Composti beta-dicarbonilici

Sintesi Acetoacetica dei Chetoni

Estere Acetoacetico
H 3C
O O
C C
C OCH OCH2CH CH3 H H
Estere Acetoacetico è una comune
denominazione d’uso per l’acetoacetato di etile
La “sintesi acetoacetica dei chetoni" utilizza
l’estere acetoacetico come reattivo di partenza
per la sintesi di chetoni

Il Composto di Partenza è l’Estere Acetoacetico
O O
H 3C CH 2 OEt
O
H 3C CH 2
O
H H3CC CH R
IL PRODOTTO FINALE E’ UN ACETONE
MONOSOSTITUITO O DISOSTITUITO
R'
R

H 3C
H 3C
Alchilazione dell’Acetoacetato di Etile
O O
C C
C OCH OCH2CH CH3 H H
O O
Come realizzereste questa reazione?
C C
C OCH OCH2CH CH3 H
R

H 3C
Deprotonazione dell’Acetoacetato di Etile
O O
C C
C OCH OCH2CH CH3 CH 3CH CH2O H H
L’acetoacetato di etile
pK a ~ 11 può essere facilmente
+
convertito nel suo
anione enolato per
trattamento con una
idonea base: es.
Etossido di sodio
–

H 3C
Deprotonazione dell’Acetoacetato di Etile
O O
C C
C OCH OCH2CH CH3 H H
pK a ~ 11
O O
+
CH 3CH CH2O –
L’acetoacetato di etile
può essere facilmente
convertito nel suo
anione enolato per
trattamento con una
idonea base: es.
Etossido di sodio
C •• C
H3C – C OCH OCH2CH + CH 3CH CH2OH OH
H
K ~ 10 105 CH 3
pKa ~ 16

H 3C
Alchilazione dell’Acetoacetato di Etile
O O
C •• C
– C OCH OCH2CH
H
R X
CH 3
L’anione
dell’acetoacetato di
etile può essere
alchilato utilizzando
un alogenuro
alchilico (S (SN 2: gli
alogenuri alchilici
primari e secondari
sono adeguati; gli
alogenuri alchilici
terziari subiscono
eliminazione)

H 3C
H 3C
Alchilazione dell’Acetoacetato di Etile
O O
C •• C
– C OCH OCH2CH
H
O O
R X
CH 3
C C
C OCH OCH2CH CH3 H
R
L’anione
dell’acetoacetato di
etile può essere
alchilato utilizzando
un alogenuro
alchilico (SN2: gli
alogenuri alchilici
primari e secondari
sono adeguati; gli
alogenuri alchilici
terziari subiscono
eliminazione)

H 3C
H 3C
O O
Conversione a Chetone
C
C
C
OH
La saponificazione e
la successiva
acidificazione
H R
convertono il
1. HO derivato alchilato al
– 1. HO , H O derivato alchilato al
corrispondente β-
O O
cheto acido
Il β-cheto cheto acido
C
C
C
OCH OCH2CH CH3 decarbossila
formando un chetone
– , HH2O
2. H +
H
R

H 3C
H 3C
O O
Conversione a Chetone
C C
C OH
O
H
R
C
CH2R CH
+
CO 2
La saponificazione e
la successiva
acidificazione
convertono il
derivato alchilato al
corrispondente β-
cheto acido
Il β-cheto cheto acido
decarbossila
formando un chetone

R"
Decarbossilazione di β-Chetoacidi Chetoacidi
Stato di transizione ciclico a sei termini
O O
R R'
R'
OH
Equilibrio cheto cheto-enolico enolico
O
R" R"CCH CCHR' R'
R
R"
R"
OH
R
O
H
O
R R'
R'
R'
+
O
O
C
O

Lo Schema Generale

Esempio
O O
CH 3CCH CCH2COCH COCH2CH CH3 1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH 3CH CH2CH CH2CH CH2Br Br

Esempio
O O
CH 3CCH CCH2COCH COCH2CH CH3 O O
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH 3CH CH2CH CH2CH CH2Br Br
CH 3CCHCOCH CCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2CH CH3 (70%)

Esempio
O
CH 3CCH CCH2CH CH2CH CH2CH CH2CH CH3 O O
1. NaOH, H H2O 2. H +
3. heat, -CO
CH 3CCHCOCH CCHCOCH2CH CH3 CO 2
CH 2CH CH2CH CH2CH CH3 (60%)

Esempio:
Dialchilazione
O O
CH 3CC CCHCOCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2

