50.Paal-Knorr-ova Sinteza Furana
Paal-Knorr-ova Sinteza je kiselinom katalizovana ciklizacija 1,4-dikarbonilnog jedninjenja. To je jedan od najvažnjijih načina za dobijanje furana.
Mehanizam
Uporedjenjem ciklizacije mezo i dl-3,4-dietil-2,5-heksadiona je pokazalo da ova jedinjenja ciklizuju u nejednakoj količini, i da se
stereohemijska konfiguracija nenaelektrisanog diona zadržava tokom reakcije. Ova otkrića su u prevazi u odnosu na uobičajeno prihvaćenim mehanizmom koji uključuje zatvaranje prstena brzo formiranog monoenola.
Količina kiselo katalizovane enolizacije je veoma osetljiva na strukturu ketona. Budući da bi korak koji odredjuje količinu bio isti za oba jedinjenja, razlike u reakcijama se ne mogu objasniti tim mehanizmom.
Mehanizam u kom bi se supstituenti različito umešali u korak koji odredjuje količinu je prikazan ispod. Lakoća kojom se postiže pogodna konformacija za ciklizaciju nije ista za oba molekula:
51.Paal-Knorr-ova Sinteza Pirola
Paal-Knorr-ova Sinteza Pirola je kondenzacija 1,4-dikarbonilnog jedinjenja sa viškom primarnog amina ili amonijaka.
Reakcija se može izvoditi u neutralnoj ili blago kiselog sredini. Dodatak blage kiseline kao što je sirćetna ubrzava reakciju, ali korišćenje amina/ amonijum hidrohloridne soli ili reakcija pri pH < 3 daje furan kao glavni proizvod (videti Paal-Knorr-ova Sinteza Furana )
Mehanizam
Dokazano je da mezo- i d,l-3,4-dietil-2,3-heksadioni ciklizuju u nejednakim količinama, i da je stereohemijska konfiguracija nenaelektrisanog diona sačuvana tokom reakcije. Odbacuje se svaki mehanizam koji uključuje formiranje enamina pre ciklizacije (koja je korak koji utvrdjuje količinu nastalih jedinjenja)
Ako se prsten formira iz imina koji je nastao od primarnog amina, naelekrtisan iminijum jon mora biti intermedijer. Različitim aril grupama koa supstituentima se pokušao stabilizovati ili destabilizovati iminijum jon:
Upotreba amonijaka daje nenaelektrisan intermedijer na koji ne bi trebalo da utiče izbor supstituenata. Supstituenti takodje utiču na baznost imina, sa nitro grupom dajući bazičniji nukleofil. Količina ciklizacije je uporedjena korišćenjem amonijaka i metilamina. Nitro grupa je u svakoj situaciji imala pozitivan efekat na količinu. Metoksi grupa ima negativan uticaj u svakom slučaju. Uporedjenje relativnih reakcijskih prinosa svih supstrata (R=H, Me) je pokazalo da nema nikakvih specifičnih stabilizacionih/destabilizacionih efekata za mogući mehanizam koji uključuje iminijum jon.
Mehanizam koji prikazuje uticaj različitih supstituonalnih puteva (mezo, dl) i objašnjava uticaj para-nitrofenil grupe na povećanje reaktivnosti nukleofila (iako ne kao imin), uključuje ciklizaciju hemiacetala koja je praćena sa dva dehidrataciona koraka:
52.Paal-Knorr-ova Sinteza Tiofena
Paal-ova Sinteza Tiofena
Paal-Knorr-ova Sinteza Tiofena omogućava stvaranje tiofena pomoću kondenzacije 1,4-dikarbonilnog jedinjenja u prisustvu viška nekog izvora sumpora kao što je Lawesson-ov reagens (fosfor penta sulfid)
Pažnja: nešto toksičnog H2S se formira kao sporedni proizvod bez obzira na to šta je izvor sumpora.
Mehanizam
Reagensi kao što je Lawesson-ov, reaguju i kao sulfonujuće i dehidrataciono sredstvo, omogućavajući reakcioni mehanizam koji može prvo dovesti do formiranja furana. Ovu hipotezu su testirali tretmanom različitih 1,4-dikarbonilnih jedinjenja i odgovarajućih mogućih furanovih intermedijera (kao što su acetonilaceton i 2,5-dimetilfuran) sa fosfor pentasulfidom. Koristeći iste reakcione uslove, razlike u dobijenim 2,5-dimetil tiofenima isključuju mogućnost da bi preovladjujući reakcioni mehanizam mogao ići preko furanovih intermedijera:
Predložen je i sledeći reakcioni mehanizam:
Danas se pretpostavlja da je moguća pojava bis-tio ketona kao intermedijera ali nije neophodna:
Reakcioni mehanizam još nije u potpunosti izučen.
53.Pinakolsko Povezivanje
Ova reakcija uključuje reduktivno homo-spajanje karbonlinog jedinjenja da bi nastao simetrično supstituisan 1,2-diol. Prvi korak je transfer jednog elektrona karbonilne veze, što generiše radikalski jon intermedijer koji se spaja putem ugljenik-ugljenik veze da bi formirao 1,2-diol. Primer dat iznad pokazuje pripremu samog pinakola. Pinakol i drugi visoko supstituisani 1,2-dioli imaju tendenciju da otpuste vodu uz premeštanje u kiselo katalizovanim uslovima (videti Pinakolsko Premeštanje).
54.Pinakolsko Premeštanje
Pinakolsko Premeštanje je kiselo katalizovana eliminacija vode iz pinakola koja daje terc-butil metil ketone.
Mehanizam
Ova reakcija se dešava kod varijeteta potpuno supstituisanih 1,2-diola, i podrazumeva se da uključuje stvaranje karbokatjona kao intermedijera koji naknadno podleže premeštanju. Prvi generisani intermedijer, α-hidroksi karbokatjon se premešta preko1,2-alkilnog pomeranja kako bi dao karbonilno jedinjenje. Ako dva supstituenta formiranju prsten, Pinakolsko premeštanje se može smatrati za reakciju ekspanzije prstena ili kontrakcije prstena:
55.Reformatski Reakcija / reakcija po Reformatskom
Formiranje organocinkovih reagenasa stabilizovanih estrima i njihova adicija na karbonilno jedinjenje.
Mehanizam
Organocinkova jedinjenja se pripremaju iz α-halogenestara na isti način na koji se pravi Grignardov reagens. Ova reakcija je moguća zbog stabilnosti estara nasuprot organocinku. Zbog veoma male baznosti cink enola, gotovo da nema kompeticije od protonskog transfera, i opseg karbonilnih adicionih partnera je dosta širok. U prisustvu aldehida i ketona organocinkova jedinjenja reaguju kao nukleofil u adiciji da bi se stvorili β-hidroksi estri