Composti beta-dicarbonilici
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Sintesi Acetoacetica dei Chetoni
Estere Acetoacetico<br />
H 3C<br />
O O<br />
C C<br />
C OCH OCH2CH CH3 H H<br />
Estere Acetoacetico è una comune<br />
denominazione d’uso per l’acetoacetato di etile<br />
La “sintesi acetoacetica dei chetoni" utilizza<br />
l’estere acetoacetico come reattivo di partenza<br />
per la sintesi di chetoni
Il Composto di Partenza è l’Estere Acetoacetico<br />
O O<br />
H 3C CH 2 OEt<br />
O<br />
H 3C CH 2<br />
O<br />
H H3CC CH R<br />
IL PRODOTTO FINALE E’ UN ACETONE<br />
MONOSOSTITUITO O DISOSTITUITO<br />
R'<br />
R
H 3C<br />
H 3C<br />
Alchilazione dell’Acetoacetato di Etile<br />
O O<br />
C C<br />
C OCH OCH2CH CH3 H H<br />
O O<br />
Come realizzereste questa reazione?<br />
C C<br />
C OCH OCH2CH CH3 H<br />
R
H 3C<br />
Deprotonazione dell’Acetoacetato di Etile<br />
O O<br />
C C<br />
C OCH OCH2CH CH3 CH 3CH CH2O H H<br />
L’acetoacetato di etile<br />
pK a ~ 11 può essere facilmente<br />
+<br />
convertito nel suo<br />
anione enolato per<br />
trattamento con una<br />
idonea base: es.<br />
Etossido di sodio<br />
–
H 3C<br />
Deprotonazione dell’Acetoacetato di Etile<br />
O O<br />
C C<br />
C OCH OCH2CH CH3 H H<br />
pK a ~ 11<br />
O O<br />
+<br />
CH 3CH CH2O –<br />
L’acetoacetato di etile<br />
può essere facilmente<br />
convertito nel suo<br />
anione enolato per<br />
trattamento con una<br />
idonea base: es.<br />
Etossido di sodio<br />
C •• C<br />
H3C – C OCH OCH2CH + CH 3CH CH2OH OH<br />
H<br />
K ~ 10 105 CH 3<br />
pKa ~ 16
H 3C<br />
Alchilazione dell’Acetoacetato di Etile<br />
O O<br />
C •• C<br />
– C OCH OCH2CH<br />
H<br />
R X<br />
CH 3<br />
L’anione<br />
dell’acetoacetato di<br />
etile può essere<br />
alchilato utilizzando<br />
un alogenuro<br />
alchilico (S (SN 2: gli<br />
alogenuri alchilici<br />
primari e secondari<br />
sono adeguati; gli<br />
alogenuri alchilici<br />
terziari subiscono<br />
eliminazione)
H 3C<br />
H 3C<br />
Alchilazione dell’Acetoacetato di Etile<br />
O O<br />
C •• C<br />
– C OCH OCH2CH<br />
H<br />
O O<br />
R X<br />
CH 3<br />
C C<br />
C OCH OCH2CH CH3 H<br />
R<br />
L’anione<br />
dell’acetoacetato di<br />
etile può essere<br />
alchilato utilizzando<br />
un alogenuro<br />
alchilico (SN2: gli<br />
alogenuri alchilici<br />
primari e secondari<br />
sono adeguati; gli<br />
alogenuri alchilici<br />
terziari subiscono<br />
eliminazione)
H 3C<br />
H 3C<br />
O O<br />
Conversione a Chetone<br />
C<br />
C<br />
C<br />
OH<br />
La saponificazione e<br />
la successiva<br />
acidificazione<br />
H R<br />
convertono il<br />
1. HO derivato alchilato al<br />
– 1. HO , H O derivato alchilato al<br />
corrispondente β-<br />
O O<br />
cheto acido<br />
Il β-cheto cheto acido<br />
C<br />
C<br />
C<br />
OCH OCH2CH CH3 decarbossila<br />
formando un chetone<br />
– , HH2O<br />
2. H +<br />
H<br />
R
H 3C<br />
H 3C<br />
O O<br />
Conversione a Chetone<br />
