Синтезы на основе малонового эфира
Схема синтеза
Малоновый эфир — «уксусная кислота с ручкой»: вторая группа COOEt делает \(\ce{CH2}\) кислым и потом уходит в виде \(\ce{CO2}\).
Как получить замещённую уксусную кислоту
- NaOEt → енолят; RX → \(\ce{RCH(COOEt)2}\).
- Для второго заместителя — снова NaOEt и второй RX.
- \(\ce{H3O+}\), нагревание (или NaOH, затем \(\ce{H3O+}\), t) → малоновая кислота → \(\ce{CO2}\) уходит → \(\ce{RCH2COOH}\).
- Обратная задача: в \(\ce{R-CH2-COOH}\) фрагмент \(\ce{CH2COOH}\) — из малонового эфира, R — из RX.
- У α-атома не больше двух новых заместителей: три (как в 2,2-диметилпропановой кислоте) не ввести.
- Дигалогеналкан \(\ce{Br(CH2)_{n}Br}\) + 2 экв. NaOEt → циклоалкан-1,1-дикарбоксилат (циклы 3–6) → циклоалканкарбоновая кислота.
Примеры
1. Малоновый эфир → NaOEt, 1-бромбутан; NaOEt, \(\ce{CH3I}\) → \(\ce{H3O+}\), t → 2-метилгексановая кислота.
2. Малоновый эфир + 2 NaOEt + 1,2-дибромэтан → диэтилциклопропан-1,1-дикарбоксилат → циклопропанкарбоновая кислота.
errorВторая COOEt уходит целиком
Из \(\ce{CH2(COOEt)2}\) в продукт переходят только \(\ce{CH2}\) и одна группа COOH; вторая уходит в виде \(\ce{CO2}\) и спирта.
edit_noteПопробуйте сами
Какой галогенид нужен для получения 4-фенилбутановой кислоты?
expand_moreПоказать решение
(2-Бромэтил)бензол \(\ce{C6H5CH2CH2Br}\).
Аминокислоты и дикислоты
Замените один атом H малонового эфира на азот или возьмите α-бромэфир — получатся аминокислоты и дикарбоновые кислоты.
Как расширить схему
- Ацетамидомалонат \(\ce{AcNHCH(COOEt)2}\) + NaOEt + RX → \(\ce{H3O+}\), t (гидролиз амида и эфиров, декарбоксилирование) → α-аминокислота \(\ce{RCH(NH2)COOH}\).
- Малонат (или метилмалонат) + α-бромэфир → триэфир → \(\ce{H3O+}\), t → замещённая янтарная кислота.
- Малонат + акцептор Михаэля (урок 293) → производные глутаровой кислоты.
- Другой путь к α-аминокислотам — синтез Штреккера (глава 29).
Примеры
1. Ацетамидомалонат + NaOEt, бензилхлорид; \(\ce{H3O+}\), t → фенилаланин.
2. Малоновый эфир + NaOEt, этил-2-бромпропаноат; \(\ce{H3O+}\), t → метилянтарная (2-метилбутандиовая) кислота.
errorα-Бромэфир даёт 1,4-дикислоту
Атом C малоната и атом C α-бромэфира оказываются соседями — две группы COOH через два атома, как в янтарной кислоте.
edit_noteПопробуйте сами
Какую аминокислоту даст ацетамидомалонат с иодметаном?
expand_moreПоказать решение
Аланин.
push_pinГлавное
Малоновый эфир (\(pK_a\) 13) депротонируется этилатом; енолят алкилируется один или два раза. Гидролиз и нагревание дают замещённую малоновую кислоту, которая теряет \(\ce{CO2}\) → \(\ce{RCH2COOH}\) или \(\ce{R2CHCOOH}\). План: в целевой кислоте α-атом — бывший \(\ce{CH2}\) малонового эфира, его заместители (не больше двух) пришли из RX. С дигалогеналканами получаются циклоалканкарбоновые кислоты, из ацетамидомалоната — α-аминокислоты, с α-бромэфирами — замещённые янтарные кислоты.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.