Алкинилирование - это реакция присоединения в органическом синтезе, где концевой алкин присоединяется к карбонильной группе с образованием α - алкинилового спирта . [1] Когда ацетилид образуется из ацетилена , реакция дает α- этиниловый спирт. Этот процесс часто называют этинилированием . В таком процессе часто используются промежуточные соединения ацетилида металлов.
Сфера
Основная представляющая интерес реакция включает присоединение ацетилена к кетону или альдегиду:
- RCOR '+ HC≡CR "→ RR'C (OH) C≡CR"
Реакция протекает с сохранением тройной связи . Для альдегидов и несимметричных кетонов продукт является хиральным, поэтому есть интерес к асимметричным вариантам. В этих реакциях неизменно участвуют промежуточные соединения ацетилида металла .
Эта реакция была открыта химиком Джоном Ульриком Нефом в 1899 году во время экспериментов с реакциями элементарного натрия , фенилацетилена и ацетофенона . [2] [3] По этой причине реакцию иногда называют синтезом Нефа . Иногда эту реакцию ошибочно называют реакцией Нефа, это название чаще используется для описания другой реакции (см. Реакцию Нефа ). [1] [2] [4] Химик Вальтер Реппе ввел термин этинилирование во время своей работы с ацетиленом и карбонильными соединениями. [1]
В следующей реакции ( схема 1 ) алкиновый протон этилпропиолата депротонируется н- бутиллитием при -78 ° C с образованием этилпропиолата лития, к которому добавляется циклопентанон с образованием алкоголята лития . Уксусная кислота добавляется для удаления лития и высвобождения свободного спирта. [5]
Модификации
Известно несколько модификаций реакций алкинилирования:
- В синтезе Аренса – Ван Дорпа соединение этоксиацетилен [6] превращается в реактив Гриньяра и реагирует с кетоном , продуктом реакции является пропаргиловый спирт . [7] [8]
- Модификации Излер является модификацией Arens-Van Dorp синтеза , где этоксиацетилен заменяется β -chlorovinyl эфир и амид лития . [7]
Каталитические варианты
Алкинилирование, в том числе асимметричное, были разработаны как реакции, катализируемые металлами. [9] [1]
Использует
Alkynylation находит применение в синтезе из фармацевтических препаратов , в частности , при получении стероидных гормонов . [10] Например, этинилирование 17-кетостероидов дает важные противозачаточные препараты, известные как прогестины . Примеры включают такие препараты, как норэтистерон , этистерон и линестренол . [11] Гидрогенизация этих соединений дает анаболические стероиды с пероральной биодоступностью , такие как норетандролон . [12]
Alkynylation используется для подготовки товарных химических веществ , таких как пропаргиловый спирт , [1] [13] бутиндиол , 2-метилсет-3-ин-2-ол (а предшественник к изопренам , таким как витамин А ), 3-гексин-2,5- диол (предшественник фуранеола ) [14] и 2-метил-2-гептен-6-он (предшественник линалоола ).
Условия реакции
Для стехиометрических реакций с участием ацетилидов щелочных или щелочноземельных металлов обработка реакции требует выделения спирта. Для достижения этого гидролиза часто используются водные кислоты. [5] [15]
- RR'C (ONa) C≡CR "+ CH 3 COOH → RR'C (OH) C≡CR" + CH 3 COONa
Обычные растворители для реакции , включают простые эфиры , ацетали , диметилформамид , [1] и диметилсульфоксид . [16]
Вариации
Реактивы Гриньяра
Реагенты Гриньяра ацетилена или алкинов могут использоваться для алкинилирования соединений, которые подвержены реакциям полимеризации через промежуточные еноляты . Тем не менее, подставляя литий для натрия или калия ацетиленидов выполняют аналогичные результаты, часто давая этот маршрут небольшого преимущества по сравнению с обычной реакцией. [1]
Реакция Фаворского
Реакция Фаворского представляет собой альтернативный набор условий реакции, который включает предварительную реакцию ацетилена с гидроксидом щелочного металла, таким как КОН. [1] Реакция протекает через равновесие , что делает реакцию обратимой :
- HC≡CH + KOH ⇌ HC≡CK + H 2 O
- RR'C = O + HC≡CK ⇌ RR'C (ОК) C≡CH
Чтобы преодолеть эту обратимость, в реакции часто используется избыток основания для улавливания воды в виде гидратов . [1]
Реппе химия
Химик Вальтер Реппе был пионером каталитического этинилирования в промышленном масштабе с использованием ацетилена с ацетилидами щелочного металла и меди (I) : [1]
Эти реакции используются для производства пропаргилового спирта и бутиндиола . [13] Ацетилиды щелочных металлов, которые часто более эффективны для добавления кетонов, используются для получения 2-метил-3-бутин-2-ола из ацетилена и ацетона .
