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:8:25

Acetaly jako chránící skupiny a thioacetaly

Transkript

Už jsme si ukázali, jak připravit acetaly. Pokud začneme s aldehydem nebo s ketonem a přidáme přebytek alkoholu v kyselém prostředí, dojde ke vzniku acetalu. Mluvili jsme o způsobech jak zvýšit výtěžek acetalu odstraněním, v tomto případě, vody z reakce, aby se rovnováha reakce posunula doprava. Co se ale stane, když zvýšíme koncentraci vody? Řekněme, že zvýšíme koncentraci tohohle. Tím by se rovnováha posunula doleva a došlo by k hydrolýze acetalu, který by se přeměnil zpět na původní aldehyd nebo keton a alkohol. Jde o velmi užitečnou reakci, pokud chceme využít acetal jako chránící skupinu. Podívejme se na příklad hydrolýzy acetalu. Máme tenhle acetal nalevo, který je stejný jako ten, co jsme vytvořili v minulém videu. Podívejme se jak zjistit, které produkty bychom dostali hydrolýzou. Jako kyselý katalyzátor přidáme HCl a přidáme přebytek vody. Dostaneme náš původní aldehyd a alkohol. Podívejme se na strukturu acetalu. Tohle je nejdůležitější uhlík, zvýrazníme si ho jinou barvou. Tenhle růžový uhlík je tenhle, když se vrátíme nahoru. Víme, že je na něj připojený další uhlík, což je tato R skupina. Na uhlíku by také měl být vodík, to je tenhle přímo tady. Můžeme na to jít odzadu a všimneme si, že je tu R skupina a vodík, takže se vlastně jedná o aldehyd. Konkrétně se jedná o aldehyd se dvěma uhlíky. Jsou tu dva uhlíky, takže tímto produktem je acetaldehyd. Nakreslíme si acetaldehyd, tedy aldehyd se dvěma uhlíky. Víme, že dalším produktem musí být alkohol. Pokud se podíváme na strukturu acetalu, měli bychom přijít na to, o jaký druh alkoholu jde. Podívejme se na tuhle část molekuly, o které víme, že pochází z alkoholu. Stačí sem přidat vodík a máme strukturu alkoholu. Jde o čtyřuhlíkatý alkohol. Jedna, dva, tři, čtyři a to samé tady dole. Naším druhým produktem je tedy butanol. Máme ho dva ekvivalenty. Jeden, dva, tři, čtyři uhlíky. Pokud si pořádně prohlédneme acetal a zamyslíme se, odkud přišly jednotlivé části molekuly, můžeme snadno odhadnout produkty hydrolýzy acetalu. Podíváme se, jak bychom mohli tuto reakci využít, pokud bychom chtěli tuto molekulu syntetizovat. Chceme připravit tuto molekulu z této. Můžeme zjistit jak, když se podíváme na funkční skupiny. Tady nalevo máme keton a v produktu chceme také keton. Máme tu nalevo také karboxylovou kyselinu a v produktu alkohol. Zamyslíme se jak provést tuto transformaci. Mohli bychom zredukovat karboxylovou kyselinu na alkohol. Toho by se dalo docílit například tetrahydridohlinitanem lithným. To by nás mohlo napadnout. Mohli bychom chtít přidat tetrahydridoboritan lithný v prvním kroku a ve druhém kroku přidat zdroj protonů, abychom naprotonovali alkoxidový anion. Tím by vznikl alkohol. Je tu ale jeden problém. Tetrahydridoboritan lithný by zredukoval keton na sekundární alkohol. Tohle by nefungovalo. Nejdříve musíme ochránit keton a až potom použít tetrahydridoboritan lithný. Jako chránící skupinu ketonu použijeme samozřejmě acetal. Použijeme ethylenglykol. Pokud necháme zreagovat výchozí látku s ethylenglykolem a použijeme kyselý katalyzátor, dostaneme acetal. Ethylenglykol bude reagovat s ketonem v této části molekuly a vznikne acetal. Dokonce vznikne cyklický acetal. Nalevo stále máme karboxylovou kyselinu. Napravo teď máme kyslík navázaný na uhlík, druhý kyslík navázaný na tento uhlík a tyto uhlíky jsou samozřejmě propojené. Toto je náš cyklický acetal, který vznikl z kyslíku, uhlíku, uhlíku a kyslíku. Tenhle kyslík, tenhle uhlík, tenhle uhlík a tenhle kyslík. Acetaly jsou stabilní v zásaditém prostředí, takže nyní už můžeme přidat tetrahydridoboritan lithný. Dojde k redukci karboxylové skupiny. V dalším kroku přidáme zdroj protonů a můžeme přidat přebytek vody. Naprotonujeme alkoxidový anion a vznikne alkohol. Můžeme to také provést v přebytku vody, který v kyselém prostředí zhydrolyzuje náš acetal. Dojde k hydrolýze cyklického acetalu a dostaneme původní keton. Přišli jsme na to jak připravit tento produkt. To je jeden způsob jak využít acetal jako chránící skupinu. Podívejme se na jiný typ reakce. Tohle je příprava thioacetalu. Jde o analogickou reakci k přípravě acetalu. Začneme s aldehydem nebo s ketonem a tentokrát vezmeme thiol místo alkoholu. Místo kyslíku tu budeme mít síru. Potřebujeme kyselé podmínky reakce a dokonce můžeme použít fluorid boritý, který se zachová jako Lewisova kyselina, katalyzátor této reakce. Produktem této reakce bude thioacetal. Opět tu máme R'' skupinu z thiolu a tady máme síru místo kyslíku. A máme tu dva thioly, aby vznikl acetal. Důvodem, proč využít thioacetal místo acetalu, je například to, že thioacetaly podléhají další reakci, kterou můžeme v této transformaci využít. Chceme se dostat z látky nalevo k produktu napravo. Vidíme, že jsme zredukovali keton, aby vznikl cyklohexan. Musíme zredukovat keton. Prvním krokem této přeměny je tvorba thioacetalu. Je to analogická reakce k přípravě acetalu. Tentokrát použijeme místo diolu něco se dvěma SH skupinami. Máme tu dithiol. Využijeme tu kyselé prostředí. Připravíme cyklický thioacetal. Velmi podobné tomu, co jsme už udělali předtím. Máme tu kruh, karboxylová kyselina zůstává nedotčena. Místo kyslíku přímo navázaného na kruh tu máme síru. A na téhle straně to samé, síra. A potom dva uhlíky. Podívejme se na atomy, které tu máme. Síra, uhlík, uhlík a síra. A tady je síra, uhlík, uhlík a další síra, cyklický thioacetal. Existuje reakce, díky které vytvoříme z této molekuly cílovou látku. K této reakci potřebujeme speciální druh niklu, takzvaný Raneyův nikl. Je to speciální typ velmi jemného práškového niklu, který už adsorboval nějaký vodík. Díky tomu předá nějaké vodíky tomuto uhlíku. Přidáme dva vodíky k tomuto uhlíku. Jak můžeme vidět, zredukovali jsme thioacetal a máme produkt. Toto je další způsob, jak zredukovat keton na alkan. Lze toho dosáhnout i jinak. Tohle je nástroj, který můžeme využít při řešení syntetických reakcí.