Reguły Baldwina
Synteza związków pierścieniowych
Reguły Baldwina
" Zaproponowane w 1976 przez Jack a Baldwina
" Przewodnik po reakcjach cyklizacji dla pierścieni 3- do 7-
członowych
" Reguły empiryczne wywiedzione z obserwacji eksperymentalnych
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734 736
Advanced organic chemistry, March p 212
Clayden 1st Edn p 1140
Reguły Baldwina
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Nomenklatura
1. Wielkość pierścienia
3, 4,......7
Numer pokazuje jakiej wielkości
pierścień powstaje
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Nomenklatura
2. Wiązanie
exo
Wiązanie zrywane
podczas cyklizacji
X-
X
znajduje się na
Y-
Y
zewnątrz pierścienia
endo
Wiązanie zrywane
podczas cyklizacji
Y-
X
X- Y
znajduje się wewnątrz
pierścienia
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Nomenklatura
3. Geometria
Geometria atomu węgla biorącego bezpośrednio udział w reakcji
cyklizacji:
Y
sp3 węgiel tetraedryczny tet
Y
sp2 węgiel trygonalny trig
sp węgiel digonalny dig
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Reguły Baldwina
2
1
Br
H2N
3
3-exo-tet
6 5 4
O
3
O
2
1
6-endo-dig
Reakcja może być uprzywilejowana or utrudniona
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Trajektoria podejścia
= 180
Tet
X- Y
X Y-
(Walden inversion)
Trig
(Brgi-Dunitz)
Dig
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Układy tetraedryczne
Wszystkie cyklizacje exo-tet są uprzywilejowane
3
4
2
3
2
2 3
5
4
1
-
3
4
-
1
-
1
5 6
2
-
1
4
4
4
5
3
5
3
3
2
6
6
2
- 2
-
7
-
1
1
1
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Układy tetraedryczne
Wszystkie cyklizacje exo-tet są uprzywilejowane
1
Br
3
2
H2N
3-exo-Tet
Układy trygonalne
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
3
4
4
2
2
3
5
3
2 5
3
4
1
1 1 -
5
4
-
-
6
2
3
2 6
-
-
7
1
1
3-exo-Trig 4-exo-Trig 5-exo-Trig 6-exo-Trig 7-exo-Trig
4
4
2
5
4
5
3
- 3
3
3
6
1
-
5
3
2
1
6
2
-
-
2 -
7
4
1
1
1
3-endo-Trig 4-endo-Trig 7-endo-Trig
5-endo-Trig 6-endo-Trig
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Reguły Baldwina
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
3
4
5
2
OH
1
O
O
H
5-exo-Trig
J. Chem. Soc. Chem. Commum., 1976, 734-736
Reguły Baldwina
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
O
O
Base
O
X
O
5-endo-Trig
H
H
O
HO
H
H
O
O
OH
OH
Reguły Baldwina
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
O
3
4
5-endo-Trig
2
OMe
0%
1
5
O
O
O
3
5
Base
4
2
OMe
OMe
3
1
OH
O 5
4
2
5-exo-Trig
5
1
O 100%
O
Reguły Baldwina
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
3
3
MeO2C CO2Me
4
4 2
2
MeO2C
CO2Me
X
HN
5
NH2
5
5-endo-Trig
1
1
0%
3
4
2
MeO2C
5
5-exo-Trig
100%
HN
1
O
Reguły Baldwina
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
Reguły Baldwina
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
Reguły Baldwina
Wszystkie cyklizacje exo-trig są uprzywilejowane
Cyklizacja 5-endo trig jest utrudniona
I
