[ad#newchem_box]

W szkole i na studiach (pewnie częściej na studiach niż w szkole, chociaż nie zawsze) można również spotkać się z planowaniem syntez. Najczęściej ta tematyka wprowadzana jest tzw. tylnymi drzwiami, bez konkretnej wiedzy na temat rozsądnego planowania syntezy. Krótko mówiąc – na żywioł. Efekt jest taki, że często magister chemii, który pisał swoją pracę z chemii organicznej ma trudności z zaplanowaniem syntez naprawdę prostych cząsteczek. Nie wszystko da się uzasadnić nieuctwem – wiele zależy od tego na co został położony nacisk w procesie nauczania, wiele zależy od uczących.

W dziale tym będę prezentował od czasu do czasu “szkolne” i “studenckie” zadania z planowania syntez wyszperane z różnych for internetowych (w tym administrowanego przeze mnie) wraz z propozycjami rozwiązań. Analiza tych propozycji krok po kroku powinna pomóc w opanowaniu chociaż tych szkolnych przykładów. Kto wie – może stanie się zachętą do zgłębiania syntezy organicznej.

Na początek weźmy zadanie zamieszczone na forum, którym ja się opiekuję. Użytkowniczka pyta:

Czesc mam pytanie jak przeprowadzic te syntezy?:
1)synteza 5-metylo-2-heksanolu z acetylooctanu
2)synteza izooktanu z izobutanu
3)synteza 1,2,3-tribromobenzenu z aniliny

Na początek to narysujmy:

Synteza pierwsza

Nasza cząsteczka docelowa (5-metylo-2-heksanol) jest drugorzędowym alkoholem. Wydaje się zatem, że aby zaplanować syntezę tej cząsteczki powinniśmy przede wszystkim skupić się na metodach syntezy alkoholi. Z drugiej strony substratem w tej syntezie (wieloetapowej oczywiście) ma być acetylooctan etylu – znany od dawna substrat w syntezie ketonów. Zatem ze wspominanego estru acetylooctowego można z łatwością otrzymać ketony. Jeśli teraz przypomnimy sobie, że redukcja ketonów prowadzi do drugorzędowych alkoholi, to poskładanie tych faktów w tak zwaną jedną kupę (czyt. zaplanowanie syntezy) staje się czystą formalnością. Poniższy rysunek przedstawia sposób dokonania analizy retrosyntetycznej naszej cząsteczki docelowej:

Synteza 5-metylo-2-heksanolu będzie oczywiście odwróceniem biegu retrosyntezy:

Skrót Ts oznacza tutaj grupę tosylową.

[ad#newchem_linki]

Synteza druga

Drugim zadaniem jest synteza izooktanu z izobutanu. Jak widać ani substrat ani produkt nie posiadają żadnych grup funkcyjnych, utrudnia to nieco zaplanowanie syntezy. Warto jednak zauważyć jedną ciekawą rzecz. Otóż izooktan jest “dimerem” izobutanu – w tym sensie, że składa się z dwóch jednostek izobutanowych:

Oczywiście nie możemy tego wyróżnionego wiązania zawiązać od tak sobie – z samych cząsteczek izobutanu. Musimy najpierw podarować im jakieś grupy funkcyjne. No to podarujmy, a następnie wykorzystajmy ten podarek dla naszych prywatnych celów :

Pierwszy etap to oczywiście wolnorodnikowe bromowanie – w odpowiednich warunkach da ono 2-bromo-2-metylopropan jako produkt główny. Dehydroghalogenacja (eliminacja bromowodoru) doprowadzi do alkenu – izobutenu. Tenże alken możemy zdimeryzować (warto popatrzeć na mechanizm reakcji), a powstałą dimeryczną olefinę uwodornić.

Synteza trzecia

Aby zaplanować syntezę 1,3,5-tribromobenzenu z aniliny należy skojarzyć dwa fakty:

1. Anilina jest bardzo aktywna w reakcjach elektrofilowej addycji. Reaguje z bromem bez katalizatora dając w łagodnych warunkach tribromopochodną (otrzymanie samej monobromopochodnej jest bardziej wymagające). Podstawnik -NH2 kieruje atak oczywiście w pozycje orto i para.
2. Grupę aminową związaną z pierścieniem aromatycznym można wymienić na atom wodoru. Związkami pośrednimi w tej przemianie są sole diazoniowe.

Powiązanie tych dwóch faktów daje od razu odpowiedź: należy najpierw zbromować anilinę, a następnie wymienić grupę -NH2 na atom wodoru. Poniższy schemat pokazuje w jaki sposób należy to zrobić.

I w tej właśnie niepewności zostawię Was do następnego razu

[ad#newchem_linki]

Zobacz podobne posty:

Podsumowanie roku 2009, Wiosna… bleeee!, Pyralgina, Trzy cylindry, Prontosil – pierwszy antybiotyk, Nieco gorzka retrosynteza