Лекция 26Карбонильные соединения. Реакции с металорганическими соединениями

Tandiu discendum est, quamdiu vivisУчиться нужно столько, сколько живешь

Литийорганические соединения. Строение, основность. Методысинтеза: взаимодействие лития с алкил- или арилгалогенидами, реакция металлирования (применение литийорганических соединений и амидов лития в качестве оснований, примеры орто-металлирования), реакция переметаллирования (обмен литий-галоген), переметаллирование с использованием бутиллития и трет-бутиллития.Литийорганические соединения в синтезе углеводородов, спиртов(первичные, вторичные, третичные), альдегидов, кетонов, карбоновых кислот, введение гетероатомного фрагмента с использованием литийорганических соединений.Диалкил- и диарилкупраты. Получение и применение этихкомплексных соединений для синтеза предельных углеводородов, диенов, несимметричных кетонов.Взаимодействие альдегидов и кетонов с илидами фосфора ( Виттиг), как метод синтеза алкенов, получение илидов, механизм реакции. Фосфонатная модификация - реакция Хорнера-Эммонса-Уодсворда, получение фосфонатов в результате реакции Арбузова. Илиды серы, получение эпоксидов на их основе.

Реакция переметаллирования – обмен литий- галоген

Brn-BuLi

Br

NR2t-BuLi

It-BuLi

Li

NR2

Li

Li

+ BuBr

+ t-BuBr

+ t-BuI

pKa 50

pKa 43

-78 0C

-78 0C

pKa >50

N

N

Br

Li

Br

t-BuLi

Li

N

N

Li

Li

Br

H

O Cl

Cl

Cl

Cl

OHN

N

- 120 °C

Fenarimol-фунгицид

CO2Me

Br

n-BuLi

Br

NO2 n-BuLi

CN

Br

n-BuLi

CN

Li

CO2Me

Li

Li

NO2

-100°C

+ BuBr

-100°C

+ BuBr

-100°C

+ BuBr

BuLi, THFLi

O

O

Li

H MgBr

EtMgBr, Et2O

O

OH

OH

H OH

2. H2O

1.

40 °C

1. CH2O

2. H2O

OMe

HO

Li

Me

HO

OH

1.

2. H+, H2O

эстрон этинилэстрадиол - стероидный контрацептив

R1 CHO

MgBr

R2Li

R1

OH

R1

OHR2

CrO3

R1

O

1.

2. H3O+

2. H3O+

1.

Карбоновые кислоты из металлорганических соединений

Br Mg MgBr

Et2O

Cl

Mg

Et2OClMg

O OMe

Me

t-BuLi

Et2O

O OMe

Me

Li

HOOC

COOH

O OMe

Me

COOH

1. CO2

2. H3O+

(86 %)

1. CO2

2. H3O+

(70 %)

