Základy organické chemie
Jaromír Literák
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 1 / 57
Karbonylové sloučeniny
R1
C
O
R2 R1
C
H
O
keton aldehyd
C C
R1
R1
O
keten
Příprava aldehydů a ketonů
Oxidace alkoholů
RCH2 OH
PCC
CH2Cl2
R
O
H
R2CH OH
K2Cr2O7
H2SO4
R
O
R
Hydratace alkynů
R H
Hg2+/H2O
H2SO4 R
O
CH3R
OH
CH2
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 2 / 57
Karbonylové sloučeniny
Ozonizace alkenů
R2
R1 R3
R4
1. O3
2. Zn/H2O
+O
R1
R2
O
R4
R3
Friedelova-Craftsova reakce
+ Cl
O
R
1. AlCl3
2. H2O
O
R
Hydroborace-oxidace terminálních alkynů
R H
1. BH3
2. H2O2/NaOH
R
R
H
OH
H
O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 3 / 57
Základní rysy reaktivity karbonylových sloučenin
Nukleofilní adice (AN)
ONu Nu
O
Nu
E
O
E
E
Nu
O
E
Nu
O
E
O
E
Reakce s nukleofily:
O
Aktivace elektrofilem:
tetraedrický
intermediát
V nukleofilní adici obvykle aldehydy reagují rychleji než ketony.
Sterický efekt.
Elektronový efekt.
Pořadí reaktivity vůči nukleofilům:
O
CH3H3C
O
HH
O
HH3C
O
H3C
O
> >> >
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 4 / 57
Základní rysy reaktivity karbonylových sloučenin
Tetraedrický intermediát je obvykle nestabilní a podléhá dalším přeměnám –
eliminaci a nukleofilní substituci.
Nukleofilní adice na karbonyl nemusí být vratná:
H3C CH3
O
+ CH3CH2 MgBr H3C CH3
O
CH2CH3
H3C CH3
O
+ HCl
O
CH3H3C
Cl
Mg Br
2
H
nevratná adice:
vratná adice:
Enolizace karbonylových sloučenin – podmínkou je přítomnost atomu vodíku
na α atomu uhlíku:
O
H3C CH3
H H
α
β
H3C CH3
O
H
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 5 / 57
Základní rysy reaktivity karbonylových sloučenin
Neenolizovatelné karbonylové sloučeniny:
O
H H
O
H
O
Enolizovatelné karbonylové sloučeniny mohou být deprotonovány na vzniku
ambidentního enolátu:
O
CH2
O
CH2H3C H3C
Reakce enolátu / enolu s elektrofily:
E
O
H3C
E
E
O
CH2H3C
E
O
CH2H3C E
enolát enol
O
CH2H3C
O
CH2H3C
H
− H
O
CH2H3C
H
O
CH2H3C
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 6 / 57
Tvorba hydrátů karbonylových sloučenin
Nukleofilní adicí vody na karbonyl aldehydů a ketonů vznikají hydráty
(geminální dioly).
Adice vody může být katalyzována kysele:
H3C CH3
O
H
H3C CH3
O
H
H3C CH3
O
H
H
O
H
O
H3C CH3
O
HH
H
O
H3C CH3
O
H
H
H
geminální
diol
−
Nebo bazicky:
H3C CH3
O
H
O
H
O
H3C CH3
O
H
H
geminální
diol
−
HO
O
H3C CH3
O
H
HO
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 7 / 57
Tvorba hydrátů karbonylových sloučenin
Tvorba hydrátů je u ketonů obvykle nevýhodná, stabilita hydrátů aldehydů je
vyšší:
H3C CH3
O OH
H3C CH3
OH
+ H2O
99,9 % 0,1 %
H H
O OH
H H
OH
+ H2O
0,1 % 99,9 %
Stabilní hydráty tvoří aldehydy a karbonylové sloučeniny nesoucí
elektronakceptorní skupiny:
H H
O
Cl3C H
O
F3C CF3
O
O
O
O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 8 / 57
Tvorba poloacetalů a acetalů
O
ROH
kyselina
nebo
báze
O
OR
H
poloacetal
(hemiacetal)
pouze
kyselina
H2O
ROH
+
OR
OR
acetal
AN SN1
V bazickém prostředí vzniká pouze poloacetal (hemiacetal):
O
O HR B OR BH
OR
O
O
R
BH
O
O
R
B
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 9 / 57
Tvorba poloacetalů a acetalů
V kyselém prostředí může vzniknout z poloacetalu kysele katalyzovanou
SN1 acetal:
O
O
R
H
O
H
O
H
O
H
OR H
H
O
O
R
H
H
O
O
R
HH
− H2O O
R
OR H
O
O
R
HR
O
O
R
R
H+
Trend ve stabilitě poloacetalů a acetalů je podobný jako u hydrátů →
nutnost externím zásahem posouvat rovnováhu.
