Синтезы на основе ацетоуксусного эфира

8 заданий

Схема синтеза

Ацетоуксусный эфир — «ацетон с ручкой»: сложноэфирная группа делает \(\ce{CH2}\) кислым, а потом уходит в виде \(\ce{CO2}\).

Как получить метилкетон

NaOEt (1 экв.) → енолят нацело (\(pK_a\) 11).
RX (метил, первичный, аллил, бензил) → алкилирование \(\ce{CH2}\) между C=O.
Если нужен второй заместитель — снова NaOEt и второй RX.
\(\ce{H3O+}\), нагревание (или разбавленная щёлочь, затем кислота и нагревание) → гидролиз эфира → β-кетокислота → \(\ce{CO2}\) уходит → метилкетон.
Обратная задача: в \(\ce{CH3CO-CH2-R}\) фрагмент \(\ce{CH3COCH2}\) — из ацетоуксусного эфира, R — из RX.

Примеры

1. Ацетоуксусный эфир → NaOEt, \(\ce{CH3I}\); NaOEt, \(\ce{C2H5Br}\) → \(\ce{H3O+}\), t → 3-метилпентан-2-он.

2. Ацетоуксусный эфир + 2 NaOEt + 1,4-дибромбутан → этил-1-ацетилциклопентанкарбоксилат → \(\ce{H3O+}\), t → 1-циклопентилэтанон.

errorТолько метилкетоны

Ацетоуксусный синтез всегда даёт \(\ce{CH3CO-}\): метил при C=O — это бывшая ацетильная группа. Пентан-3-он или ацетофенон так не получить.

edit_noteПопробуйте сами

Какой галогенид нужен, чтобы получить 5-метилгексан-2-он?

expand_moreПоказать решение

1-Бром-2-метилпропан: R = \(\ce{CH2CH(CH3)2}\).

Другие электрофилы и дианион

Енолят ацетоуксусного эфира алкилируется не только простыми галогеналканами.

Как расширить схему

α-Галогенкетон (\(\ce{BrCH2COR}\)) → после декарбоксилирования 1,4-дикетон (из него — фураны и пирролы, глава 27).
α-Галогенэфир (\(\ce{BrCH2COOEt}\), \(\ce{CH3CHBrCOOEt}\)) → γ-кетокислота.
Дигалогеналкан + 2 экв. основания → циклоалкилметилкетон (циклы 3–6).
Ацилхлорид → 2-ацилпроизводное → 1,3-дикетон.
Дианион (NaH, затем BuLi) несёт второй заряд на концевом \(\ce{CH3}\); RX алкилирует именно его → \(\ce{RCH2COCH2COOEt}\).

Примеры

1. Ацетоуксусный эфир + NaOEt, 2-бром-1-фенилэтанон; \(\ce{H3O+}\), t → 1-фенилпентан-1,4-дион.

2. Ацетоуксусный эфир + NaOEt, этилбромацетат; \(\ce{H3O+}\), t → 4-оксопентановая (левулиновая) кислота.

3. Дианион ацетоуксусного эфира + \(\ce{CH3I}\) → этил-3-оксопентаноат.

errorДианион реагирует концом

Во втором еноляте заряд на концевом атоме C не стабилизирован двумя C=O: этот центр основнее и нуклеофильнее, и RX присоединяется к нему, а не к центральному атому.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст дианион ацетоуксусного эфира с бензилбромидом?

expand_moreПоказать решение

Этил-3-оксо-5-фенилпентаноат.

push_pinГлавное

Ацетоуксусный эфир (\(pK_a\) 11) нацело депротонируется этилатом; енолят алкилируется по атому C между C=O (метил-, первичные, аллил-, бензилгалогениды; можно дважды). Кислотный гидролиз с нагреванием даёт β-кетокислоту, которая теряет \(\ce{CO2}\), — получается метилкетон \(\ce{CH3COCH2R}\) (или с двумя заместителями у α-атома). План: в целевом метилкетоне α-атом с другой стороны от метила был \(\ce{CH2}\) ацетоуксусного эфира, его заместители пришли из RX. С α-галогенкетонами получаются 1,4-дикетоны, с α-галогенэфирами — γ-кетокислоты, с дигалогеналканами — циклоалкилметилкетоны; дианион алкилируется по концевому \(\ce{CH3}\).

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.