Vraag:
Door zuur gekatalyseerde synthese van ethylethoxymethyleenmalonaat
CHM
2012-04-26 05:27:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een synthese van chinolonen begint met de vorming van een ethylethoxymethyleenmalonaat , zoals te zien is in deze Organic Syntheses paper.

enter image description here

Mij is gevraagd of het malonaat -derivaat zou worden gevormd als methylmalonaat werd behandeld met trimethylorthoformiaat met een katalytische hoeveelheid van $ \ mathrm {H ^ +} $, zonder verwarming. De aard van het oplosmiddel wordt niet genoemd, maar ik denk dat de reactie wordt uitgevoerd in een niet-waterig medium met een ionenuitwisselingshars, aangezien ik denk dat trimethylorthoformiaat fungeert als een watervanger.

Mijn vermoeden is dat er geen noemenswaardige hoeveelheid product moet worden gevormd. We hebben te maken met geactiveerd methyleen , waarom niet gewoon een base gebruiken en dan doorgaan met toevoegen? Ik kan me niet voorstellen hoe, onder normale omstandigheden, het eliminatieproduct ethylethoxymethyleenmalonaat zal worden gevormd.

Hoe kan deze reactie op een mechanistisch redelijke manier plaatsvinden?

U gebruikt * triethyl * orthoformiaat, niet de trimethylorthoester. Dat is waar de hangende groep vandaan komt. Als het slechts een middel was geweest om water vast te houden, neem ik aan dat de OrgSyn-mensen zo verstandig zouden zijn geweest om het ding in een pijl te plaatsen in plaats van aan de linkerkant van de reactie.
Ethyl, methyl, propyl, etc. maakt hier niet uit. Ik kan een mechanisme bedenken, maar ik heb warmte nodig om het te laten werken, omdat het uit een eliminatie bestaat. Ik vraag me gewoon af of er een voor mij onbekende chemie aan het werk is om de eliminatie te laten verlopen zonder verwarming.
Een antwoord:
#1
+9
Philipp
2012-05-12 19:17:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oké, ik zal het mechanisme proberen. Naar mijn mening zou de reactie moeten werken met een katalytische hoeveelheid van $ \ ce {H +} $, aangezien de belangrijkste stap voor de reactie de hydrolyse van de orthoester is. Dit is een entropisch zeer gunstige reactie, aangezien je uit één reactiemolecuul twee productmoleculen krijgt.

Het resulterende molecuul is buitengewoon reactief. Het kan dus gemakkelijk reageren met het enolized malonaat. De enolisatie kan worden vergemakkelijkt door de $ \ ce {ZnCl2} $ en / of de cat. $ \ ce {H +} $. (Ik weet niet helemaal zeker of $ \ ce {ZnCl2} $ echt de rol speelt die ik hieronder in deze reactie heb gegeven. Dus als iemand er goede argumenten tegen kent, laat het dan weet ik.)

Het geprotoneerde product kan dan deelnemen aan een $ \ mathrm {E} 1 $ eliminatiereactie om ethylethoxymethyleenmalonaat op te leveren. De carbokation die ontstaat wanneer $ \ ce {EtOH} $ het molecuul verlaat, wordt gestabiliseerd door de naburige ethoxygroep. De waterstof op het centrale koolstofatoom is erg zuur, omdat het tussen drie carboxylaatgroepen is geplaatst, dus het kan zelfs worden verwijderd door vrij niet-basische moleculen, b.v. door een $ \ ce {EtOH} $, een malonaat of een ander oestermolecuul.

Tot zover het door zuur gekatalyseerde mechanisme. Nu de vraag waarom men niet simpelweg een base gebruikt om de toevoeging van de geactiveerde methyleenverbinding te vergemakkelijken. Dit komt door het feit dat orthoesters vrij stabiel zijn tegen basische hydrolyse. Dus onder basische omstandigheden krijg je niet de carbonylcomponent van de additiereactie.

Dit lijkt aannemelijk. Ik ben gewoon verrast om te zien dat E1 optreedt zonder warmte. Dank u meneer.
@CHM: Ok, ik zal proberen uit te leggen waarom ik denk dat het werkt. De snelheidsbepalende stap van het E1-mechanisme is wanneer de vertrekkende groep het molecuul verlaat en daarbij een carbokation vormt. Aangezien deze stap sterk wordt vergemakkelijkt (d.w.z. de activeringsbarrière wordt aanzienlijk verlaagd) door de stabilisatie van de tussenliggende carbokation door de ethoxygroep, zal er minder warmte dan normaal nodig zijn om de reactie met een redelijke snelheid te laten verlopen. Dus kamertemperatuur is misschien genoeg.


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...