, wird die Carbonylgruppe vorübergehend als cyclisches Acetal geschützt. ach Entfernen der Schutzgruppe wird die Carbonylgruppe schliesslich in einer Wittig-Reaktion methyleniert (zu erstellung und Verwendung des DIMSYL-Anions [= konjugierte Base des Lösungsmittels DMS (Dimethylsulfoxid)], s. Vorlesungspräsentation). B. D. MacKenzie, M. M. Angelo, J. Wolinsky, J. rg. Chem. 1979, 44, 4042-4045. S. auch: E. Breitmaier, Terpenes - Flavors, Fragrances, armaca, eromones, Wiley-VC, Weinheim, 2006, S. 129-130. 1.) B 2 6 2.) 2 2 P 3 /C 4 Al 3,C 3 2 (R)-()-Limonen Me 2 /Pt(cat) (cat.) C 3 C 2 1) C 2 C 2, 2) KtBu, Me 2 S 3 MeP 3) 3, 1,4-Dioxan Me 2 S, DIMSYL-Anion ()-Selinen Friedel-Craftsähnliche Reaktion via und 13.12 Der β-aminoaldehyd A lässt sich über eine Mannich-Reaktion darstellen. Während man bei der klassischen Reaktion ein Iminiumion, gebildet aus Benzaldehyd und einem Amin, mit dem Enol von Acetaldehyd (Ethanal) umsetzen würde (s. Vorlesungspräsentation), wurde kürzlich eine Variante beschrieben, bei der geschützte Imine eingesetzt werden. Als weitere Modifikation kann die Umsetzung mit der Aminosäure Prolin katalysiert werden (rganokatalyse) - wird diese dabei enantiomerenrein eingesetzt, erhält man das Produkt mit hoher Stereoselektivität ebenfalls (nahezu) enantiomerenrein. [Im Gegensatz zur klassischen Mannich-Reaktion ist die moderne Variante nicht C1-prüfungsrelevant]. J. W. Yang, M. Stadler, B. List, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 609-611: Prolinecatalysed Mannich reactions of aldehydes with --Imines. J. W. Yang, C. 18.12.2008 rganische Chemie I F. Diederich, C. Thilgen 4

Chandler, M. Stadler, D. Kampen, B. List, ature 2008, 452, 453-455: Proline-catalysed Mannich reactions of acetaldehyde. (S)-Prolin (20 mol.%) MeC, 0 C 2-3h A C 2 (S)-Prolin Die CC-Verknüpfung erfolgt ausgehend von A über eine Wittig-orner-Reaktion. Katalytische ydrierung der Doppelbindung liefert anschliessend die gesättigte Seitenkette. F. A. Davis, J. M. Szewczyk, Tetrahedron Letters 1998, 39, 5951-5954: Synthesis and applications of nonracemic β-amino aldehydes to the asymmetric synthesis of piperdines: ()-dihydropinidine. A Et P Et C 2 Et a, -78 C Et 2 / Pd C Et Bei der Umwandlung von C nach D erfolgt zunächst eine sauer katalysierte Abspaltung der -Schutzgruppe (= E1-Reaktion, s. Vorlesungspräsentation), gefolgt von einer sauer katalysierten intramolekularen Amidbildung zwischen Amino- und Esterfunktion (1. s. Gruppenübertragungspotentiale. 2. Zwar ist die Aminofunktion basischer als die Estergruppe, aber es geht hier nicht um eine stöchiometrische Protonierung - gezeigt ist vielmehr eine im Gleichgewicht evtl. nur in geringen Mengen vorliegende, aber im inblick auf die Reaktion produktive Spezies). Der letzte Schritt der Sequenz besteht in der Reduktion des Lactams (= cyclisches Amid) zu einem ein Amin (diese Reaktion ist Gegenstand der C2-Vorlesung). C TFA Et Et C 2 Isobuten 2 Et p-ts 2 Et Et D LiAl 4 18.12.2008 rganische Chemie I F. Diederich, C. Thilgen 5