Смотрите также
- Алкилирование
- Метилирование
- Литийорганический реагент
- Натрийорганическая химия
Реакции сочетания алкинов
- Муфта Глазера
- Муфта Кадио – Ходкевича
- Муфта Кастро – Стивенса
Рекомендации
- ^ a b c d e f g h i j Viehe, Хайнц Гюнтер (1969). Химия ацетиленов (1-е изд.). Нью-Йорк: Марсель Деккер, инк. С. 169 и 207–241. DOI : 10.1002 / ange.19720840843 .
- ^ а б Вольфром, Мелвилл Л. (1960). «Джон Ульрик Неф: 1862—1915» (PDF) . Биографические воспоминания (1-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук. п. 218 . Проверено 24 февраля +2016 .
- ^ Неф, Джон Ульрик (1899). "Ueber das Phenylacetylen, seine Salze und seine Halogensubstitutionsproducte" (PDF) . Юстус Либигс Аннален дер Хеми . 308 (3): 264–328. DOI : 10.1002 / jlac.18993080303 .
- ^ Смит, Майкл Б .; Март, Джерри (2007). «Глава 16. Дополнение к углеродно-гетеро-множественным связям». Мартовская продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.). Хобокен, Нью - Джерси: John Wiley & Sons, Inc. стр. 1359 -1360. DOI : 10.1002 / 9780470084960.ch16 . ISBN 9780471720911.
- ^ а б Мидленд, М. Марк; Трамонтано, Альфонсо; Кабель, Джон Р. (1980). «Синтез алкил-4-гидрокси-2-алкиноатов». Журнал органической химии . 45 (1): 28–29. DOI : 10.1021 / jo01289a006 .
- ^ Джонс, ERH; Эглинтон, Джеффри ; Whiting, MC; Шоу, Б.Л. (1954). «Этоксиацетилен». Органический синтез . 34 : 46. DOI : 10,15227 / orgsyn.034.0046 .
- ^ а б Ван, Зеронг, изд. (2009). «Реакция Аренса – Ван Дорпа (модификация Излера)». Комплексные органические названия реакций и реагентов (1-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience. DOI : 10.1002 / 9780470638859.conrr023 . ISBN 9780471704508.
- ^ Ван Дорп, Д.А. Аренс, Дж. Ф. (1947). «Синтез альдегида витамина А». Природа . 160 (4058): 189. Bibcode : 1947Natur.160..189V . DOI : 10.1038 / 160189a0 . PMID 20256189 .
- ^ Трост, Барри М .; Вайс, Эндрю Х. (2009). «Энантиоселективное присоединение алкиновых нуклеофилов к карбонильным группам» . Расширенный синтез и катализ . 351 (7–8): 963–983. DOI : 10.1002 / adsc.200800776 . PMC 3864370 . PMID 24353484 .
- ^ Сандов, Юрген; Шайффеле, Эккехард; Харинг, Майкл; Neef, Günter; Прежевовский, Клаус; Стач, Ульрих (2000). «Гормоны». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . DOI : 10.1002 / 14356007.a13_089 . ISBN 3527306730.
- ^ Сондхаймер, Франц; Rosenkranz, G .; Miramontes, L .; Джерасси, Карл (1954). «Стероиды. LIV. Синтез 19-нор-17α-этинилтестостерона и 19-нор-17α-метилтестостерона». Журнал Американского химического общества . 76 (16): 4092–4094. DOI : 10.1021 / ja01645a010 .
- ^ Hershberg, EB; Oliveto, Eugene P .; Герольд, Коринн; Джонсон, Лоис (1951). «Селективное восстановление и гидрирование ненасыщенных стероидов». Журнал Американского химического общества . 73 (11): 5073–5076. DOI : 10.1021 / ja01155a015 .
- ^ а б Песслер, Питер; Хефнер, Вернер; Бакл, Клаус; Мейнасс, Гельмут; Мейсвинкель, Андреас; Вернике, Ханс-Юрген; Эберсберг, Гюнтер; Мюллер, Ричард; Бесслер, Юрген; Берингер, Хартмут; Майер, Дитер (2008). "Ацетилен". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . DOI : 10.1002 / 14356007.a01_097.pub3 . ISBN 978-3527306732.
- ^ Фальбуш, Карл-Георг; Хаммершмидт, Франц-Йозеф; Пантен, Йоханнес; Пикенхаген, Вильгельм; Шатковски, Дитмар; Бауэр, Курт; Гарбе, Доротея; Сурбург, Хорст (2003). «Ароматизаторы и ароматизаторы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . DOI : 10.1002 / 14356007.a11_141 . ISBN 3527306730.
- ^ Коффман, Дональд Д. (1940). «Диметилэтилкарбинол». Органический синтез . 40 : 20. DOI : 10,15227 / orgsyn.020.0040 .
- ^ Собенина, Л.Н.; Томилин, Д.Н. Петрова, О.В.; Михалева А.И.; Трофимов, Б.А. (2013). «Синтез вторичных пропаргиловых спиртов из ароматических и гетероароматических альдегидов и ацетилена в системе КОН-Н 2 О-ДМСО». Российский журнал органической химии . 49 (3): 356–359. DOI : 10.1134 / S107042801303007X .