Лекция 22Спирты. Диолы

Quidquid discis, tibi discisЧему бы ты не учился, ты учишься для себя

Окисление первичных спиртов до альдегидов и карбоновыхкислот, вторичных спиртов до кетонов. Современныереагенты окисления на основе хромового ангидрида, марганца, рутения, солей сульфония (примеры и механизм), ТЕМPO. Двухатомные спирты. Методы синтеза и стереохимия. Реакция Кори-Уинтера

Реакция Мицунобу (Mitsunobu)

OHR

PPh3

NNEtO2C

CO2Et

NNEtO2C

CO2Et

PPh3

NuR

Ph3POOPPh3

R

NNEtO2C

CO2Et

PPh3RCH2OH

NuR

O-

R

HN

NH

EtO2CCO2Et

NNH

EtO2CCO2Et

PPh3

+ HNu

HNu

++ Nu-SN2

+

OHR

PPh3

NNEtO2C

CO2Et

OHR

PPh3HN

O

O

OR

RO

NR

O

O

+ HOCOR

DEAD

DEAD+

Замещение сульфонатов

OTs

SCl

OO

OH

SOR

OO

Br

Cl

NH

Cl

ROH +пиридин

0 °C+

+ NaBr25 °C

ДМСО

(85 %)

2) LiCl; ДМФА; 0 - 20 °C

1) CH3SO2Cl, ДМФА, C5H5N

(100 %)

гераниол

геранилхлорид

Элиминирование

90 - 95 °C(20 %)

OH

(80 %)

62 % H2SO4+ + H2O

OH

160 - 170 °C

85 % H3PO4+ + H2O

5 : 1(79 - 84 %)

E1- элиминирование

OH не может быть уходящей группой в E2

90 °C(20 %)

OH

(80 %)

45 % H2SO4 +

OH

OH 90 °C

40 % H2SO4

OH

OH

CH3H3C

CH3H3C

80 °C

85 % H3PO4

OH2

CH3H3C

H3CCH3

CH3H3C

H3CCH3

CH3

CH3

H3C

H3C- H

H3C

H3C

CH3

CH3 H2C

H3C CH3

CH3+

(20 %)(80 %)

OHR

OS

OH

O OR

H2SO4

OH OS

OH

O O

O

R

O

H

OS

OH

O OR+ H2SO4 + H2O

170 - 190 °C+ H2SO4 + HSO4

+ + HSO4

+ H2SO4

E2- элиминирование для первичных спиртов

OHHO

OHHO

HOOH

O

O O+

H2SO4 (конц.)

130 - 140 °C+ 2 H2O

50 - 55 %

H3PO4 (конц.)

90 - 100 атм.260 - 280 °C (99 %)

CH3CH2OH

OH

Al2O3

Al2O3

OHHOAl2O3

H2C=CH2(98 %)360 °C

+ H2O

400 - 450 °C+ H2O

(90 %)

420 - 470 °C+ 2 H2O

(70 - 85 %)

Реакция Вильямсона

OK

ONa

CH3(CH2)15OTs

CH2ClO

OCH2(CH2)15CH3

R1ONa + R2X R1OR2 + NaX

X = Cl; Br; I; OTs; OTf; OSO2R

+ ТГФ65 °C + NaCl

(68 %)

+ДМСО40 °C

+ KOTs(85 %)

OK

NO2

Br

OK + CH3I

Cl + CH3ONa

OCH3 + KI

O

NO265 °C

(80 %)

+ацетон ил ДМФА

+ KBr

+ NaCl + CH3OH

Третбутилирование спиртов

OH

RCH2OH

H+

OR

+

RCH2OH[O]

OHR2

R1

O

HR

[O]

[O]

OR2

R1

O

OHR

первичный спирт альдегид карбоновая кислота

вторичный спирт кетон

OH CuO-Cr2O3

OH

CH3OHO

HH

O

H

O

цеолит, t+ H2

(62 %)

Cu, 600°C+ H2

(92 %)

Cu или Ag600°C

+ H2

(88 %)

CH2OH MnO2

OHMnO2

CH2OH MnO2

O

CHO

CHO

CH2Cl2 или гексан, 20 °C

(62 %)

CH2Cl2, 20 °C(70 %)

гексан, 0 °C

(80 %)

CrO3 - H2SO4 - H2O окисление по Джонсу (Jones)

OHH

H

OH

CH2OH

O

OH

H

COOH(93 %)

Jones

Jones

CrO3 - H2SO4 - H2O

ацетон, 20 °C

Окисление по Коллинзу-Саррету

OH

(93 %)

CrO3*2C5H5N

CH2Cl2; 20 °C; 10 минO

OHCrO3*2C5H5N

CH2Cl2; 25 °C

O

(97 %)

Е.Кори (E.J. Corey) Нобелевская премия 1990 г.

