Synthesemethoden... Flashcards
Hydrieren von Alkinen
vollständig:
H2 [Pt]
verläuft über Alken als ZS, cis-selektiv
zum Alken:
Lindlar Katalysator= Pd auf CaCO3 + Pb(OAc)2
zum trans-Alken:
Birch-Reduktion
mit 1. Na, NH3 2. H2O
DihalogenalkEn mit Zn?
Alkin und ZnBr2
Dihalogenalkan zu Alkin?
mit 1) NaNH2 und NH3. 2) H2O
Reduktion von Nitrogruppe zu Amin
(an Aromat)
Reagenzien?
Fe, HCl
para/ortho-dirigierende Substituenten am Benzol…?
Methoxy
Halogene
Amin
alkyl
meta-dirigierende Substituenten am Benzol…?
Nitro
Sulfonsäure
Carboxyl
Carbonyl
Blockieren von para-Stellung damit Ar-SE in ortho-Stellung?
Sulfonierung
entfernen mit H+, H2O und Temperatur
Friedel-Crafts-Alkylierung
Probleme und Wege diese zu vermeiden?
Z.B. Synthese von Alkylbenzolen
Umlagerungsprobleme…
bei Ar-SE
Vermeiden durch…
Acetylierung und dann
reduzieren mit H2, Pd oder Zn, HCl
Oder Wolff-Kishner-Reduktion
Schützen von Amino-Gruppe…?
Durch Umwandlung zu Amid.
mit: CH3COCl (Carbonsäurechlorid) und Pyridin (“Opferbase”)
sonst. .. 2 eq Carbonsäurechlorid
dann H+, H2O und T
OH- und H2O (setzt NH2 Gruppe frei)
Substituent Aminogruppe zu Nitrogruppe überführen
Mit CF3CO3H (Trifluor-Peroxyessigsäure) oxidiert
Cyclohexen zu Cyclohexancarbonäure?
Addition nach Markovnikov mit HBr
dann Grignard mit Mg
Trockeneis/CO2 dazu und sauer aufarbeiten
Chlorieren von Benzol
zu Lindan
Cl2 und hv
C6Cl6
nicht mehr Aromatisch
Hydrieren von Benzol
H2, [Rh], 60grad, 60-70 bar, 3d
Schützen von Aldehyden/Ketonen?
cyclische Acetale
über Zugabe von diol (1,2-Ethandiol)
Bildung von Oxim
Hydroxylamin mit Aldehy oder Keton, sauerkatalysiert
(NH2OH)
Oxim: R-C=NOH
Synthesemethoden für Aldehyde/Ketone
- Oxidation von Alkoholen
- Ozonolyse von Alkenen
- Hydratisierung von Alkinen (mit Hg2+ oder auch Hydroborierung)
- F.C. Acylierung
Oxidation zu Aldehyd
Reagenzien
PCC (Pyridiniumchloroxhromat)
CH2Cl2
Ag2O
Reduktionsmittel an…
…Carbonylgruppe?
…Alken?
…Carboxylgruppe?
LiAlH4 oder NaBH4
An Carbonyl, ja!
Alken, nein (sondern H2/Pd/C)
Vollständige Reduktion von Carbonylgruppe..?
Wolff-Kishner-Reduktion
Hydrazon an Carbonyl und dann mit starker Base (NaOH) unter Stickstoffabspaltung reduziert
Decarboxylierung von Carbonsäuren
Oxidation von Carboxylat-Ions
(Erzeugung von instabilem Carboxylat-Radikal)
- Hunsdiecker-Reaktion (Ag-Salz und Br2)
- Kolbe-Elektrolyse
Säurechlorid Hersetellen aus Carbonsäure
- SOCl2
- PCl5 –> S.C. und O=PCl3 + HCl
- PBr3
- COCl2 —> CO2 und HCl
Darstellung von Lacton
Lacton ist ein cyclischer Ester
Aus Hydroxycarbonsäure, säurekatalysiert (GG auf Produkt, wenn 5-/6-Ring gebildet)
Wasserabspaltung
Halogenierung von Benzol
Methoden je nach Hal
F2 zu Reaktiv
Cl, Br präperativ nützlich
Chlor geht gut, Br an stark aktivierte Ar
Iod- Sandmeyer-Reaktion : Diazotierung von Anilin und dann Zugabe einer Iodid-Lösung (z. B. von Natriumiodid) unter Abspaltung von Stickstoff. (Radikalketten-Rkt)
Nitril aus Carbonsäure…?
