ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟΥ. Most versatile preparation of complex molecules in one step, some advantages for cyclohexane synthesis are:

Transcript

1 CYCLEXNE SYNTESIS ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟΥ LI 03 ) Robinson and Robinson - Mannich nnulations ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙΑ ΔΑΚΤΥΛΙΩΝ 2) Birch Rduction ΑΝΑΓΩΓΗ BIRC 3) Dils - ldr Ractions ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ DIELS-LDER Most vrsatil prparation of complx molculs in on stp, som advantags for cyclohxan synthsis ar: ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΠΟΛΥΠΛΕΥΡΗ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΤΩΝ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ ΣΕ ΕΝΑ ΣΤΑΔΙΟ, ΜΕΡΙΚΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟΥ a) By suitabl choic of din & dinophil th rxn can can b vry mild ΑΠΟ ΚΑΤΑΛΗΛΗ ΕΠΙΛΟΓΗ ΔΙΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΔΙΕΝΟΦΙΛΟΥ Η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΥ ΜΑΛΑΚΗ 0 o C C 2 C 2 C 2 88 : 2 C 2 lcl 3-80 o C C 2 C 2 99 : b) Th rxn usually procds with a high stroslctiv prfrnc for th END - isomr Η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΣΥΝΗΘΩΣ ΠΡΟΧΩΡΕΙ ΜΕ ΜΕΓΑΛΗ ΣΤΕΡΕΟΕΚΛΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΓΙΑ ΕΝΔΟ ΙΣΟΜΕΡΕΣ C C no trans, i EX product

2 CYCLEXNE SYNTESIS ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟΥ LI 032 3) Dils - ldr Ractions ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ DIELS-LDER END vrs EX usually xplaind in trms of scondary attractiv intraction btwn orbitals on th non -trminus carbons of th din and on or mor of thos on th dinophil substitunt: END - EX ΣΥΝΗΘΩΣ ΕΞΗΓΟΥΝΤΑΙ ΣΕ ΟΡΟΥΣ ΔΕΥΤΕΡΟΤΑΓΩΝ ΕΛΤΙΚΩΝ ΑΛΛΗΛΟΕΠΙΔΡΑΣΕΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ ΣΤΟΥΣ ΜΗ-ΤΕΡΜΑΤΙΚΟΥΣ ΑΝΘΡΑΚΕΣ ΤΩΝ ΔΕΚΑ ΔΙΕΝΙΩΝ ΚΑΙ ΕΝΟΣ Ή ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΩΝ ΕΚΕΙΝΩΝ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΤΗ ΔΙΕΝΟΦΙΛΟ CIS c) Th rxns is usually REGISELECTIVE Η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΕΙΝΑΙ ΣΥΝΗΘΩΣ ΤΟΠΟΕΚΛΕΚΤΙΚΗ C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 9 : Th siz (orbital cofficint) of a molcular orbital is not th sam on ach carbon atom and that th gratst nrgy gain is achivd whn orbitals of lik siz ovrlap: ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ (ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΤΡΟΧΙΑΚΟΥ) ΕΝΟΣ ΜΟΡΙΑΚΟΥ ΤΡΟΧΙΑΚΟΥ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΙΔΙΟ ΣΕ ΚΑΘΕ ΑΤΟΜΟ ΑΝΘΡΑΚΑ ΚΑΙ ΟΤΙ ΤΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΚΕΡΔΟΣ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΟΤΑΝ ΤΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑ ΤΟΥ ΙΔΙΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΑΛΛΗΛΟΕΠΙΚΑΛΥΠΤΟΝΤΑΙ is bttr than ΕΙΝΑΙ ΚΑΛΥΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟ

3 CYCLEXNE SYNTESIS ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟΥ LI 033 3) Dils - ldr Ractions ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ DIELS-LDER d) Th rxn is spcially vrsatil whn usd in an intramolcular sns ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΕΙΝΑΙ ΕΙΔΙΚΑ ΠΟΛΥΠΛΕΥΡΗ ΟΤΑΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΜΕ ΕΝΔΟΜΟΡΙΑΚΗ ΕΝΝΟΙΑ LD 3 SiCl TMS C 2 Et C 2 Et 20 o C, 94 % TMS C 2 Et

