Favorskys reaktion

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 januari 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Favorsky-reaktionen är en metod för syntes av 1-substituerade propargylalkoholer genom tillsats av terminala alkyner till en karbonylgrupp. Upptäcktes av A. Favorsky 1905 när han studerade interaktionen mellan fenylacetylen och ketoner i närvaro av kaliumhydroxid [1] [2] .

Favorsky-reaktionen används som en metod för syntes av acetylenalkoholer och α,β-omättade aldehyder och ketoner (via Meyer-Schuster-omlagringen):

Reaktionsmekanism

Reaktionen fortskrider enligt mekanismen för nukleofil addition till karbonylgruppen i acetylenidanjonen som bildas in situ under deprotoneringen av den terminala alkynen:

{\mathsf {R^{1}R^{2}C{\text{=}}O+RC\equiv C^{-}\högerpil R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv CR,\ \ R=H,Alk,Ar,OEt}}

Reaktionen utförs vanligtvis med suspensioner av kaliumhydroxid eller natriumamid i ett aprotiskt lösningsmedel (eter, bensen, dimetylformamid, etc.) vid temperaturer från -70 till +40 ° C, när man använder lågkokande föreningar eller acetylen - under en tryck på 0,4-0,9 MPa. I vissa modifieringar, istället för acetylen, används kalciumkarbid (acetylenid) i närvaro av kaliumhydroxid.

Utbytena är 40-60%.

Ketoner och vissa aldehyder går in i reaktionen, både substituerade terminala alkyner (inklusive heterosubstituerade, till exempel etoxiacetylen [3] ) och acetylen används som alkynkomponent. I det senare fallet, på grund av deprotoneringen av de resulterande 1,1-substituerade propargylalkoholerna och deras interaktion med karbonylföreningen, kan bis-addukter, acetyleniska 1,4-dioler, också bildas:

{\mathsf {R^{1}R^{2}C{\text{=}}O+HC\equiv C^{-}\högerpil R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv CH}}

{\mathsf {R^{1}R^{2}C(O^{-})C\equiv CH+B^{-}\högerpil R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv C^{-}+BH}}

{\mathsf {R^{1}R^{2}C(O^{-})\equiv C^{-}+R^{1}R^{2}C{\text{=} }O\högerpil R^{1}R^{2}C(O^{-})C\equiv C(O^{-})R^{1}R^{2}}}

När det gäller alifatiska aldehyder kompliceras reaktionen av aldolkondensation under inverkan av baser, men användningen av hexametylfosfotriamid som hjälplösningsmedel för kaliumhydroxid gör det möjligt att syntetisera 1-monosubstituerade propargylalkoholer i utbyte upp till 70 % [4 ] .

En annan modifiering av Favorsky-reaktionen, som gör det möjligt att utföra enantioselektiv tillsats av alkyner till aldehyder, är användningen av zinktriflat som katalysator i närvaro av (+)-N-metylefedrin och trimetylamin i våt toluen; utbytena i detta fall nå 96% med en enantioselektivitet på 89-99% [5] .

Favorsky-reaktionen är reversibel; under grundläggande förhållanden kan substituerade propargylalkoholer delas upp i en terminal alkyn och en karbonylförening ( Favorsky-retroreaktionen ) [6] .

Syntetisk applikation

Tertiära och sekundära acetylenalkoholer erhållna i Favorsky-reaktionen omarrangeras under betingelserna för sur katalys till α,β-omättade ketoner och aldehyder ( Meyer-Schuster-omlagring ):

Favorsky-retroreaktionen används vid syntes av alkyner, i synnerhet när en acetylenisk grupp introduceras i Sonogashira-reaktionen , när kommersiellt tillgänglig 1,1-dimetylpropargylalkohol används som alkynkomponent, varefter aceton spjälkas av från de resulterande 3 -substituerad dimetylpropargylalkohol för att bilda målalkynen [7] :

{\mathsf {RX+HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\högerpil RC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3 })_{2}OH+HX}}

{\mathsf {RC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\högerpil RC\equiv CH+(CH_{3})_{2}C{\text {=}}O}}}

Industriella applikationer

Favorsky-reaktionen ligger till grund för en av de metoder som används inom industrin för syntes av isopren , ett råmaterial för tillverkning av syntetiska gummin. Själva metoden för syntes av isopren från acetylen och aceton föreslogs av Favorsky själv. I denna metod kondenseras acetylen med aceton för att bilda 1,1-dimetylpropargylalkohol, följt av hydrering till dimetylvinylkarbinol, som ytterligare dehydreras till isopren:

{\mathsf {(CH_{3})_{2}CO+HC\equiv CH\rightarrow HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH}}

{\mathsf {HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH{\xrightarrow[{}]{[H]}}H_{2}C{\ text{=}}CH{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH}}

{\mathsf {H_{2}C{\text{=}}CH{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\högerpil CH_{2}{\text{= }}C(CH_{3})CH{\text{=}}CH_{2}}}

Inom industrin används Snamprogetti/Enichem-processen, där kondensationen av aceton och acetylen utförs i flytande ammoniak vid 10–40 °C under ett tryck på 20–25 atm med kaustikkali som katalysator [8] .

Se även

↑ Favorsky, AE Verkning av kaliumhydroxid på blandningar av ketoner och fenylacetylen (engelska) // Zhurnal Russkago Fiziko-Khimicheskago Obshchestva : journal. - 1905. - Vol. 37 . - s. 643-645 .
↑ Favorsky, AE Action de la potasse caustique sur les mélanges des cétones avec le phénylacétylène (franska) // Bulletin de la Société Chimique de France :tidskrift. - 1907. - Vol. 2 . - P. 1087-1088 .
↑ Heilbron, Ian; ERH Jones, M. Julia, BCL Weedon. 390. Studier i polyenserien. Del XXIX. Etoxiacetyleniska karbinoler och deras omvandling till α,β-omättade aldehyder och syror (engelska) // Journal of the Chemical Society : journal. - Chemical Society , 1949. - P. 1823 . — ISSN 0368-1769 . - doi : 10.1039/jr9490001823 .
↑ Favorskaya I. A., Shevchenko Z. A., Koshkina I. M. Zhokh. — 1967, 3, 2075.
↑ Boyall, dekanus; Doug E. Frantz, Erick M. Carreira. Effektiva enantioselektiva tillsatser av terminala alkyner och aldehyder under operativt lämpliga förhållanden // Organiska bokstäver : journal. - 2002. - Vol. 4 , nr. 15 . - P. 2605-2606 . — ISSN 1523-7060 . - doi : 10.1021/ol026282k .
↑ Diederich, Francois; Peter Stang. Metallkatalyserade korskopplingsreaktioner ( neopr .) . - John Wiley & Sons , 2008. - S. 226-227. — ISBN 9783527612208 .
↑ Li, Jie Jack; Gordon W Gribble. Palladium i heterocyklisk kemi: En guide för den syntetiska kemisten . - Elsevier , 2000. - P. 211. - ISBN 9780080437040 .
↑ Weissermel, Klaus; Hans-Jürgen Arpe. Industriell organisk kemi (neopr.) . - John Wiley & Sons , 2008. - P. 117. - ISBN 9783527614592 .