Question:
Synthèse catalysée par l'acide de l'éthoxyméthylènemalonate d'éthyle
CHM
2012-04-26 05:27:07 UTC
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Une synthèse de quinolones commence par la formation d'un éthoxyméthylènemalonate d'éthyle , comme le montre cette Synthèses organiques papier.

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On m'a demandé si le dérivé du malonate serait formé si le méthylmalonate a été traité avec de l ' orthoformiate de triméthyle avec une quantité catalytique de $ \ mathrm {H ^ +} $, sans chauffage. La nature du solvant n'est pas mentionnée, mais je suppose que la réaction est réalisée en milieu non aqueux avec une résine échangeuse d'ions, car je pense que l ' orthoformiate de triméthyle agit comme un piège à eau.

Mon intuition est qu'il ne devrait pas y avoir une quantité importante de produit formé. Nous avons affaire à un méthylène activé , pourquoi ne pas simplement utiliser une base puis poursuivre notre ajout? Je ne peux pas imaginer comment, dans des circonstances normales, le produit d'élimination éthoxyméthylènemalonate d'éthyle sera formé.

Comment cette réaction peut-elle se produire d'une manière mécanistiquement raisonnable?

Vous utilisez de l'orthoformiate de * triéthyle *, et non de l'orthoester de triméthyle. C'est de là que vient le groupe suspendu. S'il ne s'agissait que d'un agent de piégeage d'eau, je suppose que les gens d'OrgSyn auraient eu le bon sens de mettre la chose dans une flèche à la place sur le côté gauche de la réaction.
L'éthyle, le méthyle, le propyle, etc. n'a pas d'importance ici. Je peux concevoir un mécanisme, mais il faudrait que je fournisse de la chaleur pour que cela fonctionne, car il s'agit d'une élimination. Je me demande simplement s'il y a une chimie inconnue pour moi à l'œuvre pour que l'élimination se fasse sans chauffage.
Un répondre:
#1
+9
Philipp
2012-05-12 19:17:31 UTC
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Ok, je vais essayer ma main sur le mécanisme. A mon avis, la réaction devrait fonctionner avec une quantité catalytique de $ \ ce {H +} $ puisque l'étape clé de la réaction est l'hydrolyse de l'orthoester. C'est une réaction entropiquement très favorable car à partir d'une molécule de réactif, vous obtenez deux molécules de produit.

La molécule résultante est extrêmement réactive. Ainsi, il peut facilement réagir avec le malonate énolisé. L'énolisation peut être facilitée par le $ \ ce {ZnCl2} $ et / ou le chat. $ \ ce {H +} $. (Je ne suis pas tout à fait sûr que $ \ ce {ZnCl2} $ joue vraiment le rôle que je lui ai donné ci-dessous dans cette réaction. Donc, si quelqu'un connaît de bons arguments contre, s'il vous plaît laissez Je sais.)

Le produit protoné peut alors participer à une réaction d'élimination $ \ mathrm {E} 1 $ pour donner l'éthoxyméthylènemalonate d'éthyle. Le carbocation qui résulte lorsque $ \ ce {EtOH} $ quitte la molécule est stabilisé par le groupe éthoxy voisin. L'hydrogène sur l'atome de carbone central est très acide, car il est placé entre trois groupes carboxylate, de sorte qu'il peut même être éliminé par des molécules plutôt non basiques, par ex. par un $ \ ce {EtOH} $, un malonate ou une autre molécule.

Voilà pour le mécanisme catalysé par l'acide. Maintenant, pour la question, pourquoi on n'utilise pas simplement une base pour faciliter l'ajout du composé méthylène activé. Eh bien, cela est dû au fait que les orthoesters sont assez stables contre l'hydrolyse basique. Ainsi, dans des conditions basiques, vous n'obtenez pas le composant carbonyle de la réaction d'addition.

Cela semble plausible. Je suis juste surpris de voir E1 se produire sans chaleur. Merci Monsieur.
@CHM: Ok, je vais essayer d'expliquer pourquoi je pense que cela fonctionne. L'étape de détermination de la vitesse du mécanisme E1 se produit lorsque le groupe partant quitte la molécule, formant ainsi un carbocation. Puisque cette étape est très facilitée (c'est-à-dire que la barrière d'activation est considérablement abaissée) par la stabilisation du carbocation intermédiaire par le groupe éthoxy, moins de chaleur que la normale sera nécessaire pour permettre à la réaction de se produire à une vitesse raisonnable. La température ambiante pourrait donc suffire.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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