Лекция 22 Спирты. Диолы Quidquid discis, tibi discis Чему бы ты не учился, ты учишься для себя
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 %)