Kemi

Organisk syntese: introduktion af ny carbon

18. oktober 2007 af 03y (Slettet)

Hej

Umiddelbart ser jeg tre måder at introducere nyt carbon på:

RMgBr (Grinard-reagens)
Friedel-Craft Alkylering og Acylering
Nukleofil substitution

I de følgende opgaver skal der indføres nyt carbon:

Jeg skal lave
cyklopentylmethanol udfra cyklopentanol
Mit forslag:

cyklopentanol -->(-H2O) cyklopenten
cyklopenten --> (HBr) bromocyklopentan
bromocyklopentan --> (NaCN) cyklopentan-carbonitril
cyklopentancarbonitril --> (H2O+H+) cyklopentan-carboxylsyre --> ([H-]) cyklopentylmethanol

Teoretisk lader det sig vel gøre, men er der en nemmere vej?

Endvidere er der følgende opgave:

Jeg skal tilføje følgende gruppe til benzen:

-CH(CH3)COOH

Man kunne bruge Friedel-Craft Alkylering til at tilføje isopropyl, men kan ikke umiddelbart finde en metode til at lave den ene methylgruppe om til en carboxylsyregruppe.
Kan man tilføje ClCH=CH2 i en Friedel-Craft Alkylation, efterfølgende addere HBr i overensstemmelse med Markovnikov og derefter følge proceduren i den første opgave indtil man har -COOH i stedet for -Br?

Brugbart svar (0)

Svar #1
18. oktober 2007 af lottefar (Slettet)

1. Hvis du kender TsCl så kan du prøve at lave sjov med det.

Brugbart svar (0)

Svar #2
19. oktober 2007 af Larsendrengen (Slettet)

Umiddelbart vil den hurtigste vej være:

1) Cyclopentanol + PBr3 --> cyclopentylbromid

2) cyclopentylbromid + Mg --> cyclopentyl-MgBr

3) cyclopentyl-MgBr + HCHO --> Produkt

HCHO er formaldehyd, og det skal ikke være den vandige (formalin), men den vandfrie som man kalder paraformaldehyd. Basalt set er trin 2 og 3 noget der foregår i samme kolbe - såkaldt one-pot.

Kortere kan det ikke gøres.

Svar #3
19. oktober 2007 af 03y (Slettet)

Hvad er mekanismen i 3) Nukleofil addition til C i C=O?

Lader reaktion 2 i #0 sig gøre ved Friedel-Craft - eller rettere sagt: er CH=CH2 en alkylgruppe?

Brugbart svar (0)

Svar #4
19. oktober 2007 af frodo (Slettet)

1) Ja, det er en nukleofil addition til carbonylen.

2) Nej, det er ikke en Friedel Craft, men en simpel elektrofil addition til en dobbeltbinding.

Brugbart svar (0)

Svar #5
19. oktober 2007 af Larsendrengen (Slettet)

Hvis man skal fremstille Ph-CH(CH3)-COOH, kan det gøres ved en Friedel-Crafts alkylering (Ph er phenyl).

Man skal anvende CH3-CH(X)-COOCH3, hvor X er triflate eller mesylate.

Triflate: CF3-SO2O-

Mesylate: CH3-SO2O-

Reaktionen køres i benzen som solvent, med vandfri AlCl3 og ved 25 C (for triflate) og ved 80 C (for mesylate, mindre reaktivt).

Esteren hydrolyseres efterfølgende til syren og man har produktet. Men det er ikke den bedste måde at fremstille den type stoffer på. Men på papiret er den god nok. Men skulle jeg lave den type stoffer, hvor benzenkernen er substitueret med forskellige ting, ville jeg gribe det an på en hel anden måde, som også vil være for kompliceret at nævne her.

Svar #6
19. oktober 2007 af 03y (Slettet)

#4: Hvad er mekanismen i punkt 2: elektrofil addition af CH=CH2 til benzen?

Og hvorfor virker Friedel-Craft ikke - må der ikke være dobbeltbindinger i reagenset?

Brugbart svar (0)

Svar #7
19. oktober 2007 af Larsendrengen (Slettet)

Vinylchlorid (CH2=CH-Cl) reagerer ikke i Friedel-Crafts reaktioner som f.eks. CH3-CH2-Cl gør det.

Svar #8
20. oktober 2007 af 03y (Slettet)

Ok, men hvorledes forløber en elektrofil addition af vinylchlorid til en dobbeltbinding i benzen (som nævnt i #4) så, når det ikke foregår med en AlCl3-assisteret ionisering?

Er der andre måder at lave syntesen på? Fx brominering af benzen, efterfølgende omdannelse til phenylmagnesiumbromid og derefter nukleofil substitution med en passende alkylhalid, fx ClC(=O)CH3, efterfølgende reduktion til Ph-CH(OH)CH3 og derefter:

Ph-CH(OH)CH3 + PBr3 --> Ph-CH(Br)CH3
Ph-CH(Br)CH3 + NaCN --> Ph-CH(CN)CH3
Ph-CH(CN)CH3 + H2O + H+ --> Ph-CH(COOH)CH3

Brugbart svar (0)

Svar #9
20. oktober 2007 af lottefar (Slettet)

#5 Af ren nysgerrighed, hvad vil du i stedet gøre? Jeg søger ikke en længere stil, bare et par hovedtræk/keywords, så jeg selv kan læse videre.

Brugbart svar (0)

Svar #10
22. oktober 2007 af Larsendrengen (Slettet)

#9

Alt afhængig af substitutionsmønstret i benzenringen kan lave Ar-CH(CH3)-COOH på forskellige måder.

Har man f.eks. let adgang til Ar-CH=CH2, så er overgangsmetalkatalyseret hydroformylering måden at gøre det på. Det bliver bla. brugt i industriel skala til synetse af bl.a ibuprofen.

Har derimod adgang til acetophenonerne Ar-CO-CH3, så kan man reagerer disse med et stof (tosylmethylisocyanid, Tos-MIC) under basiske betingelser. Her anvendes normalt kalium-tert-butoxid og som solvent THF (tetrahydrofuran). Reaktionen kører i generelt høje udbytter. Produktet er så Ar-CH(CH3)-CN, som så skal hydrolyseres til syren. Disse reaktioner har jeg lavet mange af efterhånden, og er meget robuste.

Forslaget i #8 er også en mulighed, dog skal man være forberedt på en del styren (Ar-CH=CH2) pga. E2 elimination. Cyanidionen er foruden at være en god nucleophil også en rimelig stærk base i de solventer man normalt kører disse reaktioner i.

Brugbart svar (0)

Svar #11
22. oktober 2007 af lottefar (Slettet)

#10 Tak for svaret.

Skriv et svar til: Organisk syntese: introduktion af ny carbon

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.