Hva er acetoeddiksyre Ester Synthesis?

May 10  by Eliza

Acetoeddiksyre-ester-syntesen er en vanlig syntesereaksjon i organisk kjemi, og brukes for å fremstille en alfa-substituert aceton. Først blir en acetoeddiksyre-ester så som etyl-acetoacetat oppløst i alkohol - ofte etanol - og deretter deprotonert og alkylert med en elektrofil så som alkylhalogenid. Det mellomliggende alkylerte ester hydrolyseres deretter med natriumhydroksyd etterfulgt av sur vandig løsning. Opparbeidings resulterer i dekarboksylering til å gi den ønskede a-substituerte aceton. En lang rekke elektrofiler kan anvendes i alkyleringstrinnet, slik acetoeddiksyre-ester syntese en allsidig reaksjon for syntetisering av komplekse molekyler.

Selv om en rekke alkoksygrupper kan brukes i prinsippet er acetoeddiksyre-ester ofte bare etylacetoacetat fordi etanol er en billig og vanlig tilgjengelig løsningsmiddel. Industrielt, er etylacetoacetat stilles ved behandling av diketen med etanol. I laboratoriet, men etylacetoacetat også kan fremstilles ved Claisen-kondensasjon av etylacetat. To ekvivalenter av etylacetat, en billig og vanlig oppløsningsmiddel, forenes i nærvær av natriumetoksid for å danne en ekvivalent av den ønskede etylacetoacetat og en annen ekvivalent av etanol. Den base og løsningsmiddel må dele den samme etoksygruppe som esteren for å unngå transterification bireaksjoner.

Den acetoeddiksyre-ester-syntesen er avhengig av den spesielle kjemi av karbonylforbindelser. Spesielt alfa karboner på karbonylkarboner er spesielt sure; som et resultat, karbonylforbindelser slik som estere og ketoner kan lett danner negativt ladet enolater. Dette resulterer i resonans stabilisering av elektronene på enolatet. Etylacetoacetat har to karbonylgrupper tilstøtende til dens a-karbonet, slik at det er særlig surt. Selv relativt svake baser slik som natriumetoksyd helt og irreversibelt deprotonere etylacetoacetat.

Etter enolatet har blitt dannet, blir det en kraftig nukleofil som er i stand til å bli alkylert med en egnet elektrofil. Den vanligste elektrofil valgt for acetoeddiksyre-ester-syntesen er en enkel alkylhalogenid, og den resulterende reaksjonen forløper ved bimolekylære nukleofile substitusjon. Kjemikeren må passe på å bruke en primær eller allyliske alkylhalid å fremskynde substitusjonsreaksjon og for å unngå å konkurrere side reaksjoner.

Mer uvanlige elektrofiler, kan imidlertid anvendes. For eksempel, en alfa, beta-umettet karbonyl-forbindelse - en Michael-akseptor - kan brukes i syntesen som en del av en Michael-reaksjon. Uavhengig av elektrofil, skjer det samme reaksjon: en alkylgruppe blir tilsatt til etylacetoacetat som en ny karbon-karbon-binding blir dannet.

Flere alkyleringer kan forekomme hvis det er ønskelig. Enolatet Reaksjonen kan gjentas ved å legge ytterligere en ekvivalent av en base, etterfulgt av en annen ekvivalent av elektrofil, for å danne det dialkylert produkt. Den acetoeddiksyre-ester-syntesen, da, er nyttig for syntese av mono- og di-substituerte acetones. Reaksjonen kan imidlertid ikke bli utført en tredje gang, fordi det er bare to protoner bundet til a-karbonet i etylacetoacetat. Som et resultat, i de fleste to deprotonations, og dermed to alkyleringer, noen gang kan bli utført.

De to siste trinn omdanne den substituerte ester til det endelige produktet. Det substituerte acetoacetatester er behandlet med natriumhydroksyd for å hydrolysere esteren, noe som gir karboksylatsalt. Vandig syre blir deretter tilsatt, noe som fremmer dekarboksylering av karboksylsyren. Karbondioksid bobler ut av løsningen, slik at det substituerte keton produktet.

Acetoeddiksyre-ester-syntesen er en allsidig reaksjon for syntese av alfa-substituerte ketoner. Det blir ofte brukt i retrosynthetic analyse av ønskede forbindelser. Når en ønsket forbindelse er et a-substituert keton, kan det ofte bli syntetisert ved hjelp av acetoeddiksyre-ester-syntesen. Kjemikere har erkjent sin nytteverdi, og det danner grunnlaget for produksjon av stoffer så forskjellige som parfymer, medisiner og mat fargestoffer.