Esempio:
Dialchilazione
O O
CH 3CC CCHCOCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH 3CH CH2I O
CH 3CCCOCH CCCOCH2CH CH3 CH 3CH CH2 O
(75%)
CH 2CH CH CH 2

Esempio:
Dialchilazione
O
CH 3CCH CCH CH 2CH CH CH 2
CH 3CH CH2 1. NaOH, H H2O 2. H + 2. H
3. heat, -CO
O
CH 3CCCOCH CCCOCH2CH CH3 CH 3CH CH2 O
CO 2
CH 2CH CH CH 2

Altro
Esempio
O
O
COCH COCH2CH CH3 E’ possibile utilizzare β-cheto cheto esteri diversi
dall’acetoacetato di etile
H

Altro
Esempio
O
O
O
COCH COCH2CH CH3 H
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. H2C CHCH CHCH2Br Br
O
COCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH
CH 2
(89%)

Altro
Esempio
O
O
COCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2

Altro
Esempio O
O
H
CH 2CH CH CH 2 (66%)
1. NaOH, H H2O 2. H +
3. heat, -CO
O
CO 2
COCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2

Sintesi Malonica degli Acidi Carbossilici

CH CH3CH CH2O Estere Malonico
O O
C C
C OCH OCH2CH CH3 H H
Estere Malonico è una comune denominazione
d’uso per il dietil malonato
La “ “sintesi sintesi malonica degli acidi carbossilici carbossilici” ”
utilizza il dietil malonato come reattivo di
partenza per la sintesi di acidi carbossilici

Il Composto di Partenza è l’Estere Malonico
O O
EtO CH 2 OEt
O
HO CH 2
O
HO CH
IL IL PRODOTTO PRODOTTO PRODOTTO PRODOTTO FINALE FINALE FINALE FINALE FINALE FINALE FINALE E’ E’ UN UN ACIDO
ACIDO
ACETICO ACETICO MONOSOSTITUITO MONOSOSTITUITO O O O O DISOSTITUITO
DISOSTITUITO
R'
R
R

Analogia con la Sintesi Acetoacetica
O O
CH CH3CCH CCH2COCH COCH2CH CH3 O O
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 O
O
CH CH3CCH CCH2R HOCCH HOCCH2R La sintesi malonica degli acidi carbossilici segue la
stessa strategia della sintesi acetacetica dei chetoni
per convertire il dietil malonato nell’acido carbossilico
desiderato

Lo Schema Generale

Decarbossilazione di Acidi β-Dicarbossilici
Dicarbossilici
Uno dei gruppi carbossilici assiste l’uscita dell’altro
O O
O H
O
HO
R R'
R'
O
OH
Equilibrio tautomerico
HOCCH HOCCHR' R'
R
HO
HO O
OH
R
R R'
R'
R'
O
+ C
O

Esempio
O O
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2.
2. H H2C 2C CHCH CHCH2CH 2CH CH CH2CH 2CH CH CH2Br 2Br Br
O O
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2CH CH
(85%)
CH 2

Esempio
O
HOCCH HOCCH2CH CH2CH CH2CH CH2CH CH CH 2
O O
1. NaOH, H H2O 2. H +
3. heat, -CO
CO 2
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2CH CH CH 2
(75%)

Dialchilazione
O O
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 O O
CH 3
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH CH3Br
Br
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 (79 (79-83%) 83%)

Dialchilazione
O O
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 CH CH3(CH (CH2) 8CH CH2 O O
CH 3
CH 3
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH CH3(CH
(CH (CH2) ) 8CH CH 2Br Br
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3

Dialchilazione
O O
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 CH CH3(CH (CH2) 8CH CH2 CH 3
CH 3
1. NaOH, H H2O 2. H + 2. H +
3. calore, -CO
O
CH CH3(CH (CH2) 8CH CH2CHCOH CHCOH
CO 2
(61 (61-74%) 74%)

Altro
Esempio
O O
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 O O
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. Br BrCH Br BrCH CH CH2CH CH 2CH CH 2Br Br
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2Br Br

Altro
Esempio
Questo prodotto non viene isolato, ciclizza in
presenza di etossido di sodio
O O
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2Br Br

Altro
Esempio
O O
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 H2C CH 2
C
H 2
O O
NaOCH NaOCH2CH CH3 CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2Br Br
(60 (60-65%) 65%)

Altro
Esempio
O O
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 H2C CH 2
C
H 2
1. NaOH, H H2O 2. H + 2. H +
3. calore, -CO
H CO 2H
C
H2C CH 2
C
H 2
CO 2
(80%)