erst zu Säurechlorid - mit SOCl2
dann mit NH3 zu prim Amid
dann zu Nitril - mit Trifluoressigsäureanhydrid
ODER
Reduzieren zu Aldehyd und SN-Reaktion mit KCN
Darstellung Cyanhydrin?
Aldehyd oder Keton mit NaCN, H2O
Nucleophiler Angriff am Carbonyl-C.
(Wichtig für Synthese von Alpha-Hydroxy-Carbonsäuren)
Carbonsäure zu Alken mit C-Verlängerung…?
C.S. reduzieren zu Alkohol (LiAlH4) dann wieder zu Aldehyd (PCC) und damit dann Wittig-Reaktion (C=P(Ph)3)
Nitril Alkylieren/Reduzieren
Mit LDA und Alkyl-Br
In Ac2O
Alpha-Stellung zur Nitrilgruppe
Reduzieren mit LiAlH4 zu -NH2
Nitril zu Carbonsäure
Hydrolyse
Säurekat.)
- Protonierung am N, nucleophiler Angriff von H2O
- durch H+ Abgabe -OH Gruppe
- H+ an NH –> NH2 Gruppe und C=O
==> Amid
- H+ an Carbonyl und H2O nucleophil an Carbonyl-C
- H+ an NH2, dadurch NH3+ zu besserer Abgangsgruppe, was dann Proton an Carbonyl wieder nimmt und NH4+
Basenkat.) - OH an C, dann schnappt sich N ein H von Wasser. -OH wieder deprot. - Umlagerung ==> Amid
Carbonsäuren darstellen aus Alkoholen
Primäre Alkohole oxidieren
Bspw mit CrO3, KMnO4, HNO3, etc
In Anwesenheit von Wasser
Keton zu Carbonsäure??
Mit HNO3 und V2O5!
Oxidation und Spaltung einer C-C Bindung.
Geht auch bei sek. Alkoholen
Darstellung Carbamat
Carbamate durch Umsetzung von Chlorameisensäureestern oder Kohlensäureestern mit Aminen hergestellt werden
Darstellung von Orange II
Sulfanilsäure + NaNO2 + HCl
Dann Mit 2-Naphthol versetzt
–> Orange II
(Hat push/pull System => Farbigkeit)
Carbonsäure zu Methylketon…?
Carbonsäure mit 2 Äquivalenten Methyllithium versetzen. Dann wässrige Aufarbeitung (bildet zunächst das Hydrat, was dann sofort zum Keton wird)
R-COOH + Me-Li (in THF) —>
R-COOLi + Me-Li und H, H2O –> R-COCH3
Herstellung eines Amids
Ausgangsverbindung: Carbonsäure
Problem: Amine sind nukleophiler und basischer als Alkohole und können zunächst ein Ammoniumsalz bilden.
Erhitzen wirkt dem entgegen, dann kommt Additions-Eliminierungs-Reaktion vor.
Oder:
Über Säurechlorid. Mit SOCl2 (Thionylchlorid)
Reduktion von Carbonsäuren
LiAlH4 (in THF) und wässriger Aufarbeitung
1) Salzbildung (R-COOLi + H2 + AlH3)
2) Hydrid-Addition (Al akoord. an O, H geht an C)
3) Substitution durch Hydrid (O-Al durch H)
4) Hydrolyse (–> R-OH + LiOH)
Wie überführt man eine Carbonsäure in ein reaktives Dianion?
kann in Alpha-Stellung Nu angreifen
Mit 2 LDA, das erste Äqu. deprotoniert, das Carboxylproton und das zweite deprot. in Alpha-Stellung.
Terminales Alkin zu internem isomerisieren
Basenkatalysiert, einfacher als umgekehrt, da interne Alkine stabiler (Hyperkonjugation).
