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

Лекция 22
Спирты. Диолы
Š Quidquid discis, tibi discis
Š Чему бы ты не учился, ты учишься для себя
Š Окисление первичных спиртов до альдегидов и карбоновых
кислот, вторичных спиртов до кетонов. Современные
реагенты окисления на основе хромового ангидрида,
марганца, рутения, солей сульфония (примеры и механизм),
ТЕМPO.
Š Двухатомные спирты. Методы синтеза и стереохимия.
Реакция Кори-Уинтера
Реакция Мицунобу (Mitsunobu)
OH
R
+
Nu
PPh3
HNu
EtO2C
N
N
CO2Et R
OR
PPh3
EtO2C
N
Nu
R
N
PPh3
PPh3
CO2Et
+ Ph3PO
EtO2C
N
SN 2
CO2Et
N
CO2Et RCH2OH
EtO2C
N
N
H
HNu
OPPh3
R
+ Nu- +
EtO2C
H
N
N
H
CO2Et
O
R
OH
R
+
HOCOR
EtO2C
O
PPh3
N
N
CO2Et R
DEAD
O
O
OH
+
HN
R
O
PPh3
DEAD R
N
O
Замещение сульфонатов
O
ROH +
S
O
Cl
O
пиридин
S
0 °C
OTs
+
OR
Br
ДМСО
+ NaBr
O
25 °C
(85 %)
1) CH3SO2Cl, ДМФА, C5H5N
OH
2) LiCl; ДМФА; 0 - 20 °C
гераниол
(100 %)
Cl
геранилхлорид
N
H
Cl
Элиминирование
E1- элиминирование
OH не может быть уходящей группой в E2
OH
62 % H2SO4
+
90 - 95 °C
+ H2O
(20 %)
(80 %)
OH
85 % H3PO4
+ H2O
+
160 - 170 °C
(79 - 84 %)
5
:
1
OH
45 % H2SO4
+
90 °C
(20 %)
(80 %)
OH
40 % H2SO4
OH
OH
H3C
H3C
CH3
85 % H3PO4
80 °C
H3C
CH3
CH3
-H
OH
OH2
H3C
H3C
CH3
H3C
90 °C
H3C
CH3
H3C
CH3
H3C
CH3
CH3
CH3
H2C
CH3
H3C
CH3
+
CH3
H3C
(80 %)
(20 %)
E2- элиминирование для первичных спиртов
R
R
OH + H2SO4
O O
S
O
OH
OH
+
O O
+ H2O
S
O
OH
R
H2SO4
170 - 190 °C
R
+ H2SO4 + HSO4
O O
S
O
OH
O
+ HSO4
H
O
+ H2SO4
HO
HO
HO
OH
+ OH
H2SO4 (конц.)
130 - 140 °C
O
O + 2 H2O
50 - 55 %
H3PO4 (конц.)
OH
260 - 280 °C
90 - 100 атм.
(99 %)
O
CH3CH2OH
OH
Al2O3
360 °C
H2C=CH2 + H2O
(98 %)
Al2O3
+ H2O
400 - 450 °C
(90 %)
HO
OH
Al2O3
+ 2 H2O
420 - 470 °C
(70 - 85 %)
Реакция Вильямсона
1
2
1
R ONa + R X
R OR
2
+ NaX
X = Cl; Br; I; OTs; OTf; OSO2R
+
CH2Cl
ONa
OK + CH3(CH2)15OTs
ТГФ
65 °C
ДМСО
40 °C
+ NaCl
O
(68 %)
OCH2(CH2)15CH3 + KOTs
(85 %)
OK
Br
+
NO2
O
ацетон ил ДМФА
65 °C
NO2
+ KBr
(80 %)
OK + CH3I
Cl + CH3ONa
OCH3 + KI
+ NaCl + CH3OH
Третбутилирование спиртов
+
OH + H
RCH2OH
O
R
RCH2OH
O
[O]
O
[O]
R
R
OH
H
карбоновая кислота
альдегид
первичный спирт
R1
OH
R
2
вторичный спирт
[O]
R1
O
R2
кетон
O
OH
CuO-Cr2O3
цеолит, t
OH
(62 %)
Cu, 600°C
H
O
(92 %)
CH3OH
Cu или Ag
600°C
O
+ H2
H
H
(88 %)
+ H2
+ H2
CH2OH
CHO
MnO2
(62 %)
CH2Cl2 или
гексан, 20 °C
OH
O
MnO2
(70 %)
CH2Cl2, 20 °C
CH2OH
MnO2
гексан, 0 °C
CHO
(80 %)
CrO3 - H2SO4 - H2O окисление по Джонсу (Jones)
OH
H
OH
O
Jones
Jones
H
H
H
CrO3 - H2SO4 - H2O
CH2OH
ацетон, 20 °C
(93 %)
COOH
O
Окисление по Коллинзу-Саррету
OH
CrO3*2C5H5N
CH2Cl2; 20 °C; 10 мин
OH
O
(93 %)
O
CrO3*2C5H5N
CH2Cl2; 25 °C
(97 %)
Е.Кори (E.J. Corey) Нобелевская премия 1990 г.
