Quiz Karboxylové kyseliny & jejich deriváty 1. Určete produkt(y) reakce propionylchloridu s následujícími reaktanty: 2 i) C 3 C 2 C 2 2 (nadbytek) b) C 3 C 2 C 2 C 2 Li (nadbytek) j) m-toluidin (nadbytek) c) (C 3 ) 2 C pyridin k) (C 3 C 2 ) 2 (nadbytek) d) 3 (nadbytek) l) C 3 pyridin e) toluen Al 3 m) C 3 C 2 C - a f) [(C 3 ) 2 C] 3 AlLi n) C 3 C 2 C pyridin g) [(C 3 ) 3 C] 2 CuLi o) o-kresol pyridin h) K (nadbytek)/ 2 p) BS, a S 2 2. Doplňte reagenty ( (n) chybějící v zobrazené syntéze Cantharidinu z furanu (Cantharidin je silně zpuchýřující látka, která byla izolována z usušených brouků Cantharis vesicatori. (Ms = methansulfonyl ~ mesyl; Ph = fenyl; Me = methyl; Et = ethyl) I 4 ( C 2 Me C 2 Me C 2 SEt C 2 SEt (d) (g) C 2 Me C 2 Me C C (b) C 2 C 2 (e) C 2 SEt C 2 SEt (i) (h) C 2 Me C 2 Me C (c) C 2 Ms C 2 Ms (j) (f) C Ph (- C 3 C 2 ) (k) C Ph (m) C Ph (l) C 2 C 2 (n) CC 3 C Ph Catharidin 1
3. avrhněte, jaký produkt(y) získáte reakcí sukcinanhydridu s následujícími reaktanty: 3 (nadbytek) b) 2 c) butanol d) benzen Al 3 e) ethylamin (nadbytek) f) dipropylamin (nadbytek) 4. avrhněte a napište syntézu následujících sloučenin z uvedených výchozích látek. octová kyselina malonová kyselina b) pentanal pentanová kyselina c) 1-brombutan pentanová kyselina d) cyklohexanol adipová kyselina e) dec-5-en pentanová kyselina f) butan-1,4-diol jantarová kyselina 5. Připravte následující látky z o-bromtoluenu: o-brombenzoová kyselina b) o-bromfenyloctová kyselina c) o-bromfenylhydroxyoctová kyselina d) 3-(2-bromfenyl)akrylová kyselina 6. Určete produkt(y) následujících reakcí. 2,2-dimethylpropanoylchlorid isopropyl(methyl)amin / Pyridin b) p-nitrobenzoylchlorid 2-(,-dimethylamino)ethanol c) 2,-dimehylanilin fosgen d) salicylová kyselina acetanhydrid / Pyridin e) ethylamin ftalanhydrid f) decyl-palmitoát ethanol (nadbytek) /, g) methyl-acetát hydroxylamin / 7. avrhněte alespoň 2 různé syntézy následujících sloučenin: acetofenon b) 2,2-dimethylpropanová kyselina c) benzyl-acetát d),-dimehylbenzamid 2
8. Určete, které z následujících sloučenin budou reagovat s: ab 4 b) / 2, c) Jonesův reagent (a 2 Cr 2 7 2 S 4 Cr 3 / aceton, 2 ) a napište produkty těchto reakcí. A B C D E F G 9. avrhněte a napište syntézu následujících sloučenin z uvedených výchozích látek. propylbromid butanová kyselina b) brombenzen benzoová kyselina c) cyklopentankarboxylová kyselina terc-butyl-cyklopentankarboxylát d) benzoová kyselina allyl-benzoát e) ethin vinyl-acetát f) pent-4-en-1-ová kyselina γ-valerolakton g) cyklohexan-1,2-dikarboxylová kyselina cyklohexen h) cyklopentankarboxylová kyselina cyklopentylbromid i) 4-chlorbenzoová kyselina p-bromchlorbenzen j) palmitová kyselina pentadekyljodid k) (2S)-2-methylbutanová kyselina 2-brombutan (racemát) 10. Doplňte chybějící reaktan(y), reagent(y) nebo produkt(y) a produkt(y) plně pojmenujte. 3. 3 C 9 12 2 3