3eqI2, NaHCO3
HO
MeCN O
I
HO
Knight et.al. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 8909
Reguły Baldwina
" 5-exo-trig silnie faworyzowana względem 5-endo-trig
Knight et.al. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 8909
Układy digonalne
Wszystkie endo dig uprzywilejowane
4
4
3
3
5
2 2
3
2
3
4 5
1
3 4
1
2
- 6
1
5
6
-
1
1
X
X X-
2
1 X-
7
Y
Y X-
1
Y
Y
Y
4-exo-Dig
3-exo-Dig 5-exo-Dig 6-exo-Dig
7-exo-Dig
4
4
5
5
2
1
2
3 3
3
- 6
Y
Y
3 5
Y X 6
1 4
- Y
3 Y
X
1 2 2
4 2
7
X-
1 X-
1
X-
3-endo-Dig 4-endo-Dig 5-endo-Dig 6-endo-Dig 7-endo-Dig
Reguły Baldwina
" Wszystkie endo-Dig cyklizacje są uprzywilejowane
Możliwe nakładanie w
płaszczyznie pierścienia
" 3- i 4-exo-Dig cyklizacje są utrudnione
Nukleofil nie może
podejść pod właściwym
kątem 120o
Reguły Baldwina
isonitrile
O2
O2
Base RCHO C
C
O2
C
SN
SN
SN
Ph
Ph
Ph
e.g. NaOMe
H
O
R
MeO
R O
O2
O2
SN
SN
quench Ph
Ph
5-endo-dig
C H
H
C
O
R
O
R
R
R
R
base
H
H
N
N
N
C
C
(after
protonation)
Reguły Baldwina
R' R'
R
5-endo-dig
H2N NH2 R
R
R'
N
N
O N
NH2
H
CN
CN
CN RO
RO
RO
C
C
base
N
N
N
NH
H
N
NH2
H
CN
CN
RO
RO
workup
H
H
N
NH2
N
N
H
H
H
Reguły Baldwina
Wewnątrzcząsteczkowe alkilowanie enolanów ketonów
Y
180 atak
O
Endocykliczne alkilowanie: 6 7 uprzywilejowane i 3 5 nieuprzywilejowane
Exo: 3 7 uprzywilejowane
25
25
J. E. Baldwin, M. J. Lusch, Tetrahedron, 1982, 38, 2939.
Reguły Baldwina
Reguły Baldwina
Wewnątrzcząsteczkowa kondensacja aldolowa
(Enolexo)-Exo-Trig
-
O
Y-
Y
O
Y
109 atak
(Enolendo)-Exo-Trig
O
-
Y-
O
O
Y
Endocykliczna kondensacja: 6 7 uprzywilejowane i 3 5 nieuprzywilejowane
Exo: 3 7 uprzywilejowane
Kąt ataku: 109
26
26
J. E. Baldwin, M. J. Lusch, Tetrahedron, 1982, 38, 2939.
Reguły Baldwina
Y
180 attack
Y
109 attack
C alkylations
C alkylations
O O
O alkylations O alkylations
J. E. Baldwin, M. J. Lusch, Tetrahedron, 1982, 38, 2939.
Reguły Baldwina
Wewnątrzcząsteczkowe alkilowanie enolanów ketonów
" Czemu cyklizacja 5-(Enolendo)-exo-tet jest utrudniona?
Br
Br
t-BuOM
O
O O
O
M
0%
> 70%
5-(enolendo)
5-exo-Tet
-exo-tet
X
X
M
O
O
O
M
J. E. Baldwin, M. J. Lusch, Tetrahedron, 1982, 38, 2939.
Reguły Baldwina
Wewnątrzcząsteczkowe alkilowanie enolanów ketonów
" Czemu cyklizacja 6-(enolendo)-exo-tet jest faworyzowana?
t-BuOM
O Br
O
M
O Br O
> 95% 0%
6-(enolendo) 6-exo-Tet
-exo-tet
Possible because of extra bond length
M
O X
Reguły Baldwina
Wewnątrzcząsteczkowe kondensacja aldolowa
6-(enolendo)-exo-trig versus 5-(enolendo)-exo-trig
O
O
O
O
6-(Enolendo)-
5-(Enolendo)-
+
exo-trig
exo-trig
O
O
O
O
O
Statystycznie : 4 możliwości tworzenia pierścienia 5 członowego
2 możliwości tworzenia pierścienia 6 członowego
Według reguł : Pierścień 6 członowy będzie przeważał zdecydowanie
J. E. Baldwin, M. J. Lusch, Tetrahedron, 1982, 38, 2939.
Reguły Baldwina
Wewnątrzcząsteczkowe kondensacja aldolowa
O
O
1M KOH
6-(Enolendo)-exo-trig 100%
< 5 min
MeOH
5-(Enolendo)-exo-trig 0%
77%
O
O
O
H2
O
IR (observed)
