Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13.7: Побудова вуглецевого скелета

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    106278

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Відповідно до запропонованого підходу до планування синтезу, основне врахування полягає в тому, як побудувати цільовий вуглецевий скелет, починаючи з менших молекул (або, альтернативно, реконструювати існуючий скелет). Побудова скелета з більш дрібних молекул майже завжди буде припускати утворення вуглецево-вуглецевих зв'язків. До цього моменту ми обговорювали лише кілька реакцій, в яких утворюються вуглецево-вуглецеві зв'язки, і вони узагальнені в таблиці 13-4. Інші важливі реакції, які можна використовувати для збільшення вуглецевого каркасу, будуть розглянуті в наступних розділах.

    Таблиця 13-4: Деякі реакції вуглецево-вуглецевого зв'язку з посиланням на розділ

    Найбільш логічний підхід до планування синтезу конкретного вуглецевого каркаса вимагає, щоб людина працювала назад, подумки фрагментуючи молекулу на більш дрібні шматочки, які можуть бути «знову з'єднані» відомими реакціями,\(\ce{C-C}\) що утворюють зв'язок. Перший набір шматочків в свою чергу розбивається на більш дрібні шматочки, і процедура ментальної фрагментації повторюється, поки шматки не відповідають вуглецевим скелетам легкодоступних сполук. Тут майже завжди буде кілька різних зворотних маршрутів, і кожен досліджується на предмет його потенціалу, щоб поставити бажані функціональні групи у відповідних місцях. Майже у всіх випадках важливо використовувати реакції, які призведуть до отримання чистих сполук без необхідності розділяти речовини з подібними фізичними властивостями.

    Приклад

    Типовою проблемою синтезу було б розробка препарату цис-2-октену, враховуючи обмеження, що вихідні матеріали мають менше восьми вуглеців, і що ми використовуємо реакції\(\ce{C-C}\) формування зв'язків, про які ми обговорювали до цього часу. Міркування, що беруть участь у розробці відповідного синтезу з зазначеними обмеженнями, будуть детально викладені для цього прикладу.

    По-перше, ми бачимо, що карбоновий каркас потрібного виробу можна розділити, щоб дати наступні комбінації фрагментів:

    Далі ми повинні вирішити, яка реакція чи реакції були б корисними, щоб об'єднати ці фрагменти для реформування\(\ce{C_8}\) ланцюга. Якщо ми подивимось на список доступних реакцій у таблиці 13-4\(^4\) для формування\(\ce{C-C}\) зв'язків, ми можемо виключити 1, 2, 4, 8 та 9:1 і 4, оскільки реакції непридатні для створення нерозгалужених ланцюгів; 8 і 9, оскільки вони роблять кільця, а не ланцюги; і 2 тому, що це погано працює за відсутності активують групи. Реакція 3 може бути використана для об'єднання\(\ce{C_1}\) і\(\ce{C_7}\) одиниць\(\ce{C_8}\), щоб дати, як шляхом радикального додавання\(\ce{CBrCl_3}\) до 1-гептену:

    Реакції 6 і 7 також можуть бути використані для створення\(\ce{C_8}\), 6 шляхом зв'язування\(\ce{C_7}\) з\(\ce{C_1}\) і 7 шляхом складання двох\(\ce{C_4}\) одиниць. \(^5\)

    Реакція 5 може бути корисною для всіх можливих способів поділу\(\ce{C_8}\). Деякі з можливих комбінацій:

    Це не вичерпує можливостей, оскільки, як показують 5b і 5e, реакція 5 може бути використана для виготовлення одного і того ж\(\ce{C_8}\) з'єднання з різних наборів вихідних матеріалів.

    Тепер ми повинні розглянути, як перетворити\(\ce{C_8}\) матеріали, які ми могли б зробити в цис-2-октен. Можливості такі:

    З них d є очевидним вибором для першого розгляду, оскільки він має свою функціональність, єдиний потрійний зв'язок, між тими ж двома вуглецями, які ми хочемо приєднатися подвійним зв'язком cis у продукті. Тепер ми повинні запитати, чи є реакції, які перетворяться\(\ce{-C \equiv C}-\) в cis -. Дві можливості були згадані раніше - гідрування потрійної зв'язку з каталізатором Ліндлара (розділ 11-2B) і гідробірування з подальшою обробкою пропановою кислотою (розділ 11-6D):

    Будь-яка з цих двох реакцій забезпечує простий і зрозумілий спосіб перетворення 2-октину в цис-2-октен, тому задовільною відповіддю на початкову проблему є

    Ви можете бачити, що навіть маючи в наявності лише сім реакцій, що\(\ce{C-C}\) утворюють зв'язок та два способи перетворення\(\ce{-C \equiv C}- \rightarrow\), для усунення непридатних можливостей потрібна значна кількість логічного скринінгу. Кваліфікований практик швидко ставить такий діагноз у своїй голові; на початку вам буде корисно написати кроки у вашому скринінгу так само, як ми зробили для цього прикладу.

    \(^4\)Можливо, ви захочете переглянути розділи, наведені для кожної реакції, щоб переконатися, що ви розумієте судження, які ми робимо тут щодо придатності конкретних реакцій для цієї мети.

    \(^5\)Реакція 7 також може бути використана для створення інших комбінацій, таких як\(\ce{C_5}\) і\(\ce{C_3}\), але це дасть небажані суміші продуктів.\(\ce{C_8}\) Таким чином,\(\ce{C-C-C-C \equiv CH} + \ce{HC \equiv C-C} \rightarrow \ce{C-C-C-C \equiv C-C \equiv C-C} + \ce{C-C \equiv.C-C \equiv C-C} + \ce{C-C-C-C \equiv C-C \equiv C-C-C-C}\)

    Автори та атрибуція

    Template:ContribRoberts