Аннелирование по Робинсону
Михаэль + альдоль
linkОпора
- Урок 293. Присоединение по Михаэлю — присоединять еноляты к α,β-непредельным соединениям
- Урок 284. Перекрёстная и внутримолекулярная альдольная реакции — предсказывать продукт и размер цикла
Аннелирование по Робинсону соединяет две реакции подряд: присоединение по Михаэлю (урок 293) и замыкание цикла альдольной конденсацией (урок 284). Кетон присоединяется к метилвинилкетону, а образовавшийся 1,5-дикетон замыкает шестичленное кольцо. Так к кетону пристраивается новый циклогексеноновый цикл.
Как построить продукт аннелирования по Робинсону
- Реакция Михаэля: α-атом кетона присоединяется к β-атому метилвинилкетона, и получается 1,5-дикетон.
- Альдольная реакция: метильная группа бывшего винилкетона (в виде енолята) атакует группу C=O исходного кетона, и замыкается шестичленный цикл.
- Дегидратация даёт циклогекс-2-енон; двойная связь C=C находится между бывшим карбонильным атомом кетона и бывшим атомом \(\ce{CH3}\).
- Проверка: в новый цикл входят α-атом и карбонильный атом углерода кетона, а также фрагмент \(\ce{CH2CH2C(=O)CH2}\) винилкетона.
- Вместо метилвинилкетона можно взять соль четвертичного аммония из основания Манниха (урок 287) или 4-хлорбутан-2-он: они дают винилкетон прямо в колбе.
Примеры
1. Кетон Виланда — Мишера. 2-Метилциклогексан-1,3-дион с метилвинилкетоном даёт трикетон, а его внутримолекулярная конденсация — кетон Виланда — Мишера, строительный блок для синтеза стероидов.
2. Альдегид как донор. 2-Метилпропаналь с метилвинилкетоном даёт 4,4-диметилциклогекс-2-енон: альдегид присоединяется по Михаэлю, а затем метильная группа винилкетона атакует альдегидную группу.
errorДва атома от кетона, четыре — от винилкетона
Из исходного кетона в новый цикл входят только его карбонильный атом углерода и один α-атом; остальные четыре атома даёт винилкетон.
edit_noteПопробуйте сами
Какой продукт присоединения по Михаэлю даёт 2-метилциклогексан-1,3-дион с метилвинилкетоном?
expand_moreПоказать решение
2-Метил-2-(3-оксобутил)циклогексан-1,3-дион.
Регио и применение
Если кетон несимметричен, важно, каким α-атомом он присоединится к винилкетону в реакции из первой части урока. В равновесных условиях реагирует более замещённый α-атом, и заместитель оказывается в узле колец. Этим методом строят каркасы стероидов и терпенов, а его асимметрический вариант стал одной из первых реакций органокатализа.
Как предсказать положение заместителя и что строят этим методом
- 2-Замещённый циклоалканон в равновесных условиях реагирует более замещённым α-атомом, и заместитель оказывается в узле колец (ангулярное положение).
- Узловые атомы — бывший карбонильный атом кетона (sp², в двойной связи C=C) и бывший α-атом (sp³).
- Так строят стероиды и терпены: используют кетон Виланда — Мишера и кетон Хайоша — Пэрриша.
- Асимметрический вариант (Хайош — Пэрриш, Эдер — Зауэр — Вихерт) катализирует (S)-пролин — это одна из первых реакций органокатализа.
Примеры
1. Ангулярная метильная группа. 2-Метилциклогексанон с метилвинилкетоном (KOH, нагревание) даёт 4a-метил-4,4a,5,6,7,8-гексагидронафталин-2(3H)-он: метильная группа оказывается в узле колец.
2. Органокатализ. 2-Метилциклопентан-1,3-дион \(\ce{C6H8O2}\) с метилвинилкетоном в присутствии (S)-пролина даёт кетон Хайоша — Пэрриша одним энантиомером.
errorАнгулярный — значит в узле колец
Заместитель при α-атоме, по которому шла реакция Михаэля, оказывается на sp³-атоме между кольцами.
edit_noteПопробуйте сами
Сколько атомов углерода в кетоне Хайоша — Пэрриша?
expand_moreПоказать решение
Десять: шесть от 2-метилциклопентан-1,3-диона и четыре от метилвинилкетона.
push_pinГлавное
Аннелирование по Робинсону = присоединение по Михаэлю + внутримолекулярная альдольная конденсация. Енолят кетона присоединяется к метилвинилкетону → 1,5-дикетон; енолят его метильной группы атакует C=O исходного кетона, вода отщепляется — новый шестичленный цикл с сопряжённым еноном. В новом цикле четыре атома C из винилкетона и два — из кетона (α-атом и карбонильный). Несимметричный кетон в равновесных условиях реагирует более замещённым α-атомом — заместитель становится ангулярным. Метилвинилкетон легко полимеризуется, его заменяют предшественниками: метиодидом основания Манниха или 4-хлорбутан-2-оном.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.