4 CNFRMTINL NLYSIS ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ LI 034 CYCLEXNE ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟ all bonds staggrd ΟΛΟΙ ΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΤΑΓΜΕΝΟΙ ΕΝΑΛΛΑΞ chair 2 kjmol - boat 99.9 % 0. % dstabiliss conformation ΑΠΟΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΕΙ ΤΗΝ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ all bonds clipsd ΟΛΟΙ ΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΕΚΛΕΙΠΤΙΚΟΙ Considr chair form ΛΑΜΒΕΤΕ ΥΠ'ΟΨΙΝ ΤΗΝ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΝΑΚΛΙΝΤΡΟΥ C 3 axial ΑΞΩΝΙΚΑ C 3 quitorial ΙΣΗΜΕΡΙΝΑ NMR pak - s avrag ffct ΚΟΡΥΦΗ ΝΜR-ΒΛΕΠΟΥΜΕ ΤΟ ΜΕΣΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ axial & quitorial s ar rapidly intrconvrting - RING FLIPPING ΑΞΩΝΙΚΑ-ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΑ ΠΡΩΤΟΝΙΑ ΑΛΛΗΛΟΜΕΤΑΤΡΕΠΟΝΤΑΙ ΤΑΧΥΤΑΤΑ- ΑΝΑΣΤΡΟΦΗ ΔΑΚΤΥΛΙΟΥ q y x ax y x q x Ring flipping occurs through boat shap Η ΑΝΑΣΤΡΟΦΗ ΤΟΥ ΔΑΚΤΥΛΙΟΥ ΓΙΝΕΤΑΙ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΗΣ ΒΑΡΚΑΣ y ax X,3-diaxial comprssion,3-διαξωνικη ΣΥΜΠΙΕΣΗ X no strain - no comprssion quitorial prfrrd ΚΑΘΟΛΟΥ ΤΑΣΗ-ΚΑΘΟΛΟΥ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΠΡΟΤΙΜΑΤΕ Η ΙΣΗΜΕΡΙΝΗ

5 CNFRMTINL NLYSIS ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ LI 035 CYCLEXNE ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟ Equilibrium position dpnds on X Η ΘΕΣΗ ΤΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ Χ X X ΑΞΩΝΙΚΗ:ΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΔΙΑΦΟΡΑ GRUP ΟΜΑΔΑ xial : Equitorial Enrgy Diffrnc (-valu, kjmol - ) Incras siz of X & lngth of C- X bond Priodic Tabl Enrgy drops as C-X bond gts longr F Cl I ΑΥΞΗΣΗ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΟΥ Χ ΚΑΙ ΜΗΚΟΥΣ ΤΟΥ C- ΔΕΣΜΟΥ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΕΦΤΕΙ ΚΑΘΩΣ Ο C-X ΔΕΣΜΟΣ ΓΙΝΕΤΑΙ ΜΑΚΡΥΤΕΡΟΣ Et ipr C 3 Si 3 G 3 Sn 3 Pb 3 Nvr in xial position! ΠΟΤΕ ΣΕ ΑΞΩΝΙΚΗ ΘΕΣΗ > CN c 3.0 C C 2 Et (aprotic solvnts ΑΠΡΩΤΙΚΟΙ ΔΙΑΛΥΤΕΣ 2.2 (protic solvnts) ΠΡΩΤΙΚΟΙ ΔΙΑΛΥΤΕΣ N g 0

6 CNFRMTINL NLYSIS ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ LI 036 CYCLEXNE ΚΥΚΛΟΕΞΑΝΙΟ ow dos ractivity chang if in axial or quitorial positions?? ΠΩΣ ΑΛΛΑΖΕΙ Η ΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΤΙΣ ΑΞΩΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΙΣΗΜΕΡΙΝΕΣ ΘΕΣΕΙΣ STERIDS B C 8 7 D B RIGID STRUCTURE ΑΚΑΜΠΤΗ ΔΟΜΗ β-fac ring flip? ΑΝΑΣΤΡΟΦΗ ΔΑΚΤΥΛΙΟΥ Stric Control: β-fac is much mor hindrd than α-fac (du to β- groups) _ ΣΤΕΡΟΕΙΔΗ α-fac Stric hindrnc and strolctronic control important ΣΤΕΡΙΚΗ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΗ ΚΑΙ ΣΤΕΡΕΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΣ ydrolysis of str using bas ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΕΣΤΕΡΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΝΤΑΣ ΒΑΣΗ _ RDS R R SM RDS = rat dtrmining stp ΚΑΘΟΡΙΣΤΙΚΟ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΤΑΔΙΟ E R R B impossibl systm is rigid, nithr or B can flip tc TS - mor hindrd than SM (mor ttrahdral) ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ-ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΜΕΝΗ ΑΠΟ ΟΤΙ Η ΑΠΛΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ (ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΤΕΤΡΑΕΔΡΙΚΗ) a ΔG a a ΑΔΥΝΑΤΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΙΝΑΙ ΑΚΑΜΠΤΟ ΟΥΤΕ ΤΟ Α ΟΥΤΕ ΤΟ Β ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΑΝΑΣΤΡΑΦΕΙ ΣΤΕΡΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ:β-ΠΡΩΣΟΨΗ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΥ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΜΕΝΗ ΑΠΟ ΟΤΙ Η α-πρωσοψη ΔG ΔG a > ΔG k a < k SM TS