C C<br />
C OH<br />
O<br />
H<br />
R<br />
C<br />
CH2R CH<br />
+<br />
CO 2<br />
La saponificazione e<br />
la successiva<br />
acidificazione<br />
convertono il<br />
derivato alchilato al<br />
corrispondente β-<br />
cheto acido<br />
Il β-cheto cheto acido<br />
decarbossila<br />
formando un chetone
R"<br />
Decarbossilazione di β-Chetoacidi Chetoacidi<br />
Stato di transizione ciclico a sei termini<br />
O O<br />
R R'<br />
R'<br />
OH<br />
Equilibrio cheto cheto-enolico enolico<br />
O<br />
R" R"CCH CCHR' R'<br />
R<br />
R"<br />
R"<br />
OH<br />
R<br />
O<br />
H<br />
O<br />
R R'<br />
R'<br />
R'<br />
+<br />
O<br />
O<br />
C<br />
O
Lo Schema Generale
Esempio<br />
O O<br />
CH 3CCH CCH2COCH COCH2CH CH3 1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH 3CH CH2CH CH2CH CH2Br Br
Esempio<br />
O O<br />
CH 3CCH CCH2COCH COCH2CH CH3 O O<br />
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH 3CH CH2CH CH2CH CH2Br Br<br />
CH 3CCHCOCH CCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2CH CH3 (70%)
Esempio<br />
O<br />
CH 3CCH CCH2CH CH2CH CH2CH CH2CH CH3 O O<br />
1. NaOH, H H2O 2. H +<br />
3. heat, -CO<br />
CH 3CCHCOCH CCHCOCH2CH CH3 CO 2<br />
CH 2CH CH2CH CH2CH CH3 (60%)
Esempio:<br />
Dialchilazione<br />
O O<br />
CH 3CC CCHCOCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2
Esempio:<br />
Dialchilazione<br />
O O<br />
CH 3CC CCHCOCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2<br />
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH 3CH CH2I O<br />
CH 3CCCOCH CCCOCH2CH CH3 CH 3CH CH2 O<br />
(75%)<br />
CH 2CH CH CH 2
Esempio:<br />
Dialchilazione<br />
O<br />
CH 3CCH CCH CH 2CH CH CH 2<br />
CH 3CH CH2 1. NaOH, H H2O 2. H + 2. H<br />
3. heat, -CO<br />
O<br />
CH 3CCCOCH CCCOCH2CH CH3 CH 3CH CH2 O<br />
CO 2<br />
CH 2CH CH CH 2
Altro<br />
Esempio<br />
O<br />
O<br />
COCH COCH2CH CH3 E’ possibile utilizzare β-cheto cheto esteri diversi<br />
dall’acetoacetato di etile<br />
H
Altro<br />
Esempio<br />
O<br />
O<br />
O<br />
COCH COCH2CH CH3 H<br />
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. H2C CHCH CHCH2Br Br<br />
O<br />
COCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH<br />
CH 2<br />
(89%)
Altro<br />
Esempio<br />
O<br />
O<br />
COCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2
Altro<br />
Esempio O<br />
O<br />
H<br />
CH 2CH CH CH 2 (66%)<br />
1. NaOH, H H2O 2. H +<br />
3. heat, -CO<br />
O<br />
CO 2<br />
COCH COCH2CH CH3 CH 2CH CH CH 2
Sintesi Malonica degli Acidi Carbossilici
CH CH3CH CH2O Estere Malonico<br />
O O<br />
C C<br />
C OCH OCH2CH CH3 H H<br />
Estere Malonico è una comune denominazione<br />
d’uso per il dietil malonato<br />
La “ “sintesi sintesi malonica degli acidi carbossilici carbossilici” ”<br />
utilizza il dietil malonato come reattivo di<br />
partenza per la sintesi di acidi carbossilici
Il Composto di Partenza è l’Estere Malonico<br />
O O<br />
EtO CH 2 OEt<br />
O<br />
HO CH 2<br />
O<br />
HO CH<br />
