打破羰基反应机制:阴离子的亲核试剂的反应(第2部分)

继续从第1部分,今天我将介绍剩下的3类机械的反应途径阴离子亲核试剂与羰基化合物,使用反应这个表作为一个指南。记住,在这里我们只是谈论阴离子亲核试剂。中性的亲核试剂(如。胺、醇类、水)将分开处理。

案例3:1,4-addition其次是质子化作用:

相关的亲电试剂:α,β不饱和金属羰基合物(例子——行E)

相关(阴离子)的亲核试剂:格氏、烯醇化物、醇盐/氢氧根,氢化物。

关键概念知识:1)pKa(反应性的α,β不饱和羰基对亲核试剂的增加烯醇化物变得更稳定)。2)热力学与动力学控制(格氏和氢化物,竞争力增加[1,2]或[1,4])。

例子:迈克尔反应

当一个π键是连接到一个电子集团像一个撤军酮或其他强电子撤回物种,就容易受到亲核攻击。产生的原因是负电荷加成反应(我们称之为“1,4加法”或“共轭加成”)稳定通过共振电子撤回。添加亲核试剂的末端双键从而形成了烯醇化物。

1.4之外发生的速度取决于结果的稳定性烯醇化物。这可能是很难看到,让我停下来解释。如果你看看你的pKa表,你会发现你的典型酯有一个pKa约25的酮大约是20。的酯是更少的酸性,其意义烯醇化物是更不稳定。这也意味着,在其他条件保持不变的情况下,共轭加成率α,β不饱和酯将慢(即更困难,更少的反应性)比α,β
不饱和酮,因为你是形成了一个强大的(即不稳定)的基础。

当事情变得复杂亲核试剂可以攻击[1,2]或[1,4]。这是理由格氏和某些减少组:攻击快在羰基(因为它的更高部分正电荷),但更多从热力学角度来看青睐在烯烃(因为碳碳π键是低于切断π键)。这通向一个很大的话题,现在我不想进入,这是热力学和动力学控制,所以现在,我想说,如果你需要添加一个碳亲核试剂的位置βα,β不饱和酮使用一个organocuprate(吉尔曼试剂)。

案例4:SN2

相关亲电试剂:烷基卤化物

相关(阴离子)的亲核试剂。烯醇化物、氰化物、酚盐、氢化铝锂。

相关的亲电试剂:烷基卤化物(或烷基与任何其他好的团体离去基团]。

关键概念理解:1)离去基团相关能力(pKa)——越好离去基团越多,反应性的SN2。2)位阻(初选烷基卤化物比二级反应)。3)立体化学-SN2发生反转。

例子:烯醇化物烷基化

的SN2是一个标准的一部分,每一个有机化学家的工具包,这里没有任何改变因为你把组织1。的SN2支持通过使用主吗烷基组好离去基团附件(烷基卤化物,烷基甲磺酸,烷基甲苯磺酸盐)。这里唯一的转折是你被介绍给一些新的类亲核试剂-烯醇化物,特别是。Enloates是伟大的亲核试剂和反应容易烷基卤化物和其他物种SN2的反应。

案例5:什么是行不通的

在图表中有几个地方细胞读取“NR”或“边缘”。这意味着亲核试剂和亲电试剂不反应,导致债券形成生产力。相反,发生的副反应之一(或缺乏反应,)

1)基本的亲核试剂/酸性亲电试剂。如您所料,羰基碳羧酸是一个穷人亲电试剂在基本条件下,由于酸性羧基组使质子化等基本的亲核试剂Griganards烯醇化物,把它变成一个羧酸盐(带负电羧酸)。带负电的氧气捐赠强烈了羰基碳,使它非常稳定对亲核试剂。另一个突出的例子是主要酰胺,这是相当酸(pKa~ 17),将使质子化格氏和烯醇化物。这是另一个突出的例子,了解你的pka非常方便。

2)碱度不匹配。一些反应失败,因为它实在太难以取代的强碱较弱的基础。此图表上一个例子是企图氰根离子的反应(pKa= 4)与酰胺(pka氨基- = ~ 35)。没有反应发生。

3)竞争的亲电子网站。有时反应失败不是因为缺乏反应,但因为有太多反应,unselective。一个例子是格氏反应烷基卤化物。从理论上讲,这应该奏效——强烈的反应亲核试剂(格氏)加上一个烷基卤好的离去基团(好亲电试剂)应该提供一种新的碳碳键。在实践中,反应通常会失败,因为格林尼亚也可以作为基础,通过deprotonating烷基卤化物。当不同的反应可以发生在基质——亲核加成,去质子化和一大堆其他副反应源于这两个过程——结果(如我的朋友杰夫会说)通常是一些你在您的实验室笔记本写下B.F.M. B代表B和M代表混乱。F代表什么通常取决于你的情绪。