C=O Cyclohexanone 1707 cm-1
C=O Cyclopentanone 1740-50 cm-1
O
Tworzenie cykloheksanonów całkowicie dominuje nad statystycznie
preferowanymi cyklopentanonami
J. E. Baldwin, M. J. Lusch, Tetrahedron, 1982, 38, 2939.
Reguły Baldwina
Lewis Acid
RE
O
O
RE RZ
R
R
Co2(CO)6 RZ
Co2(CO)6
H H
LA LA
Co2(CO)6
Co(CO)3
O O
RZ RZ Co(CO)3
R
RE RE
R
6-(enolendo)-exo-trig
Reguły Baldwina
R2 Lewis Acid Co2(CO)6
R2
O
R1
R1 Co2(CO)6
O
H
H LA
LA
Co2(CO)6 Co(CO)3
O
O
Co(CO)3
R1
H
R2
R2 R1
4-(enolexo)-exo-trig
Reguły Baldwina
a
O
b
HO
5
4
uprzywilejowany
nieuprzywilejowany
b
OH
a
5-exo (a)
6-endo (b)
3
O
O
OH
1
2
Reguły Baldwina
H
HO
H
CSA (10 mol%)
O HO
+
CH2Cl2, O
HO H
R O
R
-40 - 25 oC R
H
1
2 3
6-endo 5-exo
2/3 Wyd. (%)
a) R = CH=CH2 100/0 95
b) R = CH=CHBr 100/0 90
c) R = (CH2)2CO2Me 0/100 94
d) R = E-CH=CHCO2Me 60/40 96
O
OH
O
d+
d+
HO HO
HO
4
5
OH
OH
H
H
H
O
O
Nicolaou, K. C.; Duggan, M. E.; Hwang, C-K.; Somers, P. K. J. Chem. Soc., Chem. Commun.1985, 1359
Reguły Baldwina
H
HO
H
CSA (10 mol%)
O +
HO
CH2Cl2
O
HO
H
R O
-40 - 25 oC
H R
R
7
6 8
7/8 Wyd.(%)
a) R = CH=CH2 44/56 95
b) R = Z-CH=CHCl 33/67 92
c) R = E-CH=CHCl 76/24 94
d) R = C CBr 0/100 87
Nicolaou, K. C.; Prasad, C. V. C.; Somers, P. K.; Hwang, C-K. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5330
Reguły Baldwina
H
OH
37
H2O
6-endo
R
O
H
AgOTf (5 ekwiw.)
O
O 91%
d+ 37:38 4:1
THF/H2O
Br R O
Br R R
d-
25 oC
Ag
Br- 5-exo
H
36
R = (CH2)3OTBDPS 39
R
38
O
OH
H R
O
H
H
O
Br R
OH
H H
cis
O
R
40 40a
O R
O
Br R
H
R = (CH2)3OTBDPS
trans
36 39 37
H
+
H
O R
Od
H
O
Br
R
d-
OH
38
Hayashi, N.; Fujiwara, K.; Murai, A. Synlett 1997, 793.
6-endo-Trig
5-endo-Trig
Co warto zapamiętać
Size Exo Endo
Tet Trig Dig Tet Trig Dig
3
XX
4
XX
5
XX
6
X
7
Co warto zapamiętać
Exo-Tet Exo-Trig
Size enolendo enolexo enolendo enolexo
3
X X
4
X X
5
X X
6
7
Reakcje Pericykliczne
" Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
" Reakcje elektrocykliczne (reakcje otwarcia lub zamknięcia pierścienia)
" Cykloaddycje
" Przegrupowania sigmatropowe
" Reakcje enowe
Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
Reakcje elektrocykliczne (reakcje otwarcia lub zamknięcia pierścienia)
Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
Cykloaddycje
Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
Reakcje cheletropowe
Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
Przegrupowania sigmatropowe
Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
Przegrupowania sigmatropowe
Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
Reakcje enowe
Klasyfikacja reakcji pericyklicznych
Przeniesienie wodoru
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
bf wyklad 2bf wyklad 1bf wyklad 1bf wyklad 4bf wykladZSieci komputerowe wyklady dr FurtakWykład 05 Opadanie i fluidyzacjaWYKŁAD 1 Wprowadzenie do biotechnologii farmaceutycznejmo3 wykladyJJZARZĄDZANIE WARTOŚCIĄ PRZEDSIĘBIORSTWA Z DNIA 26 MARZEC 2011 WYKŁAD NR 3Wyklad 2 PNOP 08 9 zaoczneWyklad studport 8więcej podobnych podstron