Reacția lui Favorsky

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 18 ianuarie 2021; verificarea necesită 1 editare .

Reacția Favorsky este o metodă pentru sinteza alcoolilor propargilici 1-substituiți prin adăugarea de alchine terminale la o grupare carbonil. Descoperit de A. Favorsky în 1905 în timp ce studia interacțiunea fenilacetilenei cu cetonele în prezența hidroxidului de potasiu [1] [2] .

Reacția Favorsky este utilizată ca metodă pentru sinteza alcoolilor acetilenici și aldehidelor și cetonelor α,β-nesaturate (prin rearanjarea Meyer-Schuster):

Mecanismul de reacție

Reacția se desfășoară conform mecanismului de adăugare nucleofilă la gruparea carbonil a anionului acetilenidă format in situ în timpul deprotonării alchinei terminale:

{\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}}

Reacția se efectuează de obicei cu suspensii de hidroxid de potasiu sau amidă de sodiu într-un solvent aprotic (eter, benzen, dimetilformamidă etc.) la temperaturi de la -70 la +40 ° C, atunci când se utilizează compuși cu punct de fierbere scăzut sau acetilenă - sub o presiune de 0,4-0,9 MPa. În unele modificări, în loc de acetilenă, se folosește carbura de calciu (acetilenidă) în prezența hidroxidului de potasiu.

Randamentele sunt de 40-60%.

Cetonele și unele aldehide intră în reacție, ambele alchine terminale substituite (inclusiv cele heterosubstituite, de exemplu, etoxiacetilena [3] ) și acetilena sunt utilizate ca componentă alchină. În acest din urmă caz, datorită deprotonării alcoolilor propargilici 1,1-substituiți rezultați și a interacțiunii lor cu compusul carbonil, se pot forma, de asemenea, bis-aducti, 1,4-dioli acetilenici:

{\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\equiv C^{-}+BH}}

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

În cazul aldehidelor alifatice, reacția este complicată de condensarea aldolică sub acțiunea bazelor, totuși, utilizarea hexametilfosfotriamidei ca cosolvent al hidroxidului de potasiu face posibilă sinteza alcoolilor propargilici 1-monosubstituiți cu randamente de până la 70% [4]. ] .

O altă modificare a reacției Favorsky, care face posibilă adăugarea enantioselectivă de alchine la aldehide, este utilizarea triflatului de zinc ca catalizator în prezența (+)-N-metilefedrinei și trimetilaminei în toluen umed; randamentele în acest caz ajunge la 96% cu o enantioselectivitate de 89–99% [5 ] .

Reacția Favorsky este reversibilă; în condiții de bază, alcoolii propargilici substituiți pot fi împărțiți într-o alchină terminală și un compus carbonil ( retroreacția Favorsky ) [6] .

Aplicație sintetică

Alcoolii acetilenici terțiari și secundari obținuți în reacția Favorsky sunt rearanjați în condițiile catalizei acide în cetone și aldehide α,β-nesaturate ( rearanjare Meyer-Schuster ):

Retroreacția Favorsky este utilizată în sinteza alchinelor, în special, atunci când se introduce o grupare acetilenică în reacția Sonogashira , când alcoolul 1,1-dimetilpropargilic disponibil comercial este utilizat ca component alchinic, după care acetona este separată de 3 rezultate. - alcool dimetilpropargilic substituit pentru a forma alchina țintă [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}}}

Aplicații industriale

Reacția Favorsky stă la baza uneia dintre metodele utilizate în industrie pentru sinteza izoprenului , o materie primă pentru producția de cauciuc sintetic. Însăși metoda pentru sinteza izoprenului din acetilenă și acetonă a fost propusă de însuși Favorsky. În această metodă, acetilena este condensată cu acetonă pentru a forma alcool 1,1-dimetilpropargilic, urmată de hidrogenare la dimetilvinilcarbinol, care este deshidratat în continuare la izopren:

{\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}}}

În industrie se folosește procedeul Snamprogetti/Enichem, în care condensarea acetonei și acetilenei se realizează în amoniac lichid la 10–40 °C sub o presiune de 20–25 atm cu potasiu caustic ca catalizator [8] .

Vezi și

↑ Favorsky, AE Acțiunea hidroxidului de potasiu asupra amestecurilor de cetone și fenilacetilenă (engleză) // Zhurnal Russkago Fiziko-Khimicheskago Obshchestva : journal. - 1905. - Vol. 37 . - P. 643-645 .
↑ Favorsky, AE Action de la potasse caustique sur les mélanges des cétones avec le phénylacétylène (franceză) // Bulletin de la Société Chimique de France :revistă. - 1907. - Vol. 2 . - P. 1087-1088 .
↑ Heilbron, Ian; ERH Jones, M. Julia, BCL Weedon. 390. Studii în seria polienelor. Partea XXIX. Carbinoli etoxiacetilenici și conversia lor în aldehide și acizi α,β-nesaturați (engleză) // Journal of the Chemical Society : jurnal. - Societatea de Chimie , 1949. - P. 1823 . — ISSN 0368-1769 . - doi : 10.1039/jr9490001823 .
↑ Favorskaya I. A., Shevchenko Z. A., Koshkina I. M. Zhokh. — 1967, 3, 2075.
↑ Boyall, Dean; Doug E. Frantz, Erick M. Carreira. Adăugări enantioselective eficiente de alchine terminale și aldehide în condiții convenabile din punct de vedere operațional // litere organice : jurnal. - 2002. - Vol. 4 , nr. 15 . - P. 2605-2606 . — ISSN 1523-7060 . - doi : 10.1021/ol026282k .
↑ Diederich, Francois; Peter Stang. Reacții de cuplare încrucișată catalizate de metal (neopr.) . - John Wiley & Sons , 2008. - S. 226-227. — ISBN 9783527612208 .
↑ Li, Jie Jack; Gordon W Gribble. Paladiu în chimia heterociclică: un ghid pentru chimistul sintetic . - Elsevier , 2000. - P. 211. - ISBN 9780080437040 .
↑ Weissermel, Klaus; Hans-Jurgen Arpe. Chimie organică industrială (neopr.) . - John Wiley & Sons , 2008. - P. 117. - ISBN 9783527614592 .