1

Szerves kémiaiszintézismódszerek

5. Szén-szén többszörös kötések kialakítása: alkének

Kovács Lajos

C C C CC C C C

YX

C O X C

X C

X C

+

= =FGI

a dX = PR3

P(O)(OR)2

SiR3

SO2R

Wittig

Horner-Wadsworth-Emmons

Peterson

Julia

C O X C+a d C C

XO

C C

O X+

2

Alkének el állítása

3

A reakció valószínő mechanizmusa:

Foszfor-ilidek reakciója karbonilvegyületekkel 1.

A Wittig-reakció

C C

H

R1 R2

H

Z

C C

H

R1 H

R2

E

4

Wittig-reakció 2.A reagensek el

ıállítása és a reakció jellemz

ıi

Pa foszfóniumsók elı

állítása:

PPh3P + X-CH2-R 6 Ph3P+-CH2-R X-

Pegyszer ő ilidek in situ elı

állítása:

PPh3P+-CH2-R X- + C4H9Li 6 Ph3P=CH-R + LiX + C4H10

Pa stabilizált ilidek preparálhatók:

PPh3P+-CH2-CONH2 Cl- + NaOH 6 Ph3P=CH-CONH2 + NaCl + H2O

Georg Wittig (1897-1987)Nobel-díj: 1979 (H. C.Brown-nal megosztva)

P termodinamikus kontroll

Papoláris vagy protikus oldószerek

Pstabilizált ilidek (R = CN, COR,CO2R stb.)

Pkinetikus kontroll

Ppoláris vagy protikus oldószerek

Pegyszer ő ilidek (R = alkil, aril stb.)

Az (E)-alkének képzı

désénekkedvez

ı körülmények:

A (Z)-alkének képzı

désénekkedvez

ı körülmények:

O

H

I2 ekv. PPh32,1 ekv. CHI3

6 ekv. tBuOKTHF

H

I I

-HI

90-95 %

5

Wittig-reakció 3.Alkalmazások

O O

O O

O

H

-H+

pszeudojonon

α-jonon β-jonon, 75-85 %

citrál

acetonOH-O

OHPPh3

OAcO

10

9

8

76

5

4

3

2 111

12

(E) 13

14

15

OAcBASF-eljárás; 40-50 USD/kg; évi szükséglet: ca. 3000 t (Pure Appl. Chem., 1994, 66, 1509-1518)

A-vitamin-acetát

1. MeOH, -30 °C2. NaOMe, 0-2 °C, 15 min3. ellenáramú extrakció (-Ph3PO)4. I2 [izomerizáció: 30 % (11Z)-izomer]

6

Wittig-reakció 4. Az A-vitamin-acetát (egyik) ipari szintézise

A-vitamin

7

A reakció valószín ő mechanizmusa:

Foszfonátok reakciója karbonilvegyületekkel 1.

A Horner-Wadsworth-Emmons–reakció

8

A Horner-Wadsworth-Emmons–reakció 2.Alkalmazások

9

A reakció mechanizmusabázikus közegben (szin-elimináció):

Szilánok felhasználása alkének el állítására.A Peterson-reakció

10

A Peterson-reakció 2.A reakció jellemz ı i

Pkevésbé érzékeny sztérikus gátlásra,mint a Wittig-reakció

Pnukleofil szubsztitúcióra érzékenycsoportokat is megt ő r

Pa szilánokat gyakran külön el ı kellállítani

Páltalában E,Z keveréket ad

Pha az intermedier szilanolokat savasközegben reagáltatjuk, els ı sorban Z-alkének képz ı dnek, bázikus közegbenE-alkének

Savas közegben transz-eliminációjátszódik le:

11

Az elimináció mechanizmusa:

Szulfonok reakciója karbonilvegyületekkel: E-alkének el állításaA Julia-reakció

12

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)

13

Karbonilvegyületek kondenzációja alacsonyvegyérték titán jelenlétében

A McMurry-reakció

Ti(0)/Ti(II)(-TiO2)

14

A McMurry-reakció 2.Alkalmazások

PNem túl magashozamokat ad,különösenaszimmetrikusalkének esetében

15

Terminális alkének el állítása egy titán-metilén vegyülettel

A Tebbe-reakció

µ-kloro-bisz( η 5-ciklopentadienil)-

(dimetilalumínium)- µ-metilén-titán

gyengebázis

16

Metatézis 1.Egy hihetetlen reakció

Richard R. Schrock, Robert H. Grubbs, Yves Chauvin:megosztott kémiai Nobel-díj, 2005

17

Metatézis 2.A reakció mechanizmusa

18

Metatézis 3.A reagensek

Schrock Grubbs Grubbs

Elı

állítás

19

Metatézis 4.Alkalmazások

20

Metatézis 5.Alkalmazások

21

Metatézis 6.Alkalmazások

Poli(diciklopentadién) ésegy 9 mm-es lövedék

22

Metatézis 7.Alkinek el ı állítása

23

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)

24

Feladatok 1.

F4.1. Hogyan lehet elı

állítani az alábbivegyületet?

26

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.) OxfordUniversity Press, Oxford. 92 pages. pp. 56-58.

PR. O. C. Norman, J. M. Coxon (1993): Principles of organic synthesis. 3rd ed. Blackie Academic andProfessional, London. 811 pages, pp. 459-483, 565-568.

PWittig-reakció:< http://en.wikipedia.org/wiki/Wittig_reaction< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/wittig-reaction.shtm

PHorner-Wadsworth-Emmons–reakció:< http://en.wikipedia.org/wiki/Horner-Wadsworth-Emmons_reaction< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/wittig-horner-reaction.shtm

PPeterson-reakció:< http://en.wikipedia.org/wiki/Peterson_olefination< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/peterson-olefination.shtm

PJulia-reakció:< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/julia-olefination.shtm< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/modified-julia-kocienski-olefination.shtm

PMcMurry-reakció:< http://en.wikipedia.org/wiki/McMurry_reaction< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/mcmurry-reaction.shtm

PTebbe-reakció:< http://en.wikipedia.org/wiki/Tebbe_olefination< http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/tebbe-olefination.shtm

PMetatézis:< 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