Vraag:
Michael-reactie of nucleofiele aanval op de alfakoolstof van een alfa-bèta-onverzadigd keton?
LanceLafontaine
2012-04-26 01:09:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Welke omstandigheden bevorderen dat een nucleofiel de Michael-reactie ondergaat boven de nucleofiele aanval op de alfakoolstof van de carbonylgroep in een alfa-bèta-onverzadigd keton? Ik ben op zoek naar een antwoord dat rekening houdt met organische en anorganische nucleofielen (zoals organocuprates / organolithiumverbindingen).

Twee antwoorden:
#1
+22
CHM
2012-04-26 07:19:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een $ \ alpha, \ beta $ -onverzadigde keton is elektrodeficiënt op de $ \ beta $ -positie. Dit kun je zien als je de resonantiestructuren van zo'n molecuul tekent.

De $ \ beta $ koolstof is dus een goede site voor nucleofiele aanvallen. Maar, zoals u weet, zijn carbonylen ook vatbaar voor nucleofiele aanvallen. Om onderscheid te maken tussen de twee, moet je kijken hoe de reactie gecontroleerd wordt, ofwel thermodynamisch of kinetisch.

Bij een kinetisch gecontroleerde reactie overheerst het product dat het snelst wordt gevormd. Bij een thermodynamisch gecontroleerde reactie is het overheersende product het energetisch begunstigde product.

Een Michael-toevoeging is een 1-4-toevoeging, waarbij een nucleofiel de $ \ beta $ koolstof aanvalt en het thermodynamisch favoriete product produceert. Aan de andere kant geeft een 1-2 reactie (op de carbonyl) het kinetische product, en wordt verkregen bij lage temperaturen.

Waarom is het 1-4 product thermodynamisch stabieler? Omdat het resulterende product profiteert van keto-enol-tautomerie, wat resulteert in een verlaging van de energie van het systeem. Gewoonlijk geldt dat hoe meer resonantievormen een verbinding heeft, hoe meer de elektronen zijn gedelokaliseerd, hoe stabieler het is.

Teken de resonantievormen van de 1-4 en 1-2 producten, en kijk.


U vroeg om specifieke affiniteiten van verschillende organometalen in 1-4 / 1-2 toevoegingen. Ik weet dat organocuprates ($ \ mathrm {R-CuLi} $) Michael-toevoegingen zullen uitvoeren, en dat organolithianen de voorkeur geven aan 1-2 optellingen. Volgens deze bron lijken Grignard-reagentia ook geen voorkeur te hebben.

Mijn mening hierover is dat het cupraat minder reactief is en daarom het thermodynamische product kan vormen , terwijl het lithiumreagens zo gedestabiliseerd is dat het meteen reageert.

Dus gezien de juiste omstandigheden (bijv. Lage temperaturen), zou je een Michael-toevoeging kunnen maken van bijna uitsluitend een 1-2-product?
#2
+10
Cardtrick
2012-04-26 07:30:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Allereerst moet worden begrepen dat Michael Addition een speciaal type geconjugeerde (1,4) additie is waarbij de nucleofiele soort een enolaat is. Dit zal 1,4 toevoeging ondergaan aan de A-B onverzadigde carbonyl.

Organocuprates worden toegevoegd op een 1,4-manier. Het mechanisme hierachter is niet helemaal duidelijk, maar het is bekend dat er radicale tussenpersonen bij betrokken zijn. Organolithiummiddelen worden op 1,2-wijze toegevoegd. De reden hiervoor is dat het organolithium heel dicht bij een carbanion ligt en de meest positieve soort in het molecuul zal aanvallen. In dit geval is de carbonylkoolstof het meest elektrofiel en zal het organolithium daar aanvallen. Ter referentie: organomagnesiumverbindingen zijn wispelturig en kunnen 1,2 of 1,4 aantasten.

De alfakoolstof is de koolstof naast de carbonylkoolstof. De alfakoolstof is eigenlijk behoorlijk nucleofiel (wat aldolcondensatie, alfa-alkylering en alfa-halogenering kan voorkomen). Een nucleofiel zal dus ofwel de gedeeltelijk positieve bertakoolstof ofwel de carbonylkoolstof aanvallen.

De nucleofiel in een Michael-additie kan een organometaal reagens zijn. Ik zou ook denken dat de $ \ beta $ koolstof het meest elektrodeficiënt zou zijn.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...