Перекрёстная и внутримолекулярная альдольная реакции
Перекрёстная конденсация
linkОпора
- Урок 283. Кротоновая конденсация — получать α,β-непредельные карбонильные соединения
Если смешать два енолизуемых альдегида, получится четыре продукта: каждый альдегид может быть и донором, и акцептором. Чтобы получить один продукт, один из партнёров берут без α-атомов водорода или заранее нацело превращают в енолят. Самый известный вариант — конденсация Кляйзена — Шмидта ароматического альдегида с кетоном.
Как получить один перекрёстный продукт
- Акцептор без α-атомов водорода (формальдегид, бензальдегид, 2,2-диметилпропаналь, фурфурол) сам с собой не конденсируется.
- Альдегид электрофильнее кетона, поэтому кетон служит донором, а альдегид — акцептором.
- Конденсация Кляйзена — Шмидта: ароматический альдегид с кетоном в присутствии NaOH даёт сопряжённый енон (E-изомер).
- Несимметричный метилкетон в щёлочи реагирует метильной группой (она доступнее, а продукт уходит из равновесия при дегидратации), а в кислоте — более замещённым α-атомом (через более замещённый енол).
- Направленная альдольная реакция: донор нацело превращают в енолят (LDA, −78 °C), а затем добавляют акцептор.
Примеры
1. Формальдегид как акцептор. 2-Метилпропаналь с формальдегидом в присутствии карбоната калия даёт 3-гидрокси-2,2-диметилпропаналь: у формальдегида нет α-атомов водорода, а у продукта нет атома водорода при α-атоме, поэтому реакция останавливается на альдоле.
2. Направленная альдольная реакция. Циклогексанон с LDA при −78 °C, а затем с ацетальдегидом даёт 2-(1-гидроксиэтил)циклогексанон.
errorДва енолизуемых альдегида — плохая пара
Пропаналь и бутаналь в щёлочи дают четыре альдоля: два продукта самоконденсации и два перекрёстных. Один из партнёров должен быть без α-атомов водорода или заранее превращён в енолят.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст циклогексанон с двумя эквивалентами бензальдегида в щёлочи?
expand_moreПоказать решение
2,6-Дибензилиденциклогексанон: оба α-атома кетона становятся донорами.
Внутримолекулярная конденсация
Если две карбонильные группы находятся в одной молекуле, енолят находит партнёра в своей же цепи. Так замыкаются пяти- и шестичленные циклы: реакция обратима, и побеждает самый устойчивый продукт. Такая циклизация — вторая стадия аннелирования по Робинсону (урок 294).
Как предсказать цикл
- Перечислите возможные еноляты: каждый α-атом с атомом водорода.
- Для каждого посчитайте атомы будущего цикла: от α-атома до атакуемого карбонильного атома углерода включительно.
- Выбирайте пяти- или шестичленный цикл: реакция обратима, и побеждает самый устойчивый продукт; трёх-, четырёх- и семичленные циклы не образуются.
- 1,4-Дикетоны дают циклопентеноны, 1,5-дикетоны — циклогексеноны, а диальдегиды — циклоалкенкарбальдегиды.
Примеры
1. 1,4-Дикетон. Гексан-2,5-дион при нагревании со щёлочью даёт 3-метилциклопент-2-енон.
2. Диальдегид. Гександиаль в щёлочи даёт циклопент-1-ен-1-карбальдегид.
errorСчитайте атомы цикла, а не цепи
В цикл входят α-атом донора, атомы между ним и акцептором и карбонильный атом углерода акцептора. Метильная группа при карбонильной группе акцептора в цикл не входит.
edit_noteПопробуйте сами
Может ли пентан-2,4-дион вступить во внутримолекулярную альдольную конденсацию?
expand_moreПоказать решение
Нет: енолят по атому C1, атакуя C4, замкнул бы четырёхчленный цикл.
push_pinГлавное
Два разных енолизуемых карбонильных соединения дают смесь четырёх продуктов. Избирательность достигают так: один партнёр без α-H и более электрофилен (формальдегид, бензальдегид, пивалевый альдегид) — он только акцептор; кетон — донор, альдегид — акцептор; енолят готовят заранее (LDA) или берут силиловый эфир енола (урок 285). Ароматический альдегид с кетоном в щёлочи (Кляйзен — Шмидт) даёт сопряжённый енон. Несимметричный метилкетон в щёлочи реагирует метильной группой, в кислоте — более замещённым α-атомом. Во внутримолекулярной реакции замыкаются пяти- и шестичленные циклы: 1,4-дикетоны → циклопентеноны, 1,5-дикетоны → циклогексеноны.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.