Хлорхромат пиридиния PCC

OH

N

H

HOOH

CrO3Cl

OO

H

H

H

O

(PCC)CrO3 + Py + HCl

цитронеллол цитронеллаль

C5H5N*CrO3*HCl

CH2Cl2; 25 °CC5H5N*CrO3*HCl

(68 %)

(97 %)CH2Cl2; 25 °C

Дихромат пиридиния PDC

OH(PDC)

N

H

O

Cr2O7 (PDC)2 CrO3 + 2 Py + H2O

2

2

(97 %)

OH (PDC)(84 %)

гераниловый спирт

O

Окисление по Корнблюму

H3CS

CH3

O

NaHCO3

SCH3

CH3

OR

HH HCO3

OTs+ RCH2OTs150 °CДМСО

(CH3)2S + RCHO + H2O + CO2 + TsONa(60 - 70 %)

Алкоксисульфониевые соли

S

O

S

Et3N

S

O

R

H

S

OE

S

E

RCH2OH

RCH2OH

R O

Cl2 Br2 NCS

S

O

R

H

S

O

R

H

S

E

E

+

COCl2 ClCOCOCl Ac2O SO3 DCC / H+ P2O5 (CF3CO)2O

N

O

O

Cl

HOH

C8H17

O S(CH3)2 ClR2C

H

(CH3)2S

NEt3

N

O

O

S(CH3)2 Cl

C8H17

O

R2CHOHтолуол, 0 °C - 30 °C

0-...-30 °CR2CO + Et3NH Cl

ДМСО, SO3

C5H5N; CH2Cl2(83 %)

холестерин

Окисление по Оппенауэру (Oppenauer)восстановление по Мейервейну-Пондорфу-Верлею

(Meerwein-Ponndorf-Verley)

OH

HO

R

R1

R2

OH

H

Al(Oi-Pr)3

CH3COCH3

Al(Oi-Pr)3

O

O

R

H

O

R2R1 Al(OR)2

CH3COCH3

O

CH3COCH3

R1

R2O

O

O

R

+ Al(OR)3

Окисление в присутствии TEMPO

Стандартные условия:

TEMPO 0.01-0.02 экв.

KBr- 0.05 экв. (используется как соокислитель)

NaOCl- H2O-CH2Cl2 0°C,

буфер NaHCO3 (NaH2PO4) – pH 8.5-9.5

NH

Na2WO4

N

O

NaOCl

N

O

N

O

RCH2OH

H2O2

NaOCl

N

OH

TEMPO

+ RCHO

RCH2OH

N N

N OO

O

Cl

ClCl

OH O

RCHOTEMPO (0.01 mol)

Выходы 70-99%реакция проводится при комнатной температуре в CH2Cl2

Селективно окисляет первичные спирты в присутствии вторичных

Pr4N+RuO4- TPAP – Tetrapropylammonium perruthenate

Выходы 60-97%Реакция проводится при комнатной температуре в CH2Cl2

TPAP катализатор 1%, окислитель NMO N-methylmorpholine oxide

необходимо связывать воду в процессе реакции (молекулярные сита)

аналогично окисляются вторичные и непредельные спирты

NMO

O

NO

RCH2OHTPAP, NMO

RCHO

Диолы

HO

HO RCO3H KMnO4

H2O

OsO4

OH

OH

OH

OH

R R

O

C OR

RMg

O

R2CO

MgO

CR2

OH OH

C OR

RMg

H2OR R

RROH OH

+ Mg2 кетил

(анион-радикал)2

2

2

2

1) Mg(Hg), бензол2) H2O (43 - 50 %)

O

OHHO

Zn, TiCl4

ТГФ, 25 °C, 2 ч(91 %)

O

H

Mg(Hg), TiCl4

ТГФ, 0 °C, 13 чOH

OH

(80 %)

O

O

Mg(Hg), TiCl4

ТГФ, 0 °C, 2.5 ч

OH

OH

(81 %)

Реакция МакМурри (McMurry)

R R

O

O

Ph O

R2C

OTi

O

CR2

Ph

Ph

R R

RR

+ Ti2

TiCl3/LiAlH4

87%

96%TiCl3/LiAlH4

O

OH

OH

OSiMe3

2) Me3SiCl; ТГФ; -78 °C

1) LiN(i-Pr)2; ТГФ; -78 °C

1) B2H6; ТГФ

2) NaOH - H2O2; MeONa; MeOH(81 %)

R

O

R2R1

OH NaBH4OH

R2R1

OH

OH OH

OH

R

OH

ДМЕ

2) NaBH4; NaOH

1) 2 Hg(OAc)2; ТГФ-H2O

2) NaBH4; NaOH

1) 2 Hg(OAc)2; ТГФ-H2O

(79 %)

O O

O

EtOOEt

O

LiAlH4

OH

OH

OH OH

LiAlH4

эфир

(75 %)

эфир

(80 %)

Реакция Кори-Уинтера

R H

HOH

OH

R

Ph

HO

Ph

OH

R H

HR

O

O

S

N N NN

S

N N NN

Ph

Ph

R H

R H

R H

HR

O

OS+

толуол или ТГФ

(R1O)3P+ (R1O)3P=S + CO2

карбен

1)

2) P(OBu)3(92 %)