b) a 2 Cr 2 7 3 c) 3. C 2 (kat.), 4. 3 C 6 10 2 d) C 3 6 e) 1. ab 4 2. P 3 f) Et Et 1. Eta 2. C 3 -I 1. Eta 2. C2 C 3 3 C 4
g) 2 Eta h) 2 Et Et Eta 3 i) 1. Eta / Et 2. Bu- C 2 Et 3 j) 1. LDA / TF 2. -78 C 3 5
Řešení: 1. 2 b) Li 2. / 2 Li c) pyridin d) 3 2 4 e) C 3 C 3 C 3 Al 3 f) [(C 3 ) 2 C] 3 AlLi g) [(C 3 ) 3 C] 2 CuLi h) 2 K 2 K K 6
i) 2 3 j) C 3 2 C 3 C 3 3 k) 2 l) pyridin m) - a a n) pyridin o) C 3 pyridin C 3 p) S 2 2. ( Diels-Alderova reakce: Me Me 7
(b) Katalytická hydrogenace: 2 / Pd Disubstituovaná dvojná vazba je méně stericky bráněná než tetrasubstituovaná dvojná vazba a tedy i více reaktivnější. (c) Diels-Alderova reakce: (d) Redukce esteru: LiAl 4 (e) Příprava esteru methansulfonové kyseliny: 3 C S (f) Substituce nukleofilní: C 3 C 2 S - (g) xidace dvojné vazby: s 4 a potom a 2 S 3 (h) Redukce sulfidu (odstranění jako chránící skupiny): Raney i (i) Aldolová kondenzace: 40 % a / 2 (nebo jiná báze) (j) Adice nukleofilní na karbonylu: PhMg (nebo PhLi) a potom / 2 (k) Kysele katalyzovaný přesmyk allylalkoholu: / 2 (l) Příprava esteru: 3 C (m) zonolýza s následující oxidací: 1. 3 ; 2. 2 2, Ac (n) Termicky iniciovaná dehydratace: 3. 3 2 C C 2-4 b) 2 2 C C 2 c) 2 C C 2 C 2 C 2 C 2 C 3 8
d) Al 3 C 2 e) 2 3 C 2 CC C 2-3 C 2 C 3 f) ( 3 C 2 C 2 C) 2 C C 2-2 (C 2 C 2 C 3 ) 2 4. 2 a a ac C a / 2 b) 1. Ag( 3 ) 2 2. 3 c) 1. Mg / Et 2 Mg 2. C 2 / 2 d) 1. KMn4, -, 2. / 2 e) 1. KMn 4, -, 2. / 2 2 f) 1. KMn 4, -, 2. / 2 5. C 3 1. KMn 4, -, 2. / 2 C 9
b) C 3 2 / RR C 4 C 2 ac C C 2 / 2 2 C C c) C 3 1. KMn 4, -, 2. / 2 C S 2 C LiAl[C(C 3 ) 3 ] 3 Et 2, -78 C C KC / 2 C C / 2 C C d) C 3 2 / RR C 4 C 2 ac C C 2 / 2 2 C C S 2 2 C C LiAl[C(C 3 ) 3 ] 3 Et 2, -78 C 2 C C KC / 2 2 C C C / 2 C 2 C C C C C 6. Pyridin b) 2 2 c) Friedel-Craftsova acylace (terciární aminy nepodléhají acylaci na dusíku) 2 2 10
d) C 2 Pyridin C 2 e) 2 C 2 f) 3 C( 2 C) 14 (C2 ) 9 C 3 C 3 3 C( 2 C) 14 C 3 C 3 (C 2 ) 9 g) 2 C 3 7. Možností syntéz v těchto případech je více a v tomto řešení je snahou vyznačit nejschůdnější, nejméně náročný a pokud možno nejkratší způsob přípravy požadovaných látek. Al 3 C 3 3 C (C 3 ) 2 CuLi C 3 b) 1. Mg, Et 2 2. C 2 3. 3 1. KMn 4, -, 2. 3 c) 3 C pyridin C 3 3 C C 3 pyridin C 3 11
3 C 2 S 4 C 3 d) Et (C 3 ) 2 (C 3 ) 2 (C 3 ) 2 pyridin (C 3 ) 2 (C 3 ) 2 pyridin (C 3 ) 2 8. S uvedenými reagenty budou reagovat: ab 4 A, B, C, E, F b) / 2, D, G, c) Jonesův reagent (a 2 Cr 2 7 2 S 4 Cr 3 / aceton, 2 ) A, E, F A ab 4 B ab 4 C ab 4 E ab 4 F ab 4 b) D 2, G 2, 2, C 3 12
