Лекция 25. Карбонильные соединения. Реакция нуклеофильного

Лекция 25
Карбонильные соединения. Реакция
нуклеофильного присоединения
Š Scientia difficilis, sed fructuosa
Š Знание трудно, но плодотворно
Š Реакции
альдегидов
и
кетонов
с
металлоорганическими соединениями.
Š Магнийорганические соединения. Методы синтеза:
взаимодействие
металла
с
алкилили
арилгалогенидами Строение реактивов Гриньяра,
равновесие
с
диалкилмагнием.
Этинильные
производные
–
реактивы
Иоцича.
Магнийорганические
соединения
в
синтезе
углеводородов, спиртов (первичные, вторичные,
третичные), альдегидов, кетонов, карбоновых кислот.
Присоединение металлорганики по СО группе
OH
O
1.
Li
2. H+, H2O
новая С-С связь
(89 %)
1.
O
MgBr
HO
2. H+, H2O
(90 %)
1.
O
H
MgCl
2. H+, H2O
новая С-С связь
HO H
(75 %)
Электроотрицательность атомов
H 2.1
Li 1.0
Be 1.6
C 2.5
N 3.0
O 3.5
F 4.0
Na 0.9
Mg 1.3
Si 1.8
P 2.1
S 2.5
Cl 3.0
As 2.0
Se 2.4 Br 2.8
K 0.8
Cu 1.9
Zn 1.7
I
H H
2.5
Li
1.0
H
ионность связи 43%
H H
2.5
MgCl
1.3
H
35%
2.5
Реактивы Гриньяра
В. Гриньяр Нобелевская премия 1912 г.
Получение реактивов Гриньяра
Окислительное внедрение (присоединение) магния
Mg:
R Mg X
R X
O
O
O
O
Mg
диэтиловый эфир
O
R
X
комплекс между
O
кислотой Льюиса ионом металла и ТГФ диоксан
2 MeMgBr
тетрагидрофуран
Me2Mg + MgBr2
MeO
OMe
ДМЭ, диметоксиэтан
равновесие Шленка
Mg, ТГФ
Br
MgBr
Mg, ТГФ
Cl
MgCl
I
MgI
Mg, Et2O
Mg
O
O
Br
O
Br
Mg, Et2O
MgBr
OH
HO
O
O
+
H cat.
O
O
MgBr
Br
Получение спиртов из альдегидов и кетонов
CH2O
CH3CHO
EtCH2OH
EtMgBr
или EtLi
CH3CHOHEt
OH
PhCOCH3
Ph
Et
CH3
Me
MgCl
1.
O
H
2. H3O
1. MeMgCl
+
OH
2. H3O+
(54 %)
(69 %)
Br
O
Mg, Et2O
O
MgBr
OH
XMg
O
MeMgX
O
Побочные реакции
Br
O
Mg
Me
MgBr
O
+
H
H
Me
енолизация
Br
O
Mg
H
O
MgBr
H
+
восстановление
Стереохимия присоединения
MgBr
OH
O
Me OH
Me O
MeMgBr
MeO
H
MeO
Me
H
Me
LiAlH4
R
Ph
R
Ph
O
Me
Nu
Me +
LiAlH4
LiBH(sBu)3
Me
H
Ph
O
MeMgBr
74/26
76/24
83/17
98/2
Me
Me
Ph
O
соотношение
диастереомеров
Me
Et
iPr
tBu
OH
Me
Ph
R
Me
Me
Ph
OH
26
<1
OH
74
>99
Me
Me
Me +
Ph
Me
Ph
OH
OH
34
66
Модель Felkin-Anh
наиболее важные конформации
O
L - большая
L
M - средняя
R
S
S - малая
M
0
нуклеофил подходит под углом 107
O S
M O
Nu
R
S
L
Nu
L
Nu
R
M
стерические препятствия
Nu
Задание на дом
предскажите структуру основного диастереомера,
используя модель Felkin-Anh
Me
H
Ph
EtMgBr
O
Me
LiAlH4
Ph
O
Контроль стереохимии за счет хелатирования
Met
X=OR, SR, NR2
XO
Nu S
R
предпочтительный
подход нуклеофила
O
MeMgBr
Me
Ph
OMe
MgBr2
L
Me
Me
OH
Ph
OMe
OH
OH
O
Ph
N
H
PhCHO
C2H5
Ph
CH3
C2H5
H3C
CH3NCO
Ph
Ph
N
NH
C2H5MgBr
O
O
C2H5
C2H5
HO
C2H5
HO
PhCN
(C2H5O)2CO CO2
O
Ph
O
OH
C2H5
CH3
C2H5
CH3COCH3
Ph
Ph
OH
PhCOCH3
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
OH
C2H5D
(C2H5)2S
SCl2
Bu3SnC2H5
Bu3SnCl
C2H5
Br
D2 O
C2H5MgBr
C6H5CH2Br
Me3SiCl
C6H5CH2C2H5
O
HC(OEt)3
Me3SiC2H5
C2H5CHO
C2H5
OH
Литийорганические производные
C
C
S
Li
C
S Li
Li
Li
S
Li
S
C
C
C
Li
Li
C
C
S
S
Li
Li
C
C = Bu
S = ТГФ
S
S
Li
C
N
O
O
THF
O
N
DME
DABCO
N
N
TMEDA
Me
O
Bu Li
Me
Me
N
Bu Li
O
Me
N
Me
Me
Синтез литийорганических соединений.
Внедрение лития по связи С-Hal
Br
Li, ТГФ
OMe
Li
+
OMe
LiBr
+
LiBr
Li, Et2O
Br
Li
MeCl
Cl
Li, Et2O
Li
Li, пентан
Li, ТГФ
Cl
MeLi + LiCl
Li
+
LiCl
+
LiCl
Металлорганические соединения - супероснования
Li
Me
MgBr
Ph
Me
Me + H
H + H2O
Ph + H
H + H2O
pKa = 48
Ph
pKa = 43
H + Li
+ H3O
Me
2
H + Mg
Ph
+ Br
+ H3O
Реакция металлирования
H
+ n-Bu
Li
pKa = 26
Me
H
THF
Li + n-Bu
- 78 °C
H
pKa = 50
H
H
+
+
Et
MgBr
Na NH2
THF
20 °C
-78 °C
MgBr + Et
Me
H
реактивы Иоцича
H
Na
+
NH3
pKa = 35
O
O
H
Li
20 °C
+
Bu
O
O
Bu
Me2N
+
Li
Li
Li
BuLi
O
Bu
Li
H
Me2N
Me2N
O
Li 1.
Ph
Bu
OH
H
2. H+, H2O
(73 %)
H
H2C C CH2 + BuLi
H2C C CHLi + C4H10
N
N H + BuLi
Li + C4H10
LDA
Me3Si
N
SiMe3
M
M = Li, Na, K
N
Li
LTMP
+
BuLi
+
BuLi
O
O
S
S
Li
S
S
Li
+
O
BuLi*t-BuOK
TMEDA
O
Li