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 10 / 57
Tvorba poloacetalů a acetalů
Výjimku představuje intramolekulární adice alkoholu za vzniku pěti- nebo
šestičlenného cyklu:
O
CH3
OHO
CH3HO
O
H
OH
OH
OH
OH
HO
D-glukosa α-D-glukopyranosa
O OH
OHHO
OH
HO
Náhradou poloacetalové -OH skupiny za jiný nukleofil vznikají glykosidy.
N
NN
N
NH2
N
NN
N
NH2
O
OHOH
HO
H
+
O
OHOH
HO OH
+ H2O
D-ribofuranosa adenin adenosin
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 11 / 57
Tvorba poloacetalů a acetalů
Náhradou poloacetalové -OH skupiny za jiný nukleofil vznikají glykosidy.
O OH
OHHO
OH
HO
α-D-glukopyranosa kyanidin kyanin
O
O
O
OH
HO
OH
O
O
OHHO
HO
OH
HO
OHOH
OH
2
O
HO
OH
HO
OH
OH
+
−2 H2O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 12 / 57
Reakce s dusíkatými nukleofily
Reakce s primárními aminy nebo NH3:
O + H2N R N
R
+ H2O
primární
amin nebo
amoniak
imin
(Schiffova báze)
O
NHR
H
E1AN
karbinolamin
Reakce obvykle vyžaduje kyselou katalýzu:
O
N
H
O
H
O
H
O
H
NR H
O
N
R
H
H
O
N
R
HH
− H2O N
R
N
R
H
R H
H
H
H
H
+ H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 13 / 57
Reakce s dusíkatými nukleofily
Analogicky reagují sloučeniny s nukleofilní -NH2 skupinou:
O + H2N OH N
OH
+ H2O
hydroxylamin oxim
O + H2N NH2 N
NH2
+ H2O
hydrazin hydrazon
Iminy enolizovatelných karbonylových sloučenin existují v tautomerních
formách (analogie keto-enol tautomerie):
N
R
H H
N
R
H H
imin enamin
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 14 / 57
Reakce s dusíkatými nukleofily
Reakce sekundárních aminů s enolizovatelnými karbonylovými
sloučeninami:
O + N N
R
+ HOH
sekundární
amin
enamin
O
N
H
E1AN
karbinolamin
H
R
R
RR
H
H
R
Odlišný výsledek eliminační reakce v důsledku nepřítomnosti vazby N–H:
O
N
R
H
H
O
N
R
HH
− H2O N
R
N
R
R R R
+ H
H H
H
H
H
H
H
H
H
R
H
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 15 / 57
Reakce komplexními hydridy
Komplexní hydridy jako NaBH4 nebo LiAlH4 jsou primárně donorem nukleofilního
hydridového aniontu. Adice je nevratná.
Vykazují také bazické vlastnosti (vznik H2).
NaH je silná báze.
O
BH H
H
H
O
H
H
O
H
O
H
H
Formálně jde o redukci – adici H2 na dvojnou vazbu.
