Aromatické sloučeniny
Přihlásit se
Aromatické sloučeniny (14/14) · 7:40

Syntéza substituovaných benzenových kruhů 1 Příklad složitější syntézy derivátu benzenu.

Navazuje na Alkoholy, ethery a sulfidy.
Teď když známe všechny reakce, můžeme vyzkoušet je poskládat a syntetizovat jednoduché organické molekuly. Naším cílem je vytvořit tuto molekulu z benzenu. Jedním z přístupů, který můžete využít je retrosyntetický postup. Pokusíte ze myslet pozpátku, a přemýšlíte, co může být bezprostřední prekurzor této molekuly? Abychom to zvládli, můsíme analyzovat skupiny připojené k našemu kruhu. Když se podívám na brom tady nahoře, vím, že je orto/para řídící skupina, protože vím, že má na sobě volné elektronové páry. Takže tenhle brom je orto/para řídící. Ale podívejte se na nitro skupinu. O té zase vím, že je meta řídící. Vím, že je meta, protože je +1 formální náboj na dusíku. A potom, tady, je acylová skupina. Ta je také meta řídící, protože karbonylový uhlík zde, má parciální kladný náboj, takto Když se zamyslíme, která ze skupin byla přidána jako poslední, dává smysl, že brom byl poslední, protože tady ten brom je v meta poloze vůčí nitro skupině i acylové skupině. A tak můžeme nakreslit prekurzor. Zkrátka odebereme ten brom. Takže zůstane benzenové jádro. A na něm acylová skupina, a také nitro skupina. Nyní si musíme vzpomenout, jak dostat brom na benzenový kruh, to je samozřejmě bromace. Takže byste potřebovali brom a katalyzátor, třeba bromid železitý. Tedy použijeme FeBr₃. Dobře, a nyní uvidíme, zda dokážeme vymyslet další bezprostřední prekurzor. Jak bychom mohli vytvořit tuto molekulu? Teď tu máme dvě skupiny. Máme nitro skupinu a acylovou skupinu. Mohli bychom tedy provést nitraci pro zavedení nitro skupiny, nebo Friedelovu-Craftsovu acylaci pro zavedení acylu. Otázka zní, která reakce bude první? A ukáže se, že vlastně nemůžete udělat Friedelovu-Craftsovu alkylaci nebo acylaci za přítomnosti středně nebo silně deaktivující skupiny přítomné na kruhu. A tahle nitro skupina je silně deaktivující, což znamená, že nemůžeme mít první nitro skupinu a potom acylovat. Acyl musí být na kruhu před příchodem nitro skupiny. Což znamená, že v tomto kroku budeme nitrovat. Takže bezprostřední prekurzor této molekuly... prostě smažeme nitro skupinu, a zůstane nám benzenový kruh a acylová skupina takto připojená k němu. Musíme tedy provést nitraci, což samozřejmě vyžaduje koncentrovanou kyselinu dusičnou a také koncentrovanou kyselinu sírovou. Dobrá. Teď poslední co potřebujeme je, dostat se od benzenu k této molekule. A my samozřejmě víme jak na to. To je Friedel-Craftsova acylační reakce. A když se zamyslíme jaký acylchlorid použijeme prostě spočítáme počet uhlíků zde. Takže jeden a druhý. Potřebujeme tedy dvouuhlíkatý acylchlorid. Takže zde nakreslíme dvouuhlíkatý acylchlorid. A potřebujeme katalyzátor. Něco jako chlorid hlinitý bude fungovat. Naše syntéza je teď kompletní. Začneme Friedelovou-Craftsovou acylací. Acyl je meta řidící, což pošle nitro skupinu do meta polohy. Máme tedy konečně dva meta direktory, bromujeme jádro, a brom se dostane do požadované pozice. A je hotovo. Pojďme na další příklad. A budou zde stejné skupiny, jako v předchozím příkladě, ale požadovaná molekula vypadá trochu jinak. Budeme tedy potřebovat stejné reakce, jako předtím, tentokrát však v jiném pořadí. Znovu tedy začněme analýzou přítomných skupin. Víme, že brom je orto/para řídící, protože nese volné elektronové páry. Víme, že nitroskupina je meta řídící, protože dusík má formální náboj +1. A naše acylová skupina je meta řídící, kvůli parciálnímu kladnému náboji na karbonylovém uhlíku tady. Když se podíváme na ty skupiny, a zamyslíme se, která z reakcí byla poslední, dává smysl, že poslední byla nitrace. A to protože nitroskupina je v meta poloze vůči acylu, protože acyl je meta řídící, a hlavně brom je orto/para řídící. A nitro skupina je v orto poloze vůči bromu. Dává tedy smysl, že poslední reakce byla nitrace. Abychom nakreslili prekurzor, odebereme nitroskupinu a máme benzenový kruh. A na něm máme brom, zároveň také acyl, takhle. Poslední reakce byla tedy nitrace. Znovu tedy musíme použít koncentrovanou kyselinu dusičnou a koncentrovanou kyselinu sírovou, nitrační směs. Tedy hledáme prekurzor této molekuly. A máme zde orto/para řídící skupinu na kruhu a meta řídící skupinu. Brom a acyl jsou vůči sobě v para poloze, to znamená, že orto/para řídící skupina navedla acyl do para polohy jako hlavní produkt. Můžeme tedy přemýšlet o Friedelově-Craftsově acylační reakci. To tedy znamená, že odebereme acyl a zbyde nám brombenzen jako prekurzor. Máme tedy brombenzen a děláme Friedelovu-Craftsovu acylaci. Opět potřebujeme dva uhlíky v naší acylové skupině. Spočítáme tedy jeden, druhý. Je potřeba dvouuhlíkatý acylchlorid. Přidáme tedy dvouuhlíkatý acylchlorid. Náš katalyzátor může být opět chlorid hlinitý. Mohli byste si vzpomenout, že brom je deaktivující skupina. Jak tedy můžeme dělat Friedel-Craftsovu acylaci v přítomnosti deaktivující skupiny, i když je orto/para řídící? Zapamatujte si, že deaktivuje pouze slabě. A nelze dělat alkylaci nebo acylaci se středně nebo silně deaktivující skupinou. Ukazuje se tedy, že se slabě deaktivující skupinou reakce běží, a dostanete para produkt jako hlavní produkt reakce. Vím jistě, že trochu orto produktu by vzniklo také. Dobrá, takže poslední co zbývá je změnit benzen na brombenzen. A to je velmi jednoduché. Je to opět bromační reakce. Máme tedy brom a máme katalyzátor, naše syntéza je kompletní. Tentokrát tedy začínáme bromací a získáme brombenzen. Brom je orto/para řídící. Navede tedy tuto acylovou skupinu do para polohy jako hlavní produkt. A potom látku nitrujeme, máme orto/para direktor a meta direktor, což znamená, že nitro skupina skončí v této pozici. A máme to. Toto je tedy cesta, jak řešit syntetické příklady, retrosyntéza, myslet pozpátku, sledovat cílové molekuly. V dalším videu uděláme dva příklady, které budou možná trochu těžší.
video