ö intensively used for the ascertainment of the...
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Problem 18. Essential ozone
Until NMR became the main method for the determination of structures of organic molecules, the ozonolysis reaction, disclosed by Schönbein in 1840, was
intensively used for the ascertainment of the unsaturated bond(s) position(s) in
molecules. Imagine that you are in a similar situation (but with modern reagents).
You have found that some hydrocarbon C10H16 participates in the transformations
given in Scheme 1.
1. Determine the structural formulae of the hydrocarbon C10H16 and the molecules A–D
accounting for the fact that compounds C and D are isomers of the initial hydrocarbon; the
ozonolysis of C followed by the treatment of the reaction mixture with alkaline H2O2
produces a single product while the same transformations of D afford two compounds.
Some other hydrocarbon E (ωC = 90.6%) under ozonolysis (1. O3, CH2Cl2, –78 oC; 2. Me2S)
forms three carbonyl compounds – F (C2H2O2), G (C3H4O2), and H (C4H6O2) in a ratio of 3:2:1.
Initial hydrocarbon E doesn’t decolorize bromine water.
2. Write down the structural formulae of hydrocarbon E and products of its ozonolysis F–H.
Hydrocarbon I having center of symmetry was used as an initial material in the total synthesis of
pentalenene (Scheme 2):
The ozonolysis of hydrocarbon I furnishes a single compound P or Q depending on the
treatment of the ozonolysis product. Under treatment with I2 and NaOH, compound Q
forms a yellow precipitate containing 96.7% of iodine. Under basic conditions
compound Q is transformed into compound R containing 4 types of hydrogen atoms (4
signals in 1H NMR spectrum with integral intensity of signals 1:1:2:2). Molecular formula
of R is C5H6O. Molecule of compound N has bicyclic framework containing R as a
fragment. Molecule of O consists of three rings.
3. Descript the scheme of the synthesis of pentalenene.
R containing 4 types of hydrogen atoms (4
signals in 1H NMR spectrum with integral
intensity of signals 1:1:2:2).
OCTAHIDRONAFTALENO
FORMACIÓN DE UN UNICO PRODUCTO PRODUCTO SIMÉTRICO CICLODECA-1.6-DIENO
FORMACIÓN DE DOS PRODUCTOS PRODUCTO NO SIMÉTRICO CICLODECA-1.5-DIENO
C = 90.6% H = 9.4%, C = 90.6 g H = 8,4
moles C = 7.5431 H = 9.3254 NORMALIZANDO: C = 1.0000 H = 1.2363
FORMULA EMPÍRICA (C4H5)n
NO DECOLORA AGUA DE BROMO: NO ES UN ALQUENO, DEBE SER UN
COMPUESTO AROMÁTICO
(C4H5)n, n = 2, C8H10
Posibilidades:
Some other hydrocarbon E (ωC = 90.6%) under ozonolysis (1. O3, CH2Cl2, –78 oC;
2. Me2S) forms three carbonyl compounds – F (C2H2O2), G (C3H4O2), and H
(C4H6O2) in a ratio of 3:2:1. Initial hydrocarbon E doesn’t decolorize bromine water.
ETILBENCENO
DOS PRODUCTOS
OZONÓLISIS: 2 SERIES DE PRODUCTOS YA QUE
HAY DOS ESTRUCTURAS DE LEWIS PARA UNA MOLÉCULA DADA
XILENOS
The ozonolysis of hydrocarbon I furnishes a single compound P or Q depending on the
treatment of the ozonolysis product. Under treatment with I2 and NaOH, compound Q
forms a yellow precipitate containing 96.7% of iodine. Under basic conditions
compound Q is transformed into compound R containing 4 types of hydrogen atoms (4
signals in 1H NMR spectrum with integral intensity of signals 1:1:2:2). Molecular formula
of R is C5H6O. Molecule of compound N has bicyclic framework containing R as a
fragment. Molecule of O consists of three rings.
3. Descript the scheme of the synthesis of pentalenene.
R containing 4 types of
hydrogen atoms (4 signals in 1H-NMR spectrum with
integral intensity of signals
1:1:2:2).
Proceso Wacker
Proceso Wacker o el proceso Hoechst-Wacker
Oxigeno en presencia de agua
Problem 19. Two in one Ellagic acid and its family exhibit antioxidant, anti-cancer, and other types of biological activity. Very recently, the first total synthesis of nigricanin, one of the ellagic acid congeners, was described (Scheme 1).
Decipher this scheme. Write down the structural formulae of compounds A–K accounting for the facts that F and G are isomers; molecular formulae of D and E are C21H17IO4 and C37H31IO7, respectively.
nigricanin
EDC = 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC, EDAC or EDCI). Carbodiimida
soluble en agua Oxidación de Pinnick-Lindgren
Esterificación de Mitsunobo
Arilación de Heck
Hidrogenólisis y formación del cetal
EDC = 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC, EDAC or EDCI). Carbodiimida
soluble en agua Oxidación de Pinnick-Lindgren
Esterificación de Mitsunobo
Arilación de Heck
Hidrogenólisis y formación del cetal
NaClO2
Clorito de sodio
Ácido cloroso
Alqueno de sacrificio
Oxidación de Pinnick, también conocida como la oxidación de Lindgren
Problem 23. Synthesis of large rings. The magic or routine work?
