stringtranslate.com

декарбоксилирование крапчо

Декарбоксилирование Крапчо — это химическая реакция, используемая для манипулирования некоторыми органическими эфирами . [1] Эта реакция применима к эфирам с бета -электроноакцепторной группой (ЭАГ) .

Реакция протекает путем нуклеофильного деалкилирования эфира галогенидом с последующим декарбоксилированием и последующим гидролизом полученного стабилизированного карбаниона. [2]

ZCH 2 CO 2 CH 3 + I − + H 2 O → ZCH 3 + CH 3 I + CO 2 + OH −

Условия реакции

Реакция проводится в диполярных апротонных растворителях, таких как диметилсульфоксид (ДМСО) , при высоких температурах, часто около 150 °C. [3] [4] [5]

Различные соли помогают в реакции, включая NaCl, LiCl, KCN и NaCN. [6] Предполагается, что соли не были необходимы для реакции, но значительно ускоряют реакцию по сравнению с реакцией с одной только водой. Некоторые примеры солей, используемых в реакции: .

Эфир должен содержать EWG в бета-положении. Реакция лучше всего работает с метиловыми эфирами. [2] которые более восприимчивы к реакциям S N 2 .

Механизмы

Механизмы еще не полностью раскрыты. Однако ниже предложены механизмы для двух различных заместителей:

α,α-Двузамещенный эфир

Для α,α-дизамещенного эфира предполагается, что анион в соли атакует R 3 в режиме S N 2, выталкивая R 3 и оставляя отрицательный заряд на кислороде. Затем происходит декарбоксилирование с образованием промежуточного карбаниона. Промежуточный продукт забирает водород из воды, образуя продукты. [2]

Предложенный механизм реакции α,α-дизамещенных эфиров в реакции декарбоксилирования Крапчо. R 1 , R 2 и R 3 — любые заместители, содержащие углерод.

Побочные продукты реакции (XR 3 и CO 2 ) часто теряются в виде газов, что способствует протеканию реакции; энтропия увеличивается и действует принцип Ле Шателье .

α-Монозамещенный эфир

Для α-монозамещенного эфира предполагается, что анион в соли атакует карбонильную группу , образуя отрицательный заряд на кислороде, который затем отщепляет цианоэфир. При добавлении воды цианоэфир затем гидролизуется с образованием CO2 и спирта, а промежуточный карбанион протонируется. [7]

Предложенный механизм реакции α-монозамещенных эфиров в реакции декарбоксилирования Крапчо. R 2 представляет собой водород.

Побочный продукт этой реакции (CO 2 ) также теряется в виде газа, что способствует протеканию реакции; энтропия увеличивается, и действует принцип Ле Шателье .

Преимущества

Декарбоксилирование Крапчо является сравнительно простым методом манипулирования малоновыми эфирами , поскольку он расщепляет только одну эфирную группу, не затрагивая другую эфирную группу. [1] Обычный метод включает омыление для образования карбоновых кислот, за которым следует декарбоксилирование для расщепления карбоновых кислот и этап этерификации для регенерации эфиров. [8] Кроме того, декарбоксилирование Крапчо позволяет избежать суровых щелочных или кислотных условий. [9]

Ссылки

  1. ^ ab Krapcho, A. Paul; Glynn, Gary A.; Grenon, Brian J. (1967-01-01). «Декарбэтоксилирование геминальных дикарбэтоксисоединений». Tetrahedron Letters . 8 (3): 215–217. doi :10.1016/S0040-4039(00)90519-7. ISSN  0040-4039. PMID  6037875.
  2. ^ abc Poon, Po. S.; Banerjee, Ajoy K.; Laya, Manuel S. (2011). «Достижения в декарбоксилировании Krapcho». Journal of Chemical Research . 35 (2): 67–73. doi :10.3184/174751911X12964930076403. ISSN  1747-5198.
  3. ^ Хансен, Томас; Рузи, Джаспер К.; Бикельхаупт, Ф. Маттиас; Хэмлин, Тревор А. (2022-02-04). «Как сольватация влияет на конкуренцию SN 2 и E2». Журнал органической химии . 87 (3): 1805–1813. doi :10.1021/acs.joc.1c02354. ISSN  0022-3263. PMC 8822482. PMID 34932346  . 
  4. ^ Олехар, Кеннет Дж.; Кинни, Чад А. (2021). «Оценка температур термохимического преобразования каннабиноидных кислот в биомассе конопли (Cannabis sativa L.) методом жидкостной экстракции под давлением». Журнал исследований каннабиса . 3 (1): 40. doi : 10.1186/s42238-021-00098-6 . ISSN  2522-5782. PMC 8408919. PMID 34465400  . 
  5. ^ Данн, Джеральд Э.; Тимм, Харальд Ф. (1977-04-15). «Кинетика и механизм декарбоксилирования некоторых пиридинкарбоновых кислот в водном растворе. II». Канадский журнал химии . 55 (8): 1342–1347. doi :10.1139/v77-185. ISSN  0008-4042.
  6. ^ Krapcho, A. Paul; Weimaster, JF; Eldridge, JM; Jahngen, EGE; Lovey, AJ; Stephens, WP (1978-01-01). "Синтетические применения и исследования механизмов декарбалкоксилирования геминальных диэфиров и родственных систем, осуществляемых в диметилсульфоксиде водой и/или водой с добавлением солей". Журнал органической химии . 43 (1): 138–147. doi :10.1021/jo00395a032. ISSN  0022-3263.
  7. ^ Krapcho, A. Paul; Jahngen, EGE; Lovey, AJ; Short, Franklin W. (1974-01-01). «Декарбалкоксилирование геминальных диэфиров и β-кетоэфиров во влажном диметилсульфоксиде. Влияние добавленного хлорида натрия на скорости декарбалкоксилирования моно- и дизамещенных эфиров малоната». Tetrahedron Letters . 15 (13): 1091–1094. doi :10.1016/S0040-4039(01)82414-X. ISSN  0040-4039.
  8. ^ Флинн, Дэниел Л.; Беккер, Дэниел П.; Носаль, Роджер; Забровски, Дэниел Л. (1992-11-24). «Использование радикальных циклизаций с переносом атома как эффективный вход в новый «серотонинергический» азанорадамантан». Tetrahedron Letters . 33 (48): 7283–7286. doi :10.1016/S0040-4039(00)60166-1. ISSN  0040-4039.
  9. ^ Krapcho, A. Paul (2007-04-12). "Современные синтетические применения реакции деалкоксикарбонилирования. Часть 1. Деалкоксикарбонилирования эфиров малоновой кислоты". Arkivoc . 2007 (2): 1–53. doi :10.3998/ark.5550190.0008.201. hdl : 2027/spo.5550190.0008.201 .