Reakce Favorského

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 18. ledna 2021; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Favorského reakce je způsob syntézy 1-substituovaných propargylalkoholů adicí terminálních alkynů na karbonylovou skupinu. Objeven A. Favorskym v roce 1905 při studiu interakce fenylacetylenu s ketony v přítomnosti hydroxidu draselného [1] [2] .

Favorského reakce se používá jako metoda pro syntézu acetylenových alkoholů a α,β-nenasycených aldehydů a ketonů (přes Meyer-Schusterův přesmyk):

Mechanismus reakce

Reakce probíhá podle mechanismu nukleofilní adice na karbonylovou skupinu acetylenidového aniontu vzniklého in situ při deprotonaci terminálního alkynu:

{\mathsf {R^{1}R^{2}C{\text{=}}O+RC\equiv C^{-}\rightarrow R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv CR,\ \ R=H,Alk,Ar,OEt}}

Reakce se obvykle provádí se suspenzemi hydroxidu draselného nebo amidu sodného v aprotickém rozpouštědle (ether, benzen, dimethylformamid atd.) při teplotách od -70 do +40 °C, při použití nízkovroucích sloučenin nebo acetylenu - pod tlak 0,4-0,9 MPa. V některých modifikacích je místo acetylenu použit karbid vápníku (acetylenid) v přítomnosti hydroxidu draselného.

Výtěžky jsou 40-60 %.

Do reakce vstupují ketony a některé aldehydy, jako alkynová složka se používají jak substituované koncové alkyny (včetně heterosubstituovaných, např. ethoxyacetylen [3] ), tak acetylen. V druhém případě, v důsledku deprotonace výsledných 1,1-substituovaných propargylalkoholů a jejich interakce s karbonylovou sloučeninou, mohou také vznikat bis-adukty, acetylenické 1,4-dioly:

{\mathsf {R^{1}R^{2}C{\text{=}}O+HC\equiv C^{-}\rightarrow R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv CH}}

{\mathsf {R^{1}R^{2}C(O^{-})C\equiv CH+B^{-}\rightarrow R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\ekviv C^{-}+BH}}

{\mathsf {R^{1}R^{2}C(O^{-})\equiv C^{-}+R^{1}R^{2}C{\text{=} }O\arrowarrow R^{1}R^{2}C(O^{-})C\equiv C(O^{-})R^{1}R^{2}}}

V případě alifatických aldehydů je reakce komplikována aldolovou kondenzací za působení zásad, nicméně použití hexamethylfosfotriamidu jako kosolventu hydroxidu draselného umožňuje syntetizovat 1-monosubstituované propargylalkoholy ve výtěžcích až 70 % [4 ] .

Další modifikací Favorského reakce, která umožňuje provádět enantioselektivní adici alkynů na aldehydy, je použití triflátu zinečnatého jako katalyzátoru v přítomnosti (+)-N-methylefedrinu a trimethylaminu ve vlhkém toluenu; v tomto případě dosáhnout 96 % s enantioselektivitou 89–99 % [5••] .

Favorského reakce je reverzibilní, za bazických podmínek lze substituované propargylalkoholy rozštěpit na terminální alkyn a karbonylovou sloučeninu ( Favorského retroreakce ) [6] .

Syntetická aplikace

Terciární a sekundární acetylenické alkoholy získané ve Favorského reakci se přeskupují za podmínek kyselé katalýzy na α,β-nenasycené ketony a aldehydy ( Meyer-Schusterův přesmyk ):

Favorského retroreakce se používá při syntéze alkynů, zejména při zavádění acetylenové skupiny do Sonogashirovy reakce , kdy se jako alkynová složka používá komerčně dostupný 1,1-dimethylpropargylalkohol, po kterém se z výsledné 3 odštěpuje aceton . -substituovaný dimethylpropargylalkohol za vzniku cílového alkynu [7] :

{\mathsf {RX+HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\rightarrow RC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3 })_{2}OH+HX}}

{\mathsf {RC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\rightarrow RC\equiv CH+(CH_{3})_{2}C{\text {=}}O}}}

Průmyslové aplikace

Favorského reakce je základem jedné z metod používaných v průmyslu pro syntézu isoprenu , suroviny pro výrobu syntetických kaučuků. Samotný způsob syntézy isoprenu z acetylenu a acetonu navrhl sám Favorsky. Při této metodě se acetylen kondenzuje s acetonem za vzniku 1,1-dimethylpropargylalkoholu, následuje hydrogenace na dimethylvinylkarbinol, který se dále dehydratuje na isopren:

{\mathsf {(CH_{3})_{2}CO+HC\equiv CH\rightarrow HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH}}

{\mathsf {HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH{\xrightarrow[{}]{[H]}}H_{2}C{\ text{=}}CH{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH}}

{\mathsf {H_{2}C{\text{=}}CH{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\rightarrow CH_{2}{\text{= }}C(CH_{3})CH{\text{=}}CH_{2}}}

V průmyslu se využívá proces Snamprogetti/Enichem, při kterém se kondenzace acetonu a acetylenu provádí v kapalném čpavku při 10–40 °C pod tlakem 20–25 atm s hydroxidem draselným jako katalyzátorem [8] .

Viz také

↑ Favorsky, AE Působení hydroxidu draselného na směsi ketonů a fenylacetylenu (anglicky) // Zhurnal Russkago Fiziko-Khimicheskago Obshchestva : journal. - 1905. - Sv. 37 . - S. 643-645 .
↑ Favorsky, AE Action de la potasse caustique sur les mélanges des cétones avec le phénylacétylène (francouzsky) // Bulletin de la Société Chimique de France :časopis. - 1907. - Sv. 2 . - S. 1087-1088 .
↑ Heilbron, Ian; ERH Jones, M. Julia, BCL Weedon. 390. Studie v polyenové řadě. Část XXIX. Ethoxyacetylenické karbinoly a jejich přeměna na α,β-nenasycené aldehydy a kyseliny (anglicky) // Journal of the Chemical Society : deník. - Chemická společnost , 1949. - S. 1823 . — ISSN 0368-1769 . - doi : 10.1039/jr9490001823 .
↑ Favorskaya I. A., Shevchenko Z. A., Koshkina I. M. Zhokh. — 1967, 3, 2075.
↑ Boyall, děkan; Doug E. Frantz, Erick M. Carreira. Efektivní enantioselektivní přídavky terminálních alkynů a aldehydů za provozně vhodných podmínek // Organická písmena : deník. - 2002. - Sv. 4 , ne. 15 . - S. 2605-2606 . — ISSN 1523-7060 . - doi : 10.1021/ol026282k .
↑ Diederich, Francois; Petr Stang. Kovem katalyzované cross-coupling Reactions (neopr.) . - John Wiley & Sons , 2008. - S. 226-227. — ISBN 9783527612208 .
↑ Li, Jie Jack; Gordon W Gribble. Palladium v heterocyklické chemii: Průvodce pro syntetického chemika . - Elsevier , 2000. - S. 211. - ISBN 9780080437040 .
↑ Weissermel, Klaus; Hans-Jurgen Arpe. Průmyslová organická chemie (neopr.) . - John Wiley & Sons , 2008. - S. 117. - ISBN 9783527614592 .