Spørsmål:
Valg av base for malonic estersyntese
hanna
2015-09-11 23:02:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De fleste reaksjonsmekanismer bruker $ \ ce {EtO -} $ som en base for å deprotonere alfa-hydrogen i malonisk ester-syntesen. Men i likevekten er det fremdeles estere som ikke er deprotonert. Hvorfor vil ikke enolatet gjøre et nukleofilt angrep på esteren, akkurat som i Claisen-reaksjonen?

Hvorfor brukes ikke LDA i stedet, som ville deprotonere alle estermolekylene, og forhindre Claisen-reaksjoner?

Enolate formation with ethoxide as base

Jeg mistenker at sterisk hindring spiller en rolle. Enolatet er en ganske klumpete nukleofil og vil angripe en klumpete estergruppe, så jeg forestiller meg at den kinetiske barrieren er høy. Wikipedia-siden for malonisk estersyntese indikerer at diakylering er et problem, så klart denne ruten er mye gunstigere enn den du foreslår.
LDA bør også fungere som forventet
To svar:
ron
2015-09-12 03:23:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Å forstå hvordan denne reaksjonen faktisk utføres i laboratoriet er nøkkelen til å svare på spørsmålet ditt.

Vanligvis i malonisk estersyntese, er det full ekvivalent (eller to ekvivalenter hvis du utfører en dialkylering) av basen brukes, så lite, om noen, forblir ester med $ \ ce {\ alpha} $ - protonet fortsatt på plass.

enter image description here

( bildekilde)

Husk også at både alkylerings- og Claisen-reaksjonen har en aktiveringsenergi . Dette betyr at det vanligvis er nødvendig å varme opp løsningen for å få til reaksjon (se her for et laboratorieeksempel).

Reaksjonen utføres ved at først dannes den deprotonerte malonatesteren ved romtemperatur, og deretter dryppes den i en tilbakeløpsløsning av det alkylerende middel \ ce {RX} $ i diagrammet ovenfor). Denne prosedyren oppnår følgende:

  • konsentrasjonen av ikke-deprotonert ester er veldig lav
  • deprotonated ester dannes ved romtemperatur, så selv om noen ikke-deprotonated ester forblir der er ikke nok energi (ved romtemperatur) til å komme den over energisperren og reagere
  • den deprotonerte esteren dryppes ned i løsningen av tilbakeløpskalkyleringsmiddel; Nå som det er nok termisk energi til å gi reaksjon, er den relative konsentrasjonen av alkyleringsmiddel (hele løsningen) mye høyere enn den relative konsentrasjonen av deprotonert ester (tilsatt dråpe for dråpe), noe som gjør den ønskede alkyleringsreaksjonen mye mer sannsynlig reaksjon av deprotonert ester med protonert ester (som av grunnene som er forklart ovenfor, i alle fall er i svært lav konsentrasjon).
bon
2015-09-12 01:45:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det er unødvendig.

I reaksjonen du antyder, må enolatet angripe karbonyl-dobbeltbindingen ovenfra. Den optimale angrepsvinkelen er omtrent $ 107 ^ \ circ $, men siden både det angripende enolatet og diestersubstratet er rimelig klumpete, tror jeg det vil være en betydelig mengde sterisk hindring her, noe som skaper en stor kinetisk barriere for reaksjonen. Hvis du sammenligner dette med angrep av et alkylhalogenid, kan du se at den sistnevnte reaksjonen er sterkt kinetisk favorisert.

enter image description here

I tillegg er problemet er kanskje ikke så ille som du tror. I følge Bordwells $ pK_ \ mathrm {a} $ tabell har diethylmalonat en DMSO $ pK_ \ mathrm {a} $ på 16,4. Hvis du sammenligner dette med etanol med en DMSO $ pK_ \ mathrm {a} $ på 29,8, kan du se at malonatesteren faktisk er ganske sur, og derfor er etoksid lett en sterk nok base for å oppnå lett deprotonering. Selv i et protisk løsningsmiddel som vann (denne reaksjonen er sannsynligvis utført i etanol, men effekten er lik) som reduserer etoksydionens grunnleggende effekt, gir Evans '$ pK_ \ mathrm {a} $ tabell en verdien av 13 for dimetylmalonat og 15,5 for metanol (ingen data gitt for etylvariantene), så malonatesteren er fortsatt et par størrelsesordener surere.

I tillegg: bruk av en base som et metanolat (eller et etanolat) gir etter deprotonering metanol (eller etanol) som lett kan destilleres av som azeotrop, for eksempel med toluen som et ko-løsningsmiddel, og favoriserer fremdriften av reaksjonen.


Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 3.0-lisensen den distribueres under.
Loading...