Szerves kémiai szintézismódszerek 5. Szén-szén többszörös kötések kialakítása: alkének Kovács Lajos 1
Alkének el állítása X Y FGI C C C C C C C C = = a d C O + X C X C X = PR 3 P(O)(OR) 2 SiR 3 SO 2 R Wittig Horner-Wadsworth-Emmons Peterson Julia X C a C O + X C d C C O X O X + C C 2
Foszfor-ilidek reakciója karbonilvegyületekkel 1. A Wittig-reakció A reakció valószín ő mechanizmusa: 3
Georg Wittig (1897-1987) Nobel-díj: 1979 (H. C. Brown-nal megosztva) Az (E)-alkének képz ı désének kedvez ı körülmények: R 1 H E C C H Wittig-reakció 2. A reagensek el ı állítása és a reakció jellemz ı i Pa foszfóniumsók el ı állítása: PPh 3 P + X-CH 2 -R 6 Ph 3 P + -CH 2 -R X - Pegyszerő ilidek in situ el ı R 2 állítása: PPh 3 P + -CH 2 -R X - + C 4 H 9 Li 6 Ph 3 P=CH-R + LiX + C 4 H 10 Pa stabilizált ilidek preparálhatók: PPh 3 P + -CH 2 -CONH 2 Cl - + NaOH 6 Ph 3 P=CH-CONH 2 + NaCl + H 2 O A (Z)-alkének képz ı désének kedvez ı körülmények: R 1 R Z 2 C C H H Ptermodinamikus kontroll Papoláris vagy protikus oldószerek Pstabilizált ilidek (R = CN, COR, CO 2 R stb.) Pkinetikus kontroll Ppoláris vagy protikus oldószerek Pegyszerő ilidek (R = alkil, aril stb.) 4
Wittig-reakció 3. Alkalmazások O H 2 ekv. PPh 3 2,1 ekv. CHI 3 6 ekv. t BuOK THF I I H -HI I 90-95 % 5
Wittig-reakció 4. Az A-vitamin-acetát (egyik) ipari szintézise O aceton OH - O H O citrál pszeudojonon O -H O + O α-jonon β-jonon, 75-85 % 2 1 3 4 6 5 7 OH 8 9 10 11 (E) 13 15 12 14 A-vitamin-acetát OAc PPh 3 O OAc 1. MeOH, -30 C 2. NaOMe, 0-2 C, 15 min 3. ellenáramú extrakció (-Ph 3 PO) 4. I 2 [izomerizáció: 30 % (11Z)-izomer] BASF-eljárás; 40-50 USD/kg; évi szükséglet: ca. 3000 t (Pure Appl. Chem., 1994, 66, 1509-1518) A-vitamin 6
Foszfonátok reakciója karbonilvegyületekkel 1. A Horner-Wadsworth-Emmons reakció A reakció valószínő mechanizmusa: 7
A Horner-Wadsworth-Emmons reakció 2. Alkalmazások 8
Szilánok felhasználása alkének el állítására. A Peterson-reakció A reakció mechanizmusa bázikus közegben (szinelimináció): 9
Pkevésbé érzékeny sztérikus gátlásra, mint a Wittig-reakció Pnukleofil szubsztitúcióra érzékeny csoportokat is megtő r Pa szilánokat gyakran külön elı kell állítani Páltalában E,Z keveréket ad Pha az intermedier szilanolokat savas közegben reagáltatjuk, elsı sorban Z- alkének képzı dnek, bázikus közegben E-alkének A Peterson-reakció 2. A reakció jellemzı i Savas közegben transz-elimináció játszódik le: 10
Szulfonok reakciója karbonilvegyületekkel: E-alkének el állítása A Julia-reakció Az elimináció mechanizmusa: 11
A Julia-reakció 2. Alkalmazások PA reakció jó szelektivitással ad E-alkéneket PÉrzékeny funkciós csoportok nem lehetnek jelen PSzámos módosítást végeztek a reakción (Kocienski, Lythgoe, Markó) 12
Karbonilvegyületek kondenzációja alacsony vegyérték titán jelenlétében A McMurry-reakció Ti(0)/Ti(II) (-TiO 2 ) 13
A McMurry-reakció 2. Alkalmazások PNem túl magas hozamokat ad, különösen aszimmetrikus alkének esetében 14
Terminális alkének el állítása egy titánmetilén vegyülettel gyenge bázis A Tebbe-reakció µ-kloro-bisz(η ciklopentadienil)- (dimetilalumínium)- µ-metiléntitán 5-15
Metatézis 1. Egy hihetetlen reakció Richard R. Schrock, Robert H. Grubbs, Yves Chauvin: megosztott kémiai Nobel-díj, 2005 16
Metatézis 2. A reakció mechanizmusa 17
Metatézis 3. A reagensek Schrock Grubbs Grubbs El ı állítás 18
Metatézis 4. Alkalmazások 19
Metatézis 5. Alkalmazások 20
Metatézis 6. Alkalmazások Poli(diciklopentadién) és egy 9 mm-es lövedék 21
Metatézis 7. Alkinek elı állítása 22
Ha semmi nem m ködik...térgátolt alkének el állítása A Barton-reakció Derek H. R. Barton (1918-1998) Nobel-díj: 1969 (O. Hassell-lel megosztva) 23
F4.1. Hogyan lehet el ı vegyületet? állítani az alábbi Feladatok 1. 24
Ajánlott olvasmányok PJ. R. Hanson (2002): Organic synthetic methods. Royal Society of Chemistry, Cambridge. 175 pages. pp. 22-31. PC. Willis, M. Wills (1995): Organic synthesis. (Series Ed: S. G. Davies. Oxford Chemistry Primers, 31.) Oxford University Press, Oxford. 92 pages. pp. 56-58. PR. O. C. Norman, J. M. Coxon (1993): Principles of organic synthesis. 3rd ed. Blackie Academic and Professional, London. 811 pages, pp. 459-483, 565-568. P Wittig-reakció: < http://en.wikipedia.org/wiki/wittig_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/wittig-reaction.shtm P Horner-Wadsworth-Emmons reakció: < http://en.wikipedia.org/wiki/horner-wadsworth-emmons_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/wittig-horner-reaction.shtm P Peterson-reakció: < http://en.wikipedia.org/wiki/peterson_olefination < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/peterson-olefination.shtm P Julia-reakció: < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/julia-olefination.shtm < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/modified-julia-kocienski-olefination.shtm P McMurry-reakció: < http://en.wikipedia.org/wiki/mcmurry_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/mcmurry-reaction.shtm P Tebbe-reakció: < http://en.wikipedia.org/wiki/tebbe_olefination < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/tebbe-olefination.shtm P Metatézis: < http://en.wikipedia.org/wiki/olefin_metathesis < http://en.wikipedia.org/wiki/alkyne_metathesis < http://www.ilpi.com/organomet/olmetathesis.html < http://pubs.acs.org/cen/coverstory/8051/8051olefin.html459-483 26