1. CO2

2. H3O+(90 %)

Me2N H

O

Bu LiO

O

Bu

Me2N H

OLi

Bu

2MeMgBr

HCl, H2O

Me

HO

HO Me

Bu

O

Bu H

Ph OH

O BuLi

PhN C OBuLi

Ph OLi

O BuLi

PhNO

Bu

Li

Ph OLi

OLi

Bu

HCl

H2O

HCl

H2O

O

N BuPh

H

Ph Bu

O

R Li

R MgBr

CeCl3

Me3SiClSiCl4

3 MeMgCl

MgBr2

MgBr

R CeCl2

R Li

Me3SiCH2CH=CH2

Et2O или THF+ LiBr

Et2O или THF+ LiCl

BuLi

MeLi

3 BuLi

3 EtMgCl

Ph2PCl

POCl3

(PhO)2POCl

PCl3

2 BuLiPhPOCl2

Ph2PMe

Bu3PO

Et3P

Bu2(Ph)PO

Bu(PhO)2PO

BuLiO2

PhCH2MgCl

Me3SiOOSiMe3

HCl

BuOOH

BuOOLi

O2

H2O

BuLi

PhCH2OH

BuOH

HCl

2BuOH

2BuOLi

H2O

образуется при низкой температуре

образуется при повышении температуры

Получение спиртов

BuM

Te

S

Se

1. PhSSPh

BuSM

BuTeM

BuSeM

MeM

2. H+, H2O

PhSeSePh

PhSSO2Ph

MeSePh

H2O

H2O

H2O

MeSPh + PhSH

MeSPh + PhSO2 M

BuTeH

BuSeH

BuSH

M = Li or MgBr

M = Li or MgBr

Литийдиалкилкупраты

2 MeLi

t-BuCOCl

CuI

Me2CuLi

O

ClEt2CuLi

Ph

O

OTs

Me2CuLi

Me2CuLi + LiI

t-BuCOMe

O

Ph

O

Me

OMeMeO

Br

BrMe2CuLi

Bu2CuLi

Me

OMeMeO

Bu

OTs

Me2CuLi

Me

Ph

Br Me2CuLi

Ph Br

Me2CuLiPh Me

Ph

Me

I

Me2CuLi

Me

MePh

PhMe

Ph

Br

PhCOCl

PhCOMe

C8H17IO

C9H20

OAc

Me2CuLi PhI

BrPhR

OAc

RPhMe

Ph Cl

PhEtCl

R

Me

R

OO

BrBr

C8H17OTs

BrC9H20

OH

C

CHMe

Реакция Виттига (Wittig)

CH3

PPh Ph

Ph

Br NaH

O

R1 R2

CH2

PPh Ph

Ph

CH2

R1 R2

O CH2

+

фосфониевая соль илид фосфора 85 %

pKa 18-20

Г.Виттиг (Wittig) Нобелевская премия 1979 г.

Синтез илидов

PPh

PhPh H3C I

PPh Ph

Ph

H HH

I

P CH3Ph

PhPh

CH2

PPh Ph

Ph

I

B

сильное основание BuLi, LDA, (Me3Si)2NNa

S

O

S

O

NaHNa

Механизм реакции

CH2

PPh3

OP

PhPhPh

O Ph3O

P

PO

Ph

Ph

Ph

OP

PhPhPh

+

оксофосфетан

BrH

PPh3BuLi

:PPh3

PPh3

Ph

H OCH2

PPh3O

PPh3

Ph

PPh3

base

+ Ph3P=Oоксафосфетан

(65 %)

трифенилфосфин оксид

фосфониевая соль

Стереохимия реакции

PPh3

O

EtOPPh3

OO

OHC

H

OPPh3

O

AcO

OHCO

OHO

AcO

O

OHO

H

OO

EtO2C

n-C13H27CHO

11

(91 %), Z

(96 %), только E

+

+

только E

PPh3

R HO

Ph

H

MeO2C PPh3

Ph3P

R H Ph

HO

Ph3P O

RMeO2C

Ph3P O

RMeO2C

Ph3P O

PhR

RMeO2C

RMeO2C

+

илид подходитк карбонилу под углом 1070 объемные заместители

удаленыпри замыкании циклацис-расположение

+ RCHO

Z-алкен

E-алкен

медленно

быстро

Синтез диенов

B

Cl PPh3

Ph3P

Ph3P

Cl

+

Реакция Арбузова (1906 г)

P OEtEtO

EtO

P OEtEtO

EtO R Hal

O

OEtBr

OP+EtO

R

EtO P OEtO

EtO R

O

PEtO OEt

O

EtO+

+ EtHal

Hal-

А.Е. Арбузов

Фосфонатная модификация реакции Виттига- реакция Уодсворда-Хорнера-Эммонса

O

PEtO OEt

O

EtO

OO

PEtO OEt

O

EtO

O

PEtO OEt

O

EtO

O

PEtO OEt

O

EtO

NaHCO2Et

O

PEtO OEt

O

EtO

(RO- or NaH)

+

P OEtEtO

EtO

O

OEtBr+

Контрольная

Реакция Питерсона (Peterson)

O

OMgBrSi

CH2

R1 R2

SiMgBr

CH2

Mg

O

R1 R2

Si OMgBr

SiBr

+

+

F-

HFPh

OH

Si

Ph

OH2

Si

SiMgBr

Ph

Ph

O

TMS

OK

84%

Илиды серы

O

MeS

Me

CHO

SMe2H2C

MeIMe

SMe Me

Me3S I/ NaH

I

SMe2

O

Me

SMe CH2

O

O

base

(79 %)

PKA 25

Илиды серы отличаются от илидов фосфора

O

Ph3P CH2

Me2S CH2

O O

MeS

Me+

+ Ph3PO

RPh3P CH2

R

H O

ArCO3H

O

R

R

H O

Me

SMe CH2

альдегид

алкен

эпоксид

альдегид