Nucleofiele additie vs A-deprotonering

Rightsaidfred

Bij carbonylverbindingen zijn er dus twee belangrijke reacties die je kan toepassen: An en deprotonering op de alpha plaats. Maar ik vraag me af hoe je weet wat nu just zal gebeuren?

Stel dat je een vrij sterke base toevoegt aan een aldehyde, neem ik aan dat de carbonylgroep niet zal worden aangevallen maar dat de alpha plaats gedeprotoneerd zal worden. Maar gebeurt dat ook bij pakweg carbonzuren? Zijn daar min of meer algemene regels voor?

Mijn 'denkwijze' is op dit moment dat een base (bv -OEt) eerder zal deprotoneren, en een nucleofiel (bv H2O of HOEt?) eerder de carbonyl zal aanvallen. Maar ik heb geen idee of dit steeds het geval is.

Typhoner

Rightsaidfred schreef: Bij carbonylverbindingen zijn er dus twee belangrijke reacties die je kan toepassen: An en deprotonering op de alpha plaats. Maar ik vraag me af hoe je weet wat nu just zal gebeuren?

Stel dat je een vrij sterke base toevoegt aan een aldehyde, neem ik aan dat de carbonylgroep niet zal worden aangevallen maar dat de alpha plaats gedeprotoneerd zal worden. Maar gebeurt dat ook bij pakweg carbonzuren? Zijn daar min of meer algemene regels voor?

Mijn 'denkwijze' is op dit moment dat een base (bv -OEt) eerder zal deprotoneren, en een nucleofiel (bv H2O of HOEt?) eerder de carbonyl zal aanvallen. Maar ik heb geen idee of dit steeds het geval is.

Beiden zullen vaak gebeuren. Je reactieomstandigheden zullen bepalen wat van belang is.

Voorbeeld: ik wil een ester deproneren. Welke base ga ik gebruiken? Als ik gewoon hydroxide gebruik, ga ik ook mijn ester verzepen! Als mijn ester bijvoorbeeld een etylester is, kan ik ethoxide als base gebruiken: als ethoxide aanvalt op de carbonyl en een substitutie uitvoert, krijg ik hetzelfde ester als voorheen. Daarom zal alleen de deprotonering van belang zijn voor mij.

Bij een aldehyde kan je natuurlijk perfect additie van vanalles krijgen (water, OH-, alcoholen, alkoxiden), maar die dingen zijn zelden stabiel, en je krijgt altijd een evenwicht tussen het aldehyde en het andere.

M.a.w.: als je bij een aldehyde een base kiepert, ga je een zekere fractie deprotoneren, en die kan allerlei reacties gaan doen, zoals aldoladdities e.d.

Voor een carbonzuur is het iets anders: het proton op alfa is zuur, maar dat op OH nog veel zuurder!

Rightsaidfred

Bedankt voor de uitleg!

Dus als ik een carbonzuur wil alfa-deprotoneren, kan ik het bijvoorbeeld eerst beschermen met methoxide, en dan de alfa deprotoneren met die methoxide? En dan waarschijnlijk zuur en water toevoegen om terug naar het carbonzuur te gaan?

Typhoner

Rightsaidfred schreef: Bedankt voor de uitleg!

Dus als ik een carbonzuur wil alfa-deprotoneren, kan ik het bijvoorbeeld eerst beschermen met methoxide, en dan de alfa deprotoneren met die methoxide? En dan waarschijnlijk zuur en water toevoegen om terug naar het carbonzuur te gaan?

Ik zou het inderdaad eerst veresteren. Dan kan je deprotoneren, doen wat je daarmee wil doen, en dan teruggaan.

Een typische syntheseweg naar carbonzuren is vanuit een ester van malonzuur, dat deprotoneren en er op alfa een alkylgroep aanhangen (via een substitutie door het enolaat op een alkylerend reagens). Vervolgens hydrolyseer je het ester, en decarboxyleert men één van de carbonzuurgroepen.

jhullaert

Mijn 'denkwijze' is op dit moment dat een base (bv -OEt) eerder zal deprotoneren, en een nucleofiel (bv H2O of HOEt?) eerder de carbonyl zal aanvallen. Maar ik heb geen idee of dit steeds het geval is.

De begrippen nucleofiel en base lopen door elkaar, je kan deze niet apart beschouwen. Een sterkere base zal meestal ook een sterker nucleofiel zijn. De sterkte van de binding C-Nu ten opzichte van de de dubbele binding in de carbonyl is een andere factor.

Bij carbonylverbindingen zijn er dus twee belangrijke reacties die je kan toepassen: An en deprotonering op de alpha plaats. Maar ik vraag me af hoe je weet wat nu just zal gebeuren?

Wel hiervoor moet je met het nucleofiel rekening houden en ook met het acyl/carbonyl waarop de additie zal plaatsvinden.

Wat gaat er nu juist gebeuren? Beide reacties zullen altijd plaatsvinden maar wat we willen weten is of de reactie aflopen zal zijn, een evenwichtsreactie met het evenwicht naar rechts of het evenwicht naar links zodat er bijna niks van het gewenste product gevormd wordt.

Als één van de twee reacties in competitie aflopend gebeurt en de andere in evenwicht dan zal er uiteindelijk (bijna volledig) maar één product gevormd worden. Bij ketonen is dit zo met amide basen (pKa = 35) zoals LDA. Hiermee gebeurt enkel deprotonatie waardoor deze uitermate geschikt zijn wanneer we een enolaat nodig hebben. Koolstofnucleofielen (pka= 25 (sp) =43 (sp² en 50!!! (sp³)) zullen voor zowel aflopende deprotonatie en additie zorgen. (je krijgt dus een mengsel) En alkoxide basen (pKa = 15) doen bij elektronen beiden in evenwicht. Je krijgt dus een evenwichtsmengsel.

Als we een nucleofiele acyl substitutie willen doen zullen we bijna altijd kiezen om gebruik te maken van een zuurchloride, omdat die zo reactief zijn. Zachte nucleofielen, harde nucleofielen alles zal adderen aan de carbonylkoolstof en Cl^- is een zeer goede leaving group waardoor het proces irreversibel verloopt.

Ik zou het inderdaad eerst veresteren. Dan kan je deprotoneren, doen wat je daarmee wil doen, en dan teruggaan.

Dat zou ik niet doen. De pKa van esters ligt hoger dan van anhydriden of zuurchloriden. Bij zuurchloriden loop je wel het risico op keteen vorming wanneer je er een sterke base bijgooit. Daarom zorgt men hier voor enolvorming in zuur milieu. (HCl)

Het hangt dus een beetje af van wat je met die carboxyenolvorm wilt gaan doen.

alfa chlorering wordt altijd uitgevoerd met het acylchloride dat in situ wordt gevormd door reactie met thionylchloride.

Aldol reacties soms met azijnzuuranhydride.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Nucleofiele additie vs A-deprotonering

Nucleofiele additie vs A-deprotonering

Re: Nucleofiele additie vs A-deprotonering

Re: Nucleofiele additie vs A-deprotonering

Re: Nucleofiele additie vs A-deprotonering

Re: Nucleofiele additie vs A-deprotonering