In der organischen Chemie ist die Alkinylierung eine Additionsreaktion, bei der ein terminales Alkin ( −C≡CR' ) an eine Carbonylgruppe ( C=O ) addiert wird , wodurch ein Propargylalkohol ( R₂C (−OH)−C≡C−R' ) entsteht . [ 1 ] [ 2 ]

Bei der Bildung des Acetylids aus Acetylen ( HC≡CH₃ ) entsteht ein α- Ethinylalkohol . Dieser Prozess wird häufig als Ethinylierung bezeichnet . Solche Prozesse beinhalten oft Metallacetylid - Zwischenprodukte.

Durchführung

Die wichtigste Reaktion von Interesse ist die Addition des Acetylens ( HC≡CR' ) an ein Keton ( R 2 C=O ) oder Aldehyd ( R−CH=O ):

R 2 C=O + HC≡CR' → R 2 C(OH)C≡CR'

Die Reaktion verläuft unter Erhalt der Dreifachbindung . Bei Aldehyden und unsymmetrischen Ketonen ist das Produkt chiral , daher besteht Interesse an asymmetrischen Varianten. Diese Reaktionen beinhalten stets Metallacetylid- Zwischenstufen .

Diese Reaktion wurde 1899 von dem Chemiker John Ulric Nef bei Experimenten mit Reaktionen von elementarem Natrium , Phenylacetylen und Acetophenon entdeckt . [ 3 ] [ 4 ] Daher wird die Reaktion mitunter als Nef-Synthese bezeichnet . Manchmal wird sie fälschlicherweise als Nef-Reaktion bezeichnet, ein Name, der häufiger für eine andere Reaktion verwendet wird (siehe Nef-Reaktion ). [ 1 ] [ 3 ] [ 5 ] Walter Reppe prägte den Begriff Ethinylierung im Rahmen seiner Arbeiten mit Acetylen und Carbonylverbindungen. [ 1 ]

In einer typischen Durchführung wird ein terminales Alkin, z. B. Ethylpropiolat, durch n- Butyllithium deprotoniert , um Lithiumacetyllid zu bilden, das an Ketone addiert wird.

R≡CH + BuLi → RC≡CLi + BuH
R≡CLi + R' 2 C=O → RC≡C−C(OLi)R' 2

Anstelle von Alkyllithiumverbindungen können verschiedene Basen eingesetzt werden, z. B. Grignard-Reagenzien [ 1 ].

Durch saure Aufarbeitung erhält man den Alkinylalkohol: [ 6 ] [ 7 ]

RC≡C−C(OLi)R' 2 + H + → RC≡C−C(OH)R' 2 + Li +

Gängige Lösungsmittel für die Reaktion sind Ether , Acetale , Dimethylformamid [ 1 ] und Dimethylsulfoxid [ 8 ] .

Änderungen

Es sind verschiedene Modifikationen von Alkinylierungsreaktionen bekannt:

  • Bei der Arens-van-Dorp-Synthese wird die Verbindung Ethoxyacetylen [ 9 ] in ein Grignard-Reagenz überführt und mit einem Keton umgesetzt ; das Reaktionsprodukt ist ein Propargylalkohol . [ 10 ] [ 11 ]
  • Bei der Isler-Modifikation der Arens-Van-Dorp-Synthese wird Ethoxyacetylen durch β -Chlorvinylethylether ersetzt, und das Lithiumacetylid wird in situ unter Verwendung von Lithiumamid erzeugt . [ 10 ]
  • Katalytische Varianten bilden die Grundlage industrieller Prozesse.
  • Es wurden asymmetrische Alkinylierungen entwickelt. [ 12 ] [ 1 ] Verschiedene katalytische Additionen von Alkinen an Elektrophile in Wasser wurden ebenfalls entwickelt. [ 13 ]

Verwendung

Die Alkinylierung findet Anwendung in der pharmazeutischen Synthese , insbesondere bei der Herstellung von Steroidhormonen . [ 14 ] Beispielsweise führt die Ethinylierung von 17-Ketosteroiden zur Synthese wichtiger Kontrazeptiva , den sogenannten Gestagenen . Beispiele hierfür sind Wirkstoffe wie Norethisteron , Ethisteron und Lynestrenol . [ 15 ] Durch Hydrierung dieser Verbindungen entstehen anabole Steroide mit oraler Bioverfügbarkeit , wie beispielsweise Norethandrolon . [ 16 ]

Die Alkinylierung wird zur Herstellung von Basischemikalien wie Propargylalkohol , [ 1 ] [ 17 ] Butindiol , 2-Methylbut-3-in-2-ol (eine Vorstufe von Isoprenen wie Vitamin A ), 3-Hexin-2,5-diol (eine Vorstufe von Furaneol ), [ 18 ] und Sulcaton (eine Vorstufe von Linalool ) verwendet.

Variationen

Favorskii-Reaktion

Die Favorskii-Reaktion ist eine alternative Reaktionsmethode, bei der Acetylen mit einem Alkalimetallhydroxid wie KOH vorreagiert wird. [ 1 ] Die Reaktion verläuft über Gleichgewichte und ist daher reversibel .

Um diese Reversibilität zu überwinden, wird bei der Reaktion häufig ein Überschuss an Base verwendet, um das Wasser als Hydrate abzufangen . [ 1 ]

Reppe-Chemie

Der Chemiker Walter Reppe leistete Pionierarbeit bei katalytischen Ethinylierungen im industriellen Maßstab mit Acetylen und Alkalimetall- sowie Kupfer(I)-Acetyliden : [ 1 ]

Diese Reaktionen werden zur Herstellung von Propargylalkohol und Butindiol verwendet . [ 17 ] Alkalimetallacetylide, die oft wirksamer für Ketonadditionen sind, werden zur Herstellung von 2-Methyl-3-butin-2-ol aus Acetylen und Aceton verwendet .

Siehe auch

Alkinkupplungsreaktionen

Referenzen

  1. Viehe , Heinz Günter (1969). Chemistry of Acetylenes (1. Aufl . ) . New York : Marcel Dekker , Inc. S.  169 & 207–241. doi : 10.1002/ange.19720840843 .
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