Хлорхромат пиридиния PCC
(PCC)
CrO3Cl
CrO3 + Py + HCl
N
H
O
C5H5N*CrO3*HCl
OH
H
CH2Cl2; 25 °C
(97 %)
цитронеллол
HO
цитронеллаль
C5H5N*CrO3*HCl
OH
CH2Cl2; 25 °C
H
O
O
H
(68 %)
Дихромат пиридиния PDC
2
2 CrO3 + 2 Py + H2O
N
H
OH
OH
(PDC)
(97 %)
(PDC)
(84 %)
гераниловый спирт
(PDC)
Cr2O7
2
O
O
Окисление по Корнблюму
O
H3C
S
CH3
+ RCH2OTs
CH3
150 °C
ДМСО
O S
R
H
NaHCO3
H
CH3
OTs
HCO3
(CH3)2S + RCHO + H2O + CO2 + TsONa
(60 - 70 %)
Алкоксисульфониевые соли
O
S
E
O
E
R
RCH2OH
O
S
S
R
Et3N
O
H
H
R
O
+
S
S
COCl2
ClCOCOCl
Ac2O
E
S
Cl2
Br2
SO3
S
NCS
E
DCC / H+
RCH2OH
P2O5
(CF3CO)2O
S
O
H
R
O
O
(CH3)2S
N Cl
толуол, 0 °C
N S(CH3)2 Cl
R2CHOH
- 30 °C
O
O
H
NEt3
R2 C
O S(CH3)2 Cl
0-...-30 °C
C8H17
R2CO + Et3NH Cl
C8H17
ДМСО, SO3
C5H5N; CH2Cl2
HO
H
холестерин
O
(83 %)
Окисление по Оппенауэру (Oppenauer)
восстановление по Мейервейну-Пондорфу-Верлею
(Meerwein-Ponndorf-Verley)
1
R
R2
OH
H
R1
+ Al(OR)3
2
R
R1
O Al(OR)2
O
H
O
2
R
R
R
R
Al(Oi-Pr)3
CH3COCH3
HO
O
O
O
OH
Al(Oi-Pr)3
CH3COCH3
O
CH3COCH3
Окисление в присутствии TEMPO
TEMPO
N
O
N
H
H2O2
RCH2OH
NaOCl
Na2WO4
N
N
N
O
O
OH
NaOCl
Стандартные условия:
+ RCHO
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
Cl
N
O
Cl
RCH2OH
OH
N
O
N
Cl
O
TEMPO (0.01 mol)
RCHO
O
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
N
O
NMO
O
необходимо связывать воду в процессе реакции (молекулярные сита)
RCH2OH
TPAP, NMO
RCHO
аналогично окисляются вторичные и непредельные спирты
Диолы
HO
HO
RCO3H
KMnO4
H2O
OH
OH
OsO4
OH
OH
R
O
2
R
+ Mg
R
R
R
2
C O Mg
R
кетил
C O Mg (анион-радикал)
2
R2C CR2
O
O
Mg
O 1) Mg(Hg), бензол
2) H2O
2
2
H2 O
R
R
R
R
OH OH
(43 - 50 %)
OH OH
O
Zn, TiCl4
(91 %)
ТГФ, 25 °C, 2 ч
HO
O
OH
OH
Mg(Hg), TiCl4
H
ТГФ, 0 °C, 13 ч
OH
(80 %)
O
OH
Mg(Hg), TiCl4
(81 %)
ТГФ, 0 °C, 2.5 ч
O
OH
Реакция МакМурри (McMurry)
O
2
+ Ti
R
R
R2C
CR2
O
O
Ti
R
R
R
R
O
TiCl3/LiAlH4
87%
Ph
TiCl3/LiAlH4
Ph
O
96%
Ph
O
OSiMe3
1) LiN(i-Pr)2; ТГФ; -78 °C
2) Me3SiCl; ТГФ; -78 °C
OH
1) B2H6; ТГФ
2) NaOH - H2O2; MeONa; MeOH
OH
(81 %)
OH
R
1
O
OH
NaBH4
R
2
ДМЕ
R2
R1
OH
1) 2 Hg(OAc)2; ТГФ-H2O
R
OH
2) NaBH4; NaOH
1) 2 Hg(OAc)2; ТГФ-H2O
OH
R
OH
OH
2) NaBH4; NaOH
(79 %)
O
OEt
EtO
LiAlH4
эфир
O
OH
(75 %)
O
O
LiAlH4
OH
OH
OH
эфир
(80 %)
R
R
Реакция Кори-Уинтера
S
H
OH
+
OH
N
N
R
толуол или ТГФ
N
(R1O)3P
S
N
R
H
R
R
H
O
R
H
O
O
H
H
+ (R1O)3P=S
+ CO2
O
H
R
H
карбен
S
HO
Ph
OH
Ph
1) N
N
N
2) P(OBu)3
N
Ph
(92 %)
Ph