IL IL PRODOTTO PRODOTTO PRODOTTO PRODOTTO FINALE FINALE FINALE FINALE FINALE FINALE FINALE E’ E’ UN UN ACIDO<br />
ACIDO<br />
ACETICO ACETICO MONOSOSTITUITO MONOSOSTITUITO O O O O DISOSTITUITO<br />
DISOSTITUITO<br />
R'<br />
R<br />
R
Analogia con la Sintesi Acetoacetica<br />
O O<br />
CH CH3CCH CCH2COCH COCH2CH CH3 O O<br />
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 O<br />
O<br />
CH CH3CCH CCH2R HOCCH HOCCH2R La sintesi malonica degli acidi carbossilici segue la<br />
stessa strategia della sintesi acetacetica dei chetoni<br />
per convertire il dietil malonato nell’acido carbossilico<br />
desiderato
Lo Schema Generale
Decarbossilazione di Acidi β-Dicarbossilici<br />
Dicarbossilici<br />
Uno dei gruppi carbossilici assiste l’uscita dell’altro<br />
O O<br />
O H<br />
O<br />
HO<br />
R R'<br />
R'<br />
O<br />
OH<br />
Equilibrio tautomerico<br />
HOCCH HOCCHR' R'<br />
R<br />
HO<br />
HO O<br />
OH<br />
R<br />
R R'<br />
R'<br />
R'<br />
O<br />
+ C<br />
O
Esempio<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2.<br />
2. H H2C 2C CHCH CHCH2CH 2CH CH CH2CH 2CH CH CH2Br 2Br Br<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2CH CH<br />
(85%)<br />
CH 2
Esempio<br />
O<br />
HOCCH HOCCH2CH CH2CH CH2CH CH2CH CH CH 2<br />
O O<br />
1. NaOH, H H2O 2. H +<br />
3. heat, -CO<br />
CO 2<br />
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2CH CH CH 2<br />
(75%)
Dialchilazione<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 O O<br />
CH 3<br />
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH CH3Br<br />
Br<br />
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 (79 (79-83%) 83%)
Dialchilazione<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 CH CH3(CH (CH2) 8CH CH2 O O<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. CH CH3(CH<br />
(CH (CH2) ) 8CH CH 2Br Br<br />
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3
Dialchilazione<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 CH CH3(CH (CH2) 8CH CH2 CH 3<br />
CH 3<br />
1. NaOH, H H2O 2. H + 2. H +<br />
3. calore, -CO<br />
O<br />
CH CH3(CH (CH2) 8CH CH2CHCOH CHCOH<br />
CO 2<br />
(61 (61-74%) 74%)
Altro<br />
Esempio<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCH OCCH2COCH COCH2CH CH3 O O<br />
1. NaOCH NaOCH2CH CH3 2. Br BrCH Br BrCH CH CH2CH CH 2CH CH 2Br Br<br />
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2Br Br
Altro<br />
Esempio<br />
Questo prodotto non viene isolato, ciclizza in<br />
presenza di etossido di sodio<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2Br Br
Altro<br />
Esempio<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 H2C CH 2<br />
C<br />
H 2<br />
O O<br />
NaOCH NaOCH2CH CH3 CH 3CH CH2OCCHCOCH OCCHCOCH2CH CH3 CH 2CH CH2CH CH2Br Br<br />
(60 (60-65%) 65%)
Altro<br />
Esempio<br />
O O<br />
CH 3CH CH2OCCCOCH OCCCOCH2CH CH3 H2C CH 2<br />
C<br />
H 2<br />
1. NaOH, H H2O 2. H + 2. H +<br />
3. calore, -CO<br />
H CO 2H<br />
C<br />
H2C CH 2<br />
C<br />
H 2<br />
CO 2<br />
(80%)