Сложноэфирная конденсация Кляйзена

8 заданий

Механизм и движущая сила

Похоже на альдольную реакцию, но у сложного эфира есть уходящая группа.

Как найти продукт конденсации Кляйзена

Донор: α-атом эфира \(\ce{RCH2COOEt}\) (енолят, NaOEt).
Акцептор: C=O второй молекулы; из интермедиата уходит \(\ce{EtO-}\).
Продукт \(\ce{RCH2CO-CH(R)-COOEt}\) — β-кетоэфир: C=O и COOEt через один атом.
Движущая сила: \(\ce{EtO-}\) снимает кислый H между двумя C=O — нужен 1 экв. основания, затем \(\ce{H3O+}\).
Эфир с одним α-H (этилизобутират) с NaOEt не конденсируется: у продукта нет кислого H; нужны более сильные основания (трифенилметилнатрий, LDA).
Основание согласуют с эфиром: NaOEt — для этиловых, NaOMe — для метиловых, иначе переэтерификация.

Примеры

1. Этилпропаноат (NaOEt; \(\ce{H3O+}\)) → этил-2-метил-3-оксопентаноат.

2. Метилфенилацетат (NaOMe; \(\ce{H3O+}\)) → метил-3-оксо-2,4-дифенилбутаноат.

errorАльдоль — OH, Кляйзен — C=O

В альдольной реакции кислород акцептора остаётся в виде OH; в Кляйзене он остаётся в C=O, а уходит алкоксид. Продукт Кляйзена — β-кетоэфир.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст этилбутаноат с NaOEt (затем кислота)?

expand_moreПоказать решение

Этил-2-этил-3-оксогексаноат.

Смешанная конденсация и кетоны

Два разных эфира дают один продукт, если один из них не может быть донором.

Как провести смешанную конденсацию

Акцептор без α-H: этилбензоат, этилформиат, диэтилкарбонат, диэтилоксалат; его берут в избытке.
Кетон + эфир: енолят кетона (он кислее) — донор, эфир — акцептор → 1,3-дикарбонильное соединение.
Кетон + этилформиат → α-формилкетон (гидроксиметиленкетон); + диэтилкарбонат → β-кетоэфир; + диэтилоксалат → α,γ-дикетоэфир.
1,3-Дикарбонильный продукт алкилируют: NaOEt, RX — по атому C между C=O.

Примеры

1. Циклогексанон + этилформиат (NaOEt) → 2-(гидроксиметилен)циклогексанон.

2. Этилацетат + этилбензоат (NaOEt) → этил-3-оксо-3-фенилпропаноат (бензоилуксусный эфир).

3. Ацетон + диэтилоксалат (NaOEt) → этил-2,4-диоксопентаноат.

errorДонор — самый кислый

Из двух партнёров енолят даёт тот, чей α-H кислее: кетон (\(pK_a\) 19), а не эфир (25). Эфир становится акцептором.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст пропиофенон с диэтилкарбонатом (NaH)?

expand_moreПоказать решение

Этил-2-метил-3-оксо-3-фенилпропаноат.

push_pinГлавное

Енолят сложного эфира атакует карбонил второй молекулы; из тетраэдрического интермедиата уходит алкоксид — получается β-кетоэфир. Равновесие невыгодно; его сдвигает депротонирование продукта (\(pK_a\) 11) алкоксидом, поэтому нужен целый эквивалент основания и кислотная обработка, а у эфира должно быть два α-H. Основание — тот же алкоксид, что в эфире. Смешанная конденсация однозначна, если акцептор без α-H: бензоат, формиат, карбонат, оксалат. Кетон с эфиром даёт 1,3-дикарбонильное соединение: енолят кетона — донор, эфир — акцептор.

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