Przegrupowania karbokationówz migracjami grup alkilowych

Przegrupowanie Wagnera-Maerwina, przegrupowanie Favorskiego,

reakcja Baeyera-Villigera, przegrupowanie Beckmanna.

Łukasz Przepiórkana podstawie Organic Chemistry Clayden, Greeves, Warren Wothers

Przegrupowania karbokationów –błogosławieostwo czy przekleostwo?

Przegrupowania karbokationów

Mechanizm reakcji:

Karbokationy w spektroskopii

Znaczenie przegrupowania karbokationów

Krok dalej

Co jest trwalsze?

• Trwalszy zazwyczaj znaczy bardziejpodstawiony, jednakże kationy mogą bydtrwalsze, jeśli będą mniej naprężone:

Inne przykłady

Inne przykłady cd.

Przegrupowanie pinakolowe

Więcej!

Niesymetrycznie

Przegrupowanie Favorskiego

• Aż do 1944 niepoprawnie interpretowanomechanizm tej reakcji. Dopiero amerykaoscychemicy odkryli, że działając metylanem nadwa izomeryczne α-haloketony otrzymanodokładnie ten sam produkty :

• Zaproponowali, że obie reakcje mają ten samprodukt pośredni.

• Skąd prosto do koocowego produktu:

• Przegrupowanie Favorskiego cyklicznych2-bromoketonów prowadzi do zmniejszeniapierścienia i stało się jednym z najbardziejowocnych użyd przegrupowao w syntezie.

• Ostatecznie w przegrupowaniu Favorskiegojedna grupa alkilowa jest przenoszona z jednej strony karbonylowego węgla na drugą.

• To oznacza, że można zastosowad tę reakcję do tworzenia rozgałęzionych estrów i kwasów karoksylowych. Rozbudowane kwasy z grupą CO2H połączoną z IV-rzędowym atomem węgla jest ciężko otrzymad inną metodą.

• Przegrupowanie Favorskiego jest kluczowym etapem otrzymywania mocnego środka przeciwbólowego Pethidine’y:

Nietypowy mechanizm drugiej reakcji:

Reakcja Baeyera-Villigera

Mechanizm ogólny

Która grupa migruje

• Pierwszorzędowe grupy są znaczniej mniejchętne do migracji, co czyni tę reakcjęregioselektywną:

• Nienasycone ketony mogą epoksydowad lubulegad reakcji Baeyera-Villigera. Jest to zależneod tego jak bardzo elektrofilowy jest ketoni od tego jak bardzo nukleofilowy jest alken.

Stereochemia w reakcji B-V

• Wstawianie tlenu zachodzi z retencją(zachowaniem) stereochemii:

Nawet jeśli inwersja dałaby trwalszy produkt:

• Nawet gdyby wydawało się, że zajdzieracemizacja, to retencja przeważy:

Dlaczego bardziej podstawiona grupa migruje?Ponieważ lepiej stabilizuje przejściowy produkt o ładunku dodatnim.

Przegrupowanie Beckmanna

Znaczenie izomerii oksymów

• W przegrupowaniu Beckmanna niesymetrycznychketonów są dwie grupy, które mogą migrowad. Sątakże dwa geometryczne izomeryniesymetrycznych oksymów: podwójne wiązanieC=N może występowad w izomerii cis/trans takjak wiązanie C=C. Stosunek produktówprzegrupowania dokładnie odzwierciedlastosunek geometrycznych izomerów substratów.W każdym przypadku grupą migrującą jest grupaw położeniu trans do grupy OH w substracie.

• Warunki w których dwa izomerygeometryczne będą mogły się wzajemnieprzemieniad pozwolą na migrację grupybardziej podstawionej (tak jak w reakcjiBaeyera-Villigera).