Лекция 22chem.msu.su/rus/teaching/nen/objects/22_2005(alcohol_diol).pdf · rch2oh tpap, nmo...
TRANSCRIPT
Лекция 22Спирты. Диолы
Quidquid discis, tibi discisЧему бы ты не учился, ты учишься для себя
Окисление первичных спиртов до альдегидов и карбоновыхкислот, вторичных спиртов до кетонов. Современныереагенты окисления на основе хромового ангидрида, марганца, рутения, солей сульфония (примеры и механизм), ТЕМPO. Двухатомные спирты. Методы синтеза и стереохимия. Реакция Кори-Уинтера
Реакция Мицунобу (Mitsunobu)
OHR
PPh3
NNEtO2C
CO2Et
NNEtO2C
CO2Et
PPh3
NuR
Ph3POOPPh3
R
NNEtO2C
CO2Et
PPh3RCH2OH
NuR
O-
R
HN
NH
EtO2CCO2Et
NNH
EtO2CCO2Et
PPh3
+ HNu
HNu
++ Nu-SN2
+
OHR
PPh3
NNEtO2C
CO2Et
OHR
PPh3HN
O
O
OR
RO
NR
O
O
+ HOCOR
DEAD
DEAD+
Замещение сульфонатов
OTs
SCl
OO
OH
SOR
OO
Br
Cl
NH
Cl
ROH +пиридин
0 °C+
+ NaBr25 °C
ДМСО
(85 %)
2) LiCl; ДМФА; 0 - 20 °C
1) CH3SO2Cl, ДМФА, C5H5N
(100 %)
гераниол
геранилхлорид
Элиминирование
90 - 95 °C(20 %)
OH
(80 %)
62 % H2SO4+ + H2O
OH
160 - 170 °C
85 % H3PO4+ + H2O
5 : 1(79 - 84 %)
E1- элиминирование
OH не может быть уходящей группой в E2
90 °C(20 %)
OH
(80 %)
45 % H2SO4 +
OH
OH 90 °C
40 % H2SO4
OH
OH
CH3H3C
CH3H3C
80 °C
85 % H3PO4
OH2
CH3H3C
H3CCH3
CH3H3C
H3CCH3
CH3
CH3
H3C
H3C- H
H3C
H3C
CH3
CH3 H2C
H3C CH3
CH3+
(20 %)(80 %)
OHR
OS
OH
O OR
H2SO4
OH OS
OH
O O
O
R
O
H
OS
OH
O OR+ H2SO4 + H2O
170 - 190 °C+ H2SO4 + HSO4
+ + HSO4
+ H2SO4
E2- элиминирование для первичных спиртов
OHHO
OHHO
HOOH
O
O O+
H2SO4 (конц.)
130 - 140 °C+ 2 H2O
50 - 55 %
H3PO4 (конц.)
90 - 100 атм.260 - 280 °C (99 %)
CH3CH2OH
OH
Al2O3
Al2O3
OHHOAl2O3
H2C=CH2(98 %)360 °C
+ H2O
400 - 450 °C+ H2O
(90 %)
420 - 470 °C+ 2 H2O
(70 - 85 %)
Реакция Вильямсона
OK
ONa
CH3(CH2)15OTs
CH2ClO
OCH2(CH2)15CH3
R1ONa + R2X R1OR2 + NaX
X = Cl; Br; I; OTs; OTf; OSO2R
+ ТГФ65 °C + NaCl
(68 %)
+ДМСО40 °C
+ KOTs(85 %)
OK
NO2
Br
OK + CH3I
Cl + CH3ONa
OCH3 + KI
O
NO265 °C
(80 %)
+ацетон ил ДМФА
+ KBr
+ NaCl + CH3OH
Третбутилирование спиртов
OH
RCH2OH
H+
OR
+
RCH2OH[O]
OHR2
R1
O
HR
[O]
[O]
OR2
R1
O
OHR
первичный спирт альдегид карбоновая кислота
вторичный спирт кетон
OH CuO-Cr2O3
OH
CH3OHO
HH
O
H
O
цеолит, t+ H2
(62 %)
Cu, 600°C+ H2
(92 %)
Cu или Ag600°C
+ H2
(88 %)
CH2OH MnO2
OHMnO2
CH2OH MnO2
O
CHO
CHO
CH2Cl2 или гексан, 20 °C
(62 %)
CH2Cl2, 20 °C(70 %)
гексан, 0 °C
(80 %)
CrO3 - H2SO4 - H2O окисление по Джонсу (Jones)
OHH
H
OH
CH2OH
O
OH
H
COOH(93 %)
Jones
Jones
CrO3 - H2SO4 - H2O
ацетон, 20 °C
Окисление по Коллинзу-Саррету
OH
(93 %)
CrO3*2C5H5N
CH2Cl2; 20 °C; 10 минO
OHCrO3*2C5H5N
CH2Cl2; 25 °C
O
(97 %)
Е.Кори (E.J. Corey) Нобелевская премия 1990 г.
