Alkinylierung - Alkynylation
Alkinylierung ist eine Additionsreaktion in der organischen Synthese , wo ein terminales Alkin zu einer fügt Carbonylgruppe unter Bildung eines α - Alkinyl - Alkohol . Wenn das Acetylid aus Acetylen gebildet wird , ergibt die Reaktion einen α- Ethinylalkohol . Dieser Prozess wird oft als Ethinylierung bezeichnet . Ein solches Verfahren beinhaltet häufig Metallacetylid- Zwischenprodukte
Umfang
Die interessierende Hauptreaktion beinhaltet die Zugabe des Acetylens zu einem Keton oder Aldehyd:
- RCOR '+ HC≡CR "→ RR'C (OH) C≡CR"
Die Reaktion läuft unter Beibehaltung der Dreifachbindung ab . Für Aldehyde und unsymmetrische Ketone ist das Produkt chiral, daher besteht Interesse an asymmetrischen Varianten. Diese Reaktionen immer metall- beinhalten Acetylid Zwischenprodukte.
Diese Reaktion wurde 1899 vom Chemiker John Ulric Nef entdeckt, als er mit Reaktionen von elementarem Natrium , Phenylacetylen und Acetophenon experimentierte . Aus diesem Grund wird die Reaktion manchmal als Nef-Synthese bezeichnet . Manchmal wird diese Reaktion fälschlicherweise als Nef-Reaktion bezeichnet, ein Name, der häufiger zur Beschreibung einer anderen Reaktion verwendet wird (siehe Nef-Reaktion ). Der Chemiker Walter Reppe prägte den Begriff Ethinylierung während seiner Arbeit mit Acetylen- und Carbonylverbindungen.
In der folgenden Reaktion ( Schema 1 ) wird das Alkinproton von Ethylpropiolat durch n- Butyllithium bei -78ºC deprotoniert, um Lithiumethylpropiolat zu bilden, zu dem Cyclopentanon unter Bildung eines Lithiumalkoxids gegeben wird . Essigsäure wird zugesetzt, um Lithium zu entfernen und den freien Alkohol freizusetzen.
Änderungen
Verschiedene Modifikationen von Alkinylierungsreaktionen sind bekannt:
- Bei der Arens-Van-Dorp-Synthese wird die Verbindung Ethoxyacetylen in ein Grignard-Reagenz umgewandelt und mit einem Keton umgesetzt . Das Reaktionsprodukt ist ein Propargylalkohol .
- Die Isler-Modifikation ist eine Modifikation der Arens-Van-Dorp-Synthese, bei der Ethoxyacetylen durch β- Chlorvinylether und Lithiumamid ersetzt wird .
Katalytische Varianten
Alkinylierungen, einschließlich der asymmetrischen Sorte, wurden als metallkatalysierte Reaktionen entwickelt.
Verwendet
Die Alkinylierung findet Verwendung bei der Synthese von Pharmazeutika , insbesondere bei der Herstellung von Steroidhormonen . Beispielsweise führt die Ethinylierung von 17-Ketosteroiden zu wichtigen Verhütungsmedikamenten , die als Gestagene bekannt sind . Beispiele sind Medikamente wie Norethisteron , Ethisteron und Lynestrenol . Die Hydrierung dieser Verbindungen erzeugt anabole Steroide mit oraler Bioverfügbarkeit wie Norethandrolon .
Die Alkinylierung wird verwendet, um Grundchemikalien wie Propargylalkohol , Butindiol , 2-Methylbut-3-in-2-ol (eine Vorstufe von Isoprenen wie Vitamin A ), 3-Hexin-2,5-diol (eine Vorstufe von Furaneol) herzustellen ) und 2-Methyl-2-hepten-6-on (ein Vorläufer von Linalool ).
Reaktionsbedingungen
Für die stöchiometrischen Reaktionen mit Alkalimetall- oder Erdalkaliacetyliden erfordert die Aufarbeitung der Reaktion die Freisetzung des Alkohols. Um diese Hydrolyse zu erreichen, werden häufig wässrige Säuren eingesetzt.
- RR'C (ONa) C≡CR "+ CH 3 COOH → RR'C (OH) C≡CR" + CH 3 COONa
Übliche Lösungsmittel für die Reaktion umfassen Ether , Acetale , Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid .
Variationen
Grignard-Reagenzien
Grignard-Reagenzien von Acetylen oder Alkinen können verwendet werden, um Alkinylierungen an Verbindungen durchzuführen, die über Enolat- Zwischenprodukte zu Polymerisationsreaktionen neigen . Das Ersetzen von Natrium- oder Kaliumacetyliden durch Lithium führt jedoch zu ähnlichen Ergebnissen, was diesem Weg häufig wenig Vorteil gegenüber der herkömmlichen Reaktion verschafft.
Favorskii-Reaktion
Die Favorskii - Reaktion ist ein alternativer Satz von Reaktionsbedingungen, die Vorreaktion des beinhaltet Acetylen mit einem Alkalimetall - Hydroxid , wie KOH. Die Reaktion verläuft durch Gleichgewichte , wodurch die Reaktion reversibel wird :
- HC≡CH + KOH ⇌ HC≡CK + H 2 O.
- RR'C = O + HC≡CK ⇌ RR'C (OK) C≡CH
Um diese Reversibilität zu überwinden, wird bei der Reaktion häufig ein Überschuss an Base verwendet, um das Wasser als Hydrat einzufangen .
Reppe Chemie
Der Chemiker Walter Reppe leistete Pionierarbeit bei katalytischen Ethinylierungen im industriellen Maßstab unter Verwendung von Acetylen mit Alkalimetall und Kupfer (I) -acetyliden :
Diese Reaktionen werden zur Herstellung von Propargylalkohol und Butindiol verwendet . Alkalimetallacetylide, die häufig für Ketonadditionen wirksamer sind, werden zur Herstellung von 2-Methyl-3-butin-2-ol aus Acetylen und Aceton verwendet .