Cope-Umlagerung Oxy-Cope-Umlagerung€¦ · 1. Cope-Umlagerung-benannt nach Arthur C. Cope-gehört zu den am besten untersuchten pericyclischenReaktionen-thermische Isomerisierung

Cope-UmlagerungOxy-Cope-Umlagerung

Nadine Herzig

Stefanie Joseph

1. Cope-Umlagerung

- benannt nach Arthur C. Cope

- gehört zu den am besten untersuchten pericyclischenReaktionen

- thermische Isomerisierung von 1,5-Dienen

Allgemeiner Mechanismus der Cope-Umlagerung

Reaktion läuft bei 300 °C ab mit einer Aktivierungsbarrierevon 34 kcal/mol, thermodynamische Produktkontrolle

• Cope-UmlagerungMechanismus

Es handelt sich beim Mechanismus um eine[3.3]-sigmatrope Umlagerung, der konzertiert über einensechsgliedrigen Übergangszustand abläuft:

1. Cope-Umlagerung[3.3]-sigmatrope Umlagerung

http://www.chemie.uni-erlangen.de/vorlesungen/oc/Clark-Grundlagen_II_Biologen/ws_02_03/pdf/pericyclic_4.pdf

1. Cope-UmlagerungÜbergangszustand

- Übergangszustand ist aromatisch (=pericyclisch)

- sessel-oder wannenförmiger Übergangszustand, wobeider sesselförmige eindeutig begünstigt ist:

http://www.chemie.uni-erlangen.de/vorlesungen/oc/Clark-Grundlagen_II_Biologen/ws_02_03/pdf/pericyclic_4.pdf

1. Cope-UmlagerungÜbergangszustand

http://www.vs-c.de/vsengine/media/vsc/de/ch/2/oc/reaktionen/formale_systematik/pericyclische_reaktionen/sigmatrop/sigmatrop10c.gif

1. Cope-UmlagerungStereochemie

- hohe Ordnung des cyclischen Übergangszustandes

- bestimmt die stereochemische Kontrolle der Cope-Umlagerung

- sehr gute Stereoselektivität in Bezug auf die Bildungsmöglichkeit vonzwei unsymmetrischen Doppelbindungen und zwei chiralen Zentrenan den gesättigten C-Atomen mit einer nahezu quantitativenasymmetrischen Überführung.

http://www.vs-c.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/16/oc/cavoc/cope/cope_vis.vlu/Page/vsc/de/ch/16/oc/cavoc/cope/cope_stereochemie.vscml.html

1. Cope-UmlagerungStereochemie - Zusammenfassung

(E,E) (Z,Z)

90 % 10%

anti-3,4-Dimethylhexa-1,5-dien

syn-3,4-Dimethylhexa-1,5-dien (E,Z)

99,7 %

1. Cope-Umlagerung

Die Cope-Umlagerung ist aber nicht nur für die Synthesevon acyclischen Dienen von Wert, sondern kann auchfür die Isomerisierung von 1,5-Dienstrukturenherangezogen werden, die in Allenen oderRingsystemen enthalten sind (wenn dieDoppelbindungen nicht Teil von aromatischen Systemensind):

gespannt weniger gespannt

• Cope-UmlagerungBeispiel

N

`R

R

Ac

N

`R

Ac

R

Cope-Rearrangement

Die Reaktion wurde in Toluol unter Rückfluss durchgeführt.

Triebkraft: Bildung eines aromatischen Systems

J. Org. Chem., 2001, 66, 1200

2. Oxy-Cope-Umlagerung

O

X

O

X

X= NR2, OR

- Ziehende Substituenten begünstigen die Reaktion

- Lewis-Säuren oder Übergangsmetallkomplexe als Katalysatorenführen zu einer deutlichen Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeitund einer Durchführung unter sehr milden Bedingungen

• Oxy-Cope-UmlagerungBeispiel

Synthese von aromatischen Aminosäuren

è Zwischenschritt: Reaktion der Chorismat-Mutase

COO-

O

-OOC

HO

O

COO-

HO

-OOC

ÜZsesselförmig

HO

COO-

O

COO-

Chorismat Prephenat

• Oxy-Cope-Umlagerunganionische Variante

Hierbei wird von einem in 3- oder 4-Stellung hydroxy-substituierten 1,5-Dien ausgegangen, welches durchthermische Isomerisierung in ein instabiles Enolumgelagert wird, und dieses sofort durch irreversibleTautomerisierung zum Aldehyd oder Ketonweiterreagiert. Diese Reaktion ermöglicht die Syntheseeiner Reihe interessanter ä,å-ungesättigterCarbonylverbindungen als Synthesebausteine.

• Oxy-Cope-Umlagerunganionische Variante - Beispiel

Verwendung der Oxy-Cope-Reaktion zur Synthese vonmittelgroßen Ringen

J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 14901