c) B a 2 Cr 2 7 2 S 4 aceton, 2 E a 2 Cr 2 7 2 S 4 aceton, 2 F a 2 Cr 2 7 2 S 4 aceton, 2 9. Možností syntéz v těchto případech je více a v tomto řešení je snahou vyznačit nejschůdnější, nejméně náročný a pokud možno nejkratší způsob přípravy s nejvyšším výtěžkem požadovaných látek. ac Et C / 2 C b) 2 Li pentan Li 1. C 2 2 / 2 c) 2 S 4 (kat.) d) Ag Ag - Ag e) C C 2 S 4 gs 4 (kat.) f) 2 S 4 (kat.) g) C 2 C 2 (Ac) 4 Pb 2 C 2 2 C 3 C 2 (Ac) 2 Pb 13
h) V příkladech g) až k) se jedná o oxidaci, při které dochází k dekarboxylaci (v důsledku již tak vysokého oxidačního stavu karboxylových kyselin). Reakce může být iniciována solemi g 2, Pb 4 nebo Ag, přičemž tato reakce se nazývá unsdieckerova reakce. Pro lepší pochopení této reakce je zobrazen mechanismus pro tento příklad. g 2 C 4, C2 Mechanismus (M = g 2, Pb 4 nebo Ag ): g nebo Ag 2 M nebo (Ac) 4 Pb 2 (nebo hν) - C 2 i) g 2 C 4,, hν j) 3 C (C 2 ) 14 C Ag 2 I 2 C 4,, hν 3 C (C 2 ) 14 I k) C 2 Ag2 2 C 4,, hν 10. Příprava sodné soli benzylalkoholu pomocí hybridu sodného a jeho reakce s oxiranem s následným vytěsněním alkoholu zředěnou kyselinou z jeho sodné soli. Reakce pokračuje oxidací pyridinium-chlorchromátem. 1. a 2. PCC 3. 3 (Cr 3 Py ) 2-benzyloxyacetaldehyd b) xidace propanolu Jonesovým reagentem na karboxylovou kyselinu. Příprava propanoylchloridu reakcí karboxylové kyseliny s thionylchloridem a následuje Friedel- Craftsova acylace benzenu. 14
a 2 Cr 2 7 3 1. S 2 2. benzen Al 3 propiofenon c) alogenace alkoholu na cyklopentylhalogenid, následná příprava Grignardova činidla a jeho reakce s C 2 za vzniku hořečnaté soli cyklopentankarboxylové kyseliny a její vytěsnění zředěnou kyselinou. ásleduje kysele katalyzovaná esterifikace (Fisherova esterifikace) s propanolem. 1. P 3 2. Mg 3. C 2 (kat.), 4. 3 propyl-cyklopentankarboxylát d) xidace alkoholu na aldehyd, po které následuje aldolizace a redukce aldehydické skupiny na hydroxy skupinu za vzniku diolu. Poté je diol acetylován acetanhydridem. 1. a / 2 PCC 2. ab 4 (Cr 3 Py ) 3. (C 3 C) 2 2-methylpent-1,3-diyl-diacetát e) Redukce acetonu na isopropanol a jeho halogenace na isopropylbromid. Příprava Grignardova činidla a jeho reakce s 0.5 ekv. ethyl-acetátu s následnou kyselou hydrolýzou vzniklé soli terciárního alkoholu. 1. ab 4 2. P 3 1. Mg 2. 3. 3 2,3,4-trimethylpentan-3-ol f) Et Et 1. Eta 2. C 3 -I 3 C Et Et 1. Eta 3 C Et 3 3 C 2. C2 C Et 3 3 C 2 C - C 2-2 Et - C 3 2-methylbutandiová kyselina g) 2 Eta 1,5-difenylpenta-1,4-dien-3-on 15
h) 2 Et Et Eta Et 2 C C 2 Et 3 2 C 2 2 Et cyklohexan-1,4-dion i) C 2 Et 1. Eta / Et C 2 Et 3 C C 2 Et 2. Bu- 2 Et 2-butylcyklopentanon j) 1. LDA / TF 2. 1. Eta 2. -78 C 3 C 2 Et 2,2-dimethylheptan-3-on 16