Mi proceso de pensamiento para resolver esta reacción de varios pasos comenzó como tal, y tenga en cuenta que estoy trabajando hacia atrás a través de mucho de esto: proporcionaré una síntesis hacia adelante a continuación:
Primero comparé el producto final con el material de partida, y noté que el alcohol estaba unido al mismo carbono que el grupo ciclopentilo. Esto me llevó a pensar en una reacción que resultaría en la formación de un alcohol secundario. Un método es el ataque con un reactivo de Grignard de bromuro de ciclopentil magnesio y propanal seguido de un enfriamiento rápido con ácido.
Sin embargo, esto significa que debo formar el bromuro de ciclopentil magnesio a partir de ciclopenteno.
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Para comenzar, consideré cómo preparar el Grignard, que es la adición de magnesio metálico a un haloalcano (ciclopentano halogenado) en este caso. Esto significa que ahora debo formar 1-bromociclopentano a partir de ciclopenteno *. Hay muchas maneras de hacer esto (primero pensé en NBS), pero voy a seguir con algo simple: el ácido bromhídrico que reacciona con el ciclopenteno. Esto permite una monosustitución de antiperiplanar de bromo al hidrógeno agregado (no es que realmente haga una diferencia aquí, ¡pero es bueno considerar la estereoquímica!).
A continuación tengo una imagen de mi diagrama de reacción:
Figura 1. Formación de 1-ciclopentil-1-propanol a partir de ciclopenteno y ciclopentadieno
Estos son mis pasos que describen la formación de 1-ciclopentil-1-propanol a partir del ciclopenteno ahora descrito en orden:
- Comencé con ciclopenteno y traté con ácido bromhídrico acuoso para obtener un ciclopentano monobromado, el bromociclopentano.
- Partiendo en su lugar de ciclopentadieno, que se trata con ácido bromhídrico acuoso para obtener 3-bromo-1-ciclopenteno.
- El 3-bromo-1-ciclopenteno se hidrogena a través de catalizador de paladio sobre carbono para producir bromociclopentano.
- Forme un reactivo de Grignard mediante la adición de sólido de magnesio al bromociclopentano para obtener bromuro de ciclopentilmagnesio, el reactivo de Grignard
- El bromuro de ciclopentil magnesio se hizo reaccionar con propanal para producir óxido de magnesio 1-ciclopentil-1-propano **. Sin embargo, esta reacción no es estereoespecífica y el Grignard atacará la cara Re o Si del carbonilo, lo que dará como resultado una mezcla racémica.
- Esta reacción seguido de enfriamiento rápido con agua como tratamiento para producir el 1-ciclopentil-1-propanol por medio de la protonación de un alcóxido.
* NOTA: Ahora, coloqué un asterisco después del ciclopenteno porque mi cerebro con falta de sueño asumió que decía “ciclopentadieno”. Hice algunas búsquedas en Google, para encontrar que mi enfoque anterior también funciona, pero luego, después de la bromación, hidrogenaría con Pd / C catalizador o cualquier otro catalizador funciona también. Después de ese paso, obtenemos bromociclopentano que luego procedemos y formamos un Grignard.
** NOTA: No estoy 100% seguro de la nomenclatura de los alcóxidos, pero debe ser lo suficientemente claro.
Advertencias
Estoy estudiando química en la universidad como estudiante universitario, así que si alguien con más experiencia quisiera revisar mi trabajo y comentar, especialmente en cuanto a rendimiento y cómo mejorar la reacción (también, ¿cuáles son algunos buenos catalizadores quirales? L-Prolina, etc.?) Especialmente si tiene enlaces a literatura relevante, ¡me encantaría leerla!
Finalmente, no quiero hacer la tarea de otra persona, pero no tuve la oportunidad de reformular mi propia versión sin que fuera demasiado obvia para el original. Idealmente, el autor de la pregunta probablemente debería mirar más mi proceso de pensamiento para ver qué métodos usé para abordar esta pregunta. ¿Por qué comparé los productos con el material de partida en cada paso, por qué elegí usar bromo en lugar de otros halógenos: yodo (probablemente un mejor halógeno, ¿por qué?), Cloro, flúor (¡NUNCA!)?
Además, ¿hay otra reacción que podría haber usado para formar el nuevo enlace carbono-carbono? Usé Grignard, aludido a organolitios, ¿hay otros? ¿Podría haber sufrido una sustitución nucleofílica en lugar de una sustitución nucleofílica? Además, ¿debería haber usado grupos protectores en ciertos puntos?
Es posible que no conozca las respuestas a todas estas preguntas; estoy seguro de que no, pero al pensar en ellas, entiendo mejor por qué alguien eligió un método particular de síntesis sobre otro, así como conectarse al campo más amplio de Síntesis orgánica.
Referencias (aka, enlaces con anotaciones)
- Adición de HX a Dienos ← Información sobre reacciones entre dienos y haloácidos.
- Una introducción a NBS (N-bromo succinimida) como reactivo en química orgánica ← NBS que garantiza la monobromación siempre que se use con 1 equivalente
- http://www.chem.wisc.edu/courses… ← Información sobre reacciones que involucran haloácidos con dienos.
- RLi o RMgX con aldehídos o cetonas ← Me aseguro de que sí, un Grignards y organolitios que reaccionan con un aldehído realmente forman un alcohol. La verificación de hechos es genial.
Guau. Claramente estoy teniendo retiros ochem. Siguiente parada: ¡cursos de posgrado!