Bspw mit KOH in EtOH und T
Base schnappt sich H in Alpha-Stellung, dadurch entsteht ein Allen.
Dann am selben C deprotoniert und es entsteht ein internes Alkin.
Hydratisierung von Alkin
liefert Keton (Markovnikov-Orientierung) - über Keto-Enol-Tautomerie
mit H+, H2O, HgSO4
C-C Verknüpfungen
- Alkin an Halogenalkan oder Grignard
- Wittig-Rkt!
- Aldehyd/Keton mit Grignard
- Carbonsäurechlorid/Ester mit Grignard (doppelt alkyliert) zu Alkohol
- ## Carbonsäurechlorid/Ester mit R-CuLi zu Keton
Selektiv Keton hydrieren bei Anwesenheit von Carbonsäure
Durch die Clemmensen-Reduktion:
durch Umsetzung mit amalgamiertem Zink in Salzsäure = Zn(Hg), HCl
Als Substrate dienen Aldehyde, aliphatische Ketone und araliphatische Ketone (mit einem aliphatischen und einem aromatischen Rest), wobei Diarylketone im Allgemeinen schlecht reagieren[2] Die Clemmensen-Reduktion ist eher für niedermolekulare Verbindungen geringer sterischer Hinderung geeignet.
Rückreaktion (und Struktur) von…
Iminen
Oximen
Hydrazonen (und ähnlichen Derivaten aus Carbonylverbindungen)
säurekatalysierte Hydrolyse (also mit Wasser)
(cyclische) Keton zu (cyclischen) Carbonsäureester direkt
Baeyer-Villinger-Oxidation
mit Peroxycarbonsäure = R-(C=O)OOH
Keton zu Alkohol reduzieren, bei Anwesenheit einer Aldehydgruppe
mit Cerchlorid (Ce3+) Cer komplexiert Keton Sauerstoff und macht Carbonylgruppe angreifbarer, elektrophiler.
Vollständige Reduktion von Ketonen
2 Varianten
- Zn, HCl und T
2. Hydrazin, H2O, OH- und T
Oxidation von Arylmethanen
Toluol mit O2 und DBP (Dibenzoylperoxid) dann mit H2SO4 unter Wasserabspaltung zu
Benaldehyd
Techn Variante zur Oxidation von Alkoholen
Mit O2/kat. Ag
Zum Aldehyd (nicht zur Säure) Zum Keton
Synthese von Imin, Oxim, Hydrazone
Imin durch Carbonyl mit Amin
Oxim durch Carbonyl mit Hydroxylamin
Hydrazone durch Carbonyl mit Hydrazin
Triphosgen Darstellung, warum vorteilhafter?
Phosgen mit HOMe, substituiert schnell. Dann nochmal mit HOMe ist dann Dimethylcarbonat
Mit hv, Cl2 –> Triphosgen
Feststoff, besser handhabbar als Phosgen
Polycarbonate,
Bsp: Makrolon
Phosgen und Bisphenol A
Harnstoff Synthese
Wöhler-Synthese:
Uber Kaliumcyanat und Ammoniumchlorid
Techn. Synthese:
CO2 + 2 NH3 –(p,T)–> Harnstoff, H2O
Carbonsäureester zum Alkohol
Mit Metallorganyl
Mit komplexen Anhydriden (geht aber nur mit Carbonsäureestern!)
Säurechloride Reaktionen
1) Hydrolyse (bzw Rkt mit Nu)
2) mit Alkohol zu Ester (wenn man nicht will dass durch HCl sauer ist, muss man Opferbase (sterisch gehindert) dazugeben)
3) Aminolyse (mit Amin)
4) Ar-Se, Friedel-Crafts-Acylierung mit LA
Enaminbildung
sek Amin + Keton/Aldehyd
Enamine sind ungesättigte chemische Verbindungen
unter Abspaltung von Wasser.
Bei primären Aminen oder Ammoniak als Edukte liegt das Tautomerengleichgewicht nicht auf der Seite des Enamines, sondern auf der Seite des Imines (siehe Keto-Enol-Tautomerie).
Amid zu Nitril
Mit Thionylchlorid (da stark Wasser-Ziehend!)