If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Pokud používáš webový filtr, ujisti se, že domény: *.kastatic.org and *.kasandbox.org jsou vyloučeny z filtrování.

Hlavní obsah
Aktuální čas:0:00Celková doba trvání:12:08

Syntéza alkoholů za použití Grignardových činidel II

Transkript

V předchozím videu jsem si ukázali, jak připravit Grignardova činidla a jak použít Grignardova činidla pro přípravu primárních, sekundárních a terciálních alkoholů. V tomto videu se podíváme na retrosyntézu alkoholů, jak přemýšlet odzadu a jak přijít na to, jaké Grignardovo činidlo potřebujeme k syntéze daného alkoholu. Potom se podíváme i na reakce Grignardových činidel s estery. Tady je náš alkohol. Zkusíme přemýšlet odzadu. Použijeme retrosyntézu, abychom přišli na to, jak udělat tento alkohol s použitím Grignardova činidla. Ve skutečnosti je několik způsobů, jak to udělat. Pokud mechanismu rozumíme opravdu dobře, víme, že na původně karbonylový uhlík musíme přidat alkylovou skupinu. Karbonylový uhlík byl ten, který je připojený na kyslík. Pokud přemýšlíme odzadu, tohle musí být karbonylový uhlík. Tohle musí být on. Přidali jsme alkylovou skupinu na tento karbonylový uhlík. Pokud přemýšlíme od konce, můžeme rozpojit vazbu. Tady vznikne alkylová skupina. Řekneme, že je to tahle methylová skupina. Rozpojíme tuhle vazbu a díky tomu přijdeme na výchozí látky. Tohle je vazba, která na začátku reakce neexistuje. Tady máme benzen. Benzenový kruh je přímo napojen na původně karbonylový uhlík. Nakreslíme si sem karbonylový uhlík. Tahle ethylová skupina tu stále je. Co jsme v mechanismu přidali, byla methylová skupina. Methylová skupina musela přijít z Grignardova činidla. Napíšeme si sem Grignardovo činidlo,' musí obsahovat methylovou skupinu, takže methylmagnesiumbromid. Ten jsme používali v příkladech v předchozím videu. Tyto dvě molekuly napravo jsou výchozí látky pro syntézu alkoholu nalevo. Pokud si nejste jisti, zkuste přemýšlet zase dopředu. Můžete se zamyslet sami. Z minulého videa víme, že tato methylová skupina je záporně nabitá a je to karbanion. Ten napadne karbonylový uhlík. Tyto elektrony přeskočí na kyslík. V prvním kroku jsme přidali reaktanty, Grignardovo činidlo a keton tady nahoře, a jako rozpouštědlo !musíme použít ether. Ve druhém kroku potřebujeme naprotonovat alkoxid, aby došlo ke vzniku alkoholu nalevo. Potřebujeme H₃O⁺. Takhle přemýšlíme od konce, snažíme se přijít, jaké výchozí látky byly použity k syntéze alkoholu nalevo. Tohle není jediný způsob, jak to udělat. Překreslíme si alkohol a podíváme se na další způsob, jak syntetizovat ten stejný alkohol. Překreslíme si alkohol nalevo. Jak bychom ho mohli připravit jinak? Tady je požadovaný alkohol. Nejdříve si musíme určit karbonylový uhlík. Bude to ten připojený na kyslík. Je na něj připojených několik alkylových skupin, takže tentokrát odpojíme nějakou jinou. Tentokrát odpojíme alkylovou skupinu napravo. Přemýšlíme retrosynteticky, to znamená od konce. Nakreslíme si karbonylovou sloučeninu. Benzenového kruhu jsme se nedotkli. Červený uhlík se stane karbonylovým uhlíkem. Co je připojeno ke karbonylu? Bude to methylová akupina. Tentokrát tu methylová skupina zůstala. Jaká tedy bude alkylová skupina, kterou sem připojíme? Bude to ethylová skupina, kterou jsme napravo oddělili. Grignardovo činidlo bude zdrojem ethylové skupiny. Nakreslíme si ethylovou skupinu připojenou na hořčík. Bude to tedy ethylmagnesiumbromid. Tohle nám dá alkohol nalevo. Pořád je stejný koncept, stejný mechanismus. Uhlík tady skončí připojený na karbonyl, elektrony vykopne pryč. Znovu si musíme připomenout, že prvni krok syntézy se dělá v diethyletheru. Ve druhém kroku dojde k protonaci a vzniku alkoholu. Podíváme se ještě na jeden způsob, jak připravit tenhle alkohol. V tuhle chvíli se nezabýváme stereospecifitou. Tenhle uhlík je chirální centrum. Zabýváme se pouze syntézou alkoholů, nikoli stereochemií produktů. Začneme s benzenovým kruhem a připravíme stejný alkohol. Opět se zkusíme zamyslet od konce. Víme, že tohle je náš karbonylový uhlík. Tentokrát rozpojíme tuto vazbu. Toto je alkylová skupina, kterou budeme přidávat jako Grignardovo činidlo. Tohle je třetí způsob. Tentokrát jsme odpojili benzenový kruh. Tentokrát je naše Grignardovo činidlo tohle. Tenhle uhlík v benzenovém kruhu ¨ bude iontově připojen k hořčíku, takže MgBr. Tomuhle říkáme fenylová skupina, takže dostaneme fenylmagnesiumromid. Napravo vidíme kostru ketonu, který použijeme. Takhle vypadá ten karbonyl. Na levé straně máme methylovou skupinu a na druhé straně ethylovou skupinu. Když smícháme tyhle dva dohromady v etheru a pak to naprotonojeme, získáme výchozí alkohol. Tři různé cesty jak syntetizovat ten samý alkohol. Je to jen o zamyšlení se nad tím, kterou alkylovou skupinu můžeme připojit. Podíváme se na obecnou reakci Grignardových činidel s estery. Tohle je naše Grignardovo činidlo a tentokrát ho necháme reagovat s esterem. Napíšeme si tu R' a tady dáme R'', abychom je rozlišili od R skupiny v Grignardově činidle. Ve druhém kroku opět přidáme H₃O⁺. V tomto případě dojde k adici Grignardova činidla na karbonyl dvakrát. Uhlík připojený na OH... Toto je další způsob přípravy alkoholu. ...na sobě stále bude mít napojené R'. R skupina je z Grignardova činidla a připojí se dvakrát. Pokud se podíváte sem, zjistíte, že R' skupina a tenhle uhlík přišly z esteru. Kyslík je tady. Tato R skupina z Grignardova činidla se naaduje dvakrát v průběhu mechanismu. Podívejme se teď blíže na mechanismus. Začneme s esterem. R', C dvojná vazba O, O, R''. Nakreslíme si sem volné elektronové páry. V minulém videu jsme viděli, že vazba uhlík-kyslík v karbonylu je polarizovaná. Kyslík má částečně záporný náboj a uhlík částečně kladný náboj. Uhlík má parciální kladný náboj, proto se chová jako elektrofil. Zdrojem elektronů je Grignardovo činidlo, protože v Grignardově činidle je R skupina karbanion. Tato R skupina je záporně nabitá. To jsme si ukázali v minulém videu. R se dvěma elektrony kolem má formální záporný náboj −1, což z něj dělá karbanion, který je velmi dobrým nukleofilem. Nukleofil napadne náš elektrofil. Opačné náboje se přitahují. Nukleofil zaútočí. Tyhle elektrony přeskočí na kyslík v prvním kroku mechanismu. Nyní máme R', uhlík s kyslíkem tady nahoře. Má kolem sebe tři elektronové páry, které mu dávají formální záporný náboj −1. Tady napravo máme kyslík s R'' a volné elektronové páry. Tady dole máme připojenou R skupinu. V dalším kroku mechanismu se volné elektronové páry přesunou sem a znovu vytvoří pí vazbu, a vznikne dvojná vazba. Díky tomu přeskočí tyto elektrony na kyslík, protože uhlík nemůže mít pět vazeb. Nakreslíme si produkt. Znovu vzniká karbonyl, k němu je stále připojeno R'. Na karbonyl jsme právě přidal R skupinu a odstupující skupinou je alkoxid. R'' na kyslíku s formálním záporným nábojem −1. Nyní máme keton. Pokud máme přebytek Grignardova činidla, napadne Grignardovo činidlo tento keton. Znovu přijde jeden molární ekvivalent karbaniontu z Grignardova činidla a napadne karbonylový uhlík, přesně jako předtím. Vykopne tyhle elektrony na kyslík. Udělám si tu prostor, abychom si mohli ukázat, co se stane. Náš další meziprodukt bude mít R' připojené na uhlík. Kyslík nahoře má tři volné elektronové páry a formální záporný náboj −1. Už jsme přidali jednu R skupinu, přidáme další R skupinu z Grignardova činidla. V posledním kroku dojde k acidobazické reakci. Přidáme H₃O⁺. To nám dovolí naprotonovat alkoxid. Volný elektronový pár si vezme proton, tyto elektrony se přesunou a máme produkt. R', uhlík navázán na kyslík s vazbou na vodík, dva volné elektronové páry a potom dvě R skupiny, které přišly z Grignardova činidla. Připravili jsme alkohol. Podívejme se na reakci. Pojďme nechat zreagovat ester s přebytkem Grignardova činidla a uvidíme, co dostaneme jako produkt. Nalevo si nakreslíme hezký jednoduchý ester. To je on. V prvním kroku přidáme přebytek methylmagnesiumbromidu. Ve druhém kroku přidáme H₃O⁺. Zamyslíme se nad tím, co se stane. Už známe mechanismus. Tato záporně nabitá methylová skupina, karbanion, se naaduje na uhlík. Tohle odejde, stane se to odstupující skupinou. A reakce se zopakuje. Reakce proběhne znovu, přidáme další methylovou skupinu a dojde k protonaci a vzniku alkoholu. Při kreslení produktu si musíme uvědomit, že tato část pochází z esteru. Víme, že dojde k vytvoření alkoholu a že navážeme methylovou skupinu dvakrát. Musíme tedy akorát dát dvě methylové skupiny. Vznikne nám terciární alkohol. Uhlík je navázán na tři další uhlíky. To je všechno ke Grignardovým činidlům a různým způsobům přípravy alkoholů.