The synthesis of large rings is a challenging problem of the synthetic organic chemistry. On the contrary, Nature solves this problem efficiently. Thus, various fungus produce macrolactone polyketides. One of them, Macrosphelide A, attracts attention as potent, orally bioavailable inhibitor of the interaction between cancer and endothelial cells. A number of syntheses of this molecule was reported. One of them was based on the utilization of lactic (2-hydroxypropionic) acid derivative according to Scheme below.
1. Decipher this scheme. Write down the structural formulae of compounds A-L. 2. Write down the IUPAC name of compound E.
El Macrosferólido A consta de dos fragmentos de ácido 4,5-dihidroxi-2-hexenoico. La molécula
E participa dos veces durante la síntesis del producto final. Es posible concluir que E es algún
derivado protegido del ácido anterior. Por otra parte, podemos suponer que el ácido (p-
metoxibenciloxi)-2-propiónico (su fórmula molecular es C11H14O4) es la fuente de
CH3CH(OH)CH(OH) -fragmento en E; otro compuesto de partida - orto-éster con la fórmula
molecular C8H11IO3 - proporciona la CH=CHC(O)-X fragmento para la formación E. El análisis de
las fórmulas moleculares de los compuestos C y E muestra que la transformación de C a E
procede con la pérdida de 1 átomo de carbono, pero con la introducción de 1 átomo de oxígeno
adicional. Durante la alquilación de C con cloruro de alquilo introducimos sustituyente 2-
metoxietoximetilo en lugar de un átomo de H, es decir, añadimos C4H8O2. Por lo tanto, al-D-E
intensificar la molécula perdido C5H8O. Es un paso de la hidrólisis orto-éster. A su vez, C,
obtenido por la reducción del compuesto B, tiene 1 átomo de hidrógeno más, pero 1 átomo de
oxígeno y 1 átomo de yodo de menos de dos compuestos iniciales juntos. Contabilización de la
presencia del fragmento dihidroxialquenilo en E se puede concluir que la transformación B a C
es la reducción del fragmento de cetona en el correspondiente alcohol. Por lo tanto, B es un
producto de condensación de las moléculas de partida proporcionando orto-éster del protegida
5-hidroxi-4-oxo-hex-2-enoico. En otras palabras, se puede escribir la estructura de B sin el
conocimiento de las reacciones utilizadas para la síntesis B.
Estas reacciones son para la preparación de la amida de ácido láctico, protegido por la PMB
(a través formación anhídrido mixto como intermediario) y el ataque de alquenil-litio generada
a partir de yoduro de alquenilo por tratamiento con t-BuLi, en esta amida. Este método de
síntesis de cetonas era propuesta por Weinreb y Nahm en 1981 (reacciones de ésteres con
RLi o RMgX no producen cetonas con buen rendimiento como cetonas son más reactivos
que a partir ésteres; opuestamente, amidas de Weinreb forman quelatos estables que se
descomponen después de sólo un tratamiento acuoso). Finalmente, el análisis de la
estructura de Macrosferólido A permite concluir que la configuración absoluta del átomo
quiral en a partir de ácido láctico no cambió durante estas reacciones. Se tiene configuración
(S). El segundo estereocentro tiene configuración (R)
Las condiciones de reacción para la alquilación de E con bromuro de alilo muestra que
es la formación de éster, pero no la alquilación de Friedel -Crafts del anillo de benceno
activado. Por lo tanto, F es el éster alílico del ácido E. La comparación de su fórmula
molecular (C21H30O7) con el de G (C13H22O6) muestra que la transformación F a G
procede con la pérdida de 8 átomos de carbono, 8 átomos de hidrógeno y 1 átomo de
oxígeno. Contabilizan do para la estructura de F, se puede concluir que este paso es la
eliminación de 4- metoxibencilo (su sustitución por un átomo de hidrógeno)
El siguiente paso es la reacción de G con E. La molécula de G tiene un grupo hidroxi; la molécula
de E tiene una función de ácido carboxílico sin protección. El Macrosferólido A tiene el
fragmento que corresponde al éster (sin la protección de los grupos). Incluso si uno no conoce el
acoplamiento mostrado, se puede concluir que este paso es la formación de éster. Por otra parte,
la comparación de las formulas moleculares confirma esta suposición. La formación del éster de
G y E produce el compuesto H con la fórmula molecular de C31H46O12. El tratamiento de H con
DDQ conduce a la eliminación del 4- grupo metoxibencilo proporcionando un grupo hidroxilo libre.
La condensación del alcohol I con ácido 3-(p-metoxibenciloxi)butírico produce el éter J con la
fórmula molecular de C35H52O14 (C23H38O11 + C12H16O4 - H2O). Esta fórmula coincide con la
fórmula dada en el problema
La transformación de J a K esta acompañada de la pérdida de 11 átomos de carbono, 12
átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno. El primer paso es la eliminación del grupo
4-metoxibencilo. Por lo tanto, el segundo paso es la eliminación de un fragmento de C3H4 . El
análisis de la estructura de J muestra que es la eliminación del grupo alilo (su sustitución por
un átomo de hidrógeno; una hidrólisis común es inapropiada en este caso debido a la
presencia de otros grupos éster). La síntesis de Macrosferólido A se llevó a cabo por la
eliminación de los grupos de protección de metoxietoximetilo en K para formar L, sobre el cual
se lleva a cabo la ciclación inducida por el reactivo de Yamaguchi.
Macrosferólido A
reactivo de
Yamaguchi
.
4-metoxibencilo alcohol alílico
Desprotección de grupos
metoxietoximetilo
216666 ALDRICH
Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)
Esterificación de Yamaguchi
Reactivo de Yamaguchi
Anhidrido mixto