Хлорхромат пиридиния PCC
OH
N
H
HOOH
CrO3Cl
OO
H
H
H
O
(PCC)CrO3 + Py + HCl
цитронеллол цитронеллаль
C5H5N*CrO3*HCl
CH2Cl2; 25 °CC5H5N*CrO3*HCl
(68 %)
(97 %)CH2Cl2; 25 °C
Дихромат пиридиния PDC
OH(PDC)
N
H
O
Cr2O7 (PDC)2 CrO3 + 2 Py + H2O
2
2
(97 %)
OH (PDC)(84 %)
гераниловый спирт
O
Окисление по Корнблюму
H3CS
CH3
O
NaHCO3
SCH3
CH3
OR
HH HCO3
OTs+ RCH2OTs150 °CДМСО
(CH3)2S + RCHO + H2O + CO2 + TsONa(60 - 70 %)
Алкоксисульфониевые соли
S
O
S
Et3N
S
O
R
H
S
OE
S
E
RCH2OH
RCH2OH
R O
Cl2 Br2 NCS
S
O
R
H
S
O
R
H
S
E
E
+
COCl2 ClCOCOCl Ac2O SO3 DCC / H+ P2O5 (CF3CO)2O
N
O
O
Cl
HOH
C8H17
O S(CH3)2 ClR2C
H
(CH3)2S
NEt3
N
O
O
S(CH3)2 Cl
C8H17
O
R2CHOHтолуол, 0 °C - 30 °C
0-...-30 °CR2CO + Et3NH Cl
ДМСО, SO3
C5H5N; CH2Cl2(83 %)
холестерин
Окисление по Оппенауэру (Oppenauer)восстановление по Мейервейну-Пондорфу-Верлею
(Meerwein-Ponndorf-Verley)
OH
HO
R
R1
R2
OH
H
Al(Oi-Pr)3
CH3COCH3
Al(Oi-Pr)3
O
O
R
H
O
R2R1 Al(OR)2
CH3COCH3
O
CH3COCH3
R1
R2O
O
O
R
+ Al(OR)3
Окисление в присутствии TEMPO
Стандартные условия:
TEMPO 0.01-0.02 экв.
KBr- 0.05 экв. (используется как соокислитель)
NaOCl- H2O-CH2Cl2 0°C,
буфер NaHCO3 (NaH2PO4) – pH 8.5-9.5
NH
Na2WO4
N
O
NaOCl
N
O
N
O
RCH2OH
H2O2
NaOCl
N
OH
TEMPO
+ RCHO
RCH2OH
N N
N OO
O
Cl
ClCl
OH O
RCHOTEMPO (0.01 mol)
Выходы 70-99%реакция проводится при комнатной температуре в CH2Cl2
Селективно окисляет первичные спирты в присутствии вторичных
Pr4N+RuO4- TPAP – Tetrapropylammonium perruthenate
Выходы 60-97%Реакция проводится при комнатной температуре в CH2Cl2
TPAP катализатор 1%, окислитель NMO N-methylmorpholine oxide
необходимо связывать воду в процессе реакции (молекулярные сита)
аналогично окисляются вторичные и непредельные спирты
NMO
O
NO
RCH2OHTPAP, NMO
RCHO
Диолы
HO
HO RCO3H KMnO4
H2O
OsO4
OH
OH
OH
OH
R R
O
C OR
RMg
O
R2CO
MgO
CR2
OH OH
C OR
RMg
H2OR R
RROH OH
+ Mg2 кетил
(анион-радикал)2
2
2
2
1) Mg(Hg), бензол2) H2O (43 - 50 %)
O
OHHO
Zn, TiCl4
ТГФ, 25 °C, 2 ч(91 %)
O
H
Mg(Hg), TiCl4
ТГФ, 0 °C, 13 чOH
OH
(80 %)
O
O
Mg(Hg), TiCl4
ТГФ, 0 °C, 2.5 ч
OH
OH
(81 %)
Реакция МакМурри (McMurry)
R R
O
O
Ph O
R2C
OTi
O
CR2
Ph
Ph
R R
RR
+ Ti2
TiCl3/LiAlH4
87%
96%TiCl3/LiAlH4
O
OH
OH
OSiMe3
2) Me3SiCl; ТГФ; -78 °C
1) LiN(i-Pr)2; ТГФ; -78 °C
1) B2H6; ТГФ
2) NaOH - H2O2; MeONa; MeOH(81 %)
R
O
R2R1
OH NaBH4OH
R2R1
OH
OH OH
OH
R
OH
ДМЕ
2) NaBH4; NaOH
1) 2 Hg(OAc)2; ТГФ-H2O
2) NaBH4; NaOH
1) 2 Hg(OAc)2; ТГФ-H2O
(79 %)
O O
O
EtOOEt
O
LiAlH4
OH
OH
OH OH
LiAlH4
эфир
(75 %)
эфир
(80 %)
Реакция Кори-Уинтера
R H
HOH
OH
R
Ph
HO
Ph
OH
R H
HR
O
O
S
N N NN
S
N N NN
Ph
Ph
R H
R H
R H
HR
O
OS+
толуол или ТГФ
(R1O)3P+ (R1O)3P=S + CO2
карбен
1)
2) P(OBu)3(92 %)