7 CNFRMTINL NLYSIS ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ LI 037 STERIDS ΣΤΕΡΟΕΙΔΗ g. 2 β-c (axial) ΑΞΩΝΙΚΟ 2 α-c (quitorial) ΙΣΗΜΕΡΙΝΟ 2 vrs 2 Diaxial comprssion btwn c, & ΔΙΑΞΩΝΙΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ Rlativ rat - / 80 o C ΣΧΕΤΙΚΟΣ ΡΥΘΜΟΣ : 0 3 β-c (quitorial) ΙΣΗΜΕΡΙΝΟ 3 α-c (axial) ΑΞΩΝΙΚΟ 3 2 vrs 3 2 Rlativ rat - / 80 o C ΣΧΕΤΙΚΟΣ ΡΥΘΜΟΣ Diaxial comprssion btwn c, & 3 : ΔΙΑΞΩΝΙΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ

8 CNFRMTINL NLYSIS ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ LI 038 STERIDS ΣΤΕΡΟΕΙΔΗ Cr 3 xidation of alcohols ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΛΚΟΟΛΩΝ RC 2 Cr 3 fast ΓΡΗΓΟΡΑ RDS Cr RC 2 SM (big) ΑΠΛΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ (ΜΕΓΑΛΟ) RC= small ΜΙΚΡΟ TS - lss hindrd than SM (smallr) ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ-ΛΙΓΟΤΕΡΟ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΜΕΝΗ ΑΠΟ ΟΤΙ Η ΑΠΛΗ (ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ) E a ΔG a < ΔG SM ΔG a TS ΔG a k a > k 2 β- (axial) vrs 2 α- (quitorial) ΑΞΩΝΙΚΗ ΙΣΗΜΕΡΙΝΗ Rlativ rat ΣΧΕΤΙΚΟΙ ΡΥΘΜΟΙ 8 : rlif of diaxial stric comprssion ΑΠΑΛΑΓΜΕΝΟ ΑΠΟ ΔΙΑΞΩΝΙΚΗ ΣΤΕΡΙΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ

9 CNFRMTINL NLYSIS ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ LI 039 STERIDS ΣΤΕΡΟΕΙΔΗ STEREELECTRNIC CNTRL ΣΤΕΡΕΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ pply strochmistry to gt MX RBITL VERLP - ntipriplanar mchanism ΕΦΑΡΜΟΖΟΥΜΕ ΣΤΕΡΕΟΧΗΜΕΙΑ ΓΙΑ ΝΑ ΠΑΡΟΥΜΕ ΤΗΝ ΜΕΓΙΣΤΗ ΑΛΛΗΛΟΕΠΙΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ ΑΝΤΙΟΜΟΕΠΙΠΕΔΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ I _ 4 days 20 o C 90%,2-diaxial bonds ar antipriplanar,2-διαξωνικοι ΔΕΣΜΟΙ ΕΙΝΑΙ ΑΝΤΙΟΜΟΕΠΙΠΕΔΟΙ,2-diquitorial 4 days 20 o C,2-ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΟΙ _ 3 _ 4 % ΙΟΝ ΤΟΥ ΒΡΩΜΟΝΙΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΤΑΙ ΣΤΗΝ Α-ΠΛΕΥΡΑ ΛΟΓΟ ΤΗΣ ΣΤΕΡΙΚΗΣ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΗΣ ΣΤΗΝ β-πλευρα omonium ion formd on α-fac du to stric hindrnc of β- fac (β- group) ΔΙΑΞΩΝΙΚΑ ΜΟΝΑΔΙΚΟ ΠΡΟΙΟΝ 3β Diquitorial ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΑ 4α ΤΑ ΕΙΣΕΡΧΟΜΕΝΑ ΟΗ ΚΑΙ ΥΙΟΘΕΤΟΥΝ ΔΙΑΞΩΝΙΚΕΣ ΘΕΣΕΙΣ, ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΑΛΛΗΛΟΕΠΙΚΑΛΥΨΗ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3α 4β Diaxial nly product Incomin and adopt diaxial, bst ovrlap during TS