H
O
H3C
1. LiAlH4
2. H2O
H3C
OH
CH3
O
1. NaBH4
2. H2O
CH3
OH
primární alkohol
sekundární alkohol
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 16 / 57
Reakce komplexními hydridy
Koenzym NADH + H+ – přenos hydridového aniontu:
N
NN
N
NH2
O
OHOH
OP
O
O
OP
O
O
O
N
OH OH
O
H2N
O
N
H2N
O
OH
H
B
H N
H2N
O
O
B
H
H
H
enzym
oxidace:
N
H2N
O
OH
H
B
HN
H2N
O
O
B
H
H
H
enzym
redukce:
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 17 / 57
Adice organokovů
Organokovy vystupují jako nukleofily a báze.
H3C CH3
O
R Li
H3C CH3
O
R
H
O
H
H3C CH3
O
R
H
Li
+ LiOH
analogicky:
H3C CH3
O
R Mg
H3C CH3
O
R
Br
Mg2
Br
H2O
H3C CH3
O
R
H
+ Mg(OH)2 MgBr2+
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 18 / 57
Tvorba kyanhydrinů
Vratná adice HCN na karbonyl za vzniku kyanhydrinu.
+ HCNH
O
H
CN
O
H
88 %
Mechanismus:
O
N C
O
C
H
O
C
H
Na
+ NaCN
N
C N
N
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 19 / 57
Tvorba kyanhydrinů
+ HCN
H
O
H
CN
HO
O O
O
OHHO
OH
HO
OH
OH
OH
ONC
amygdalin
enzym
H2O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 20 / 57
Wittigova reakce
P
Ph
Ph Ph
R2R1
+
O
R1 R2
+ P
Ph
Ph Ph
O
Georg Wittig
Reakce fosforového ylidu s aldehydem nebo ketonem.
Příprava fosforového ylidu:
P
Ph
Ph
Ph
H3C Br Ph P
Ph
Ph
C H
H
H
pKa = 22
NH2
Na
Ph P
Ph
Ph
CH2
Br
Ph P
Ph
Ph
CH2
Ph =
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 21 / 57
Wittigova reakce
Meziproduktem reakce je heterocyklus – oxafosfetan.
Předpokládá se, že může vzniknout dvěma způsoby:
P
CH2
Ph
Ph Ph
O
R1
R2
P
H2C
Ph
Ph Ph
O
R1
R2
H2C
P O
Ph
Ph
Ph
R2
R1
oxafosfetan
H2C
R1
R2
P O
Ph
Ph
Ph
Nebo součinnou [2+2] cykloadicí:
P
Ph
Ph Ph
O
H2C
P O
Ph
Ph
Ph
R2
R1
oxafosfetan
H2C
R1
R2
P O
Ph
Ph
Ph
[2+2] cykloadice
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 22 / 57
Wittigova reakce
CH3
CH3 CH3
P
Ph
Ph
Ph
Br
CH3H3C
O
H CH3 CH3
H3C CH3
H3C
retinal
KOH
CH3OH
CH3
CH3 CH3CH3H3C
CH3 CH3
H3C CH3
H3C
β-karoten
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 23 / 57
Příklad č. 1
Doplňte produkt/y následující reakce:
H3C
H
O
+ 2 CH3CH2OH
H
(kat.)
+ H2O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 24 / 57
Příklad č. 1
Doplňte produkt/y následující reakce:
H3C
H
O
+ 2 CH3CH2OH
H
(kat.)
+ H2O
Řešení:
H3C
H
O
+ CH3CH3OH
H
(kat.)
H2OH3C
OCH2CH3
H
OH
+ CH3CH3OH
H
(kat.)
H3C
OCH2CH3
H
OCH2CH3
+
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 24 / 57
Příklad č. 2
Doplňte produkt/y následující reakce:
H2O−
H
(kat.)
+
H3C CH3
O
O2N NO2
N
NH2
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 25 / 57
Příklad č. 2
Doplňte produkt/y následující reakce:
H2O−
H
(kat.)
+
H3C CH3
O
O2N NO2
N
NH2
H
Řešení:
H2O−
H
(kat.)
+
H3C CH3
O
O2N NO2
N
NH2
H
O2N NO2
N
N
H
CH3
CH3
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 25 / 57
Příklad č. 3
Doplňte produkt/y následující reakce:
H2O+
O
O
safrol
H
(kat.)
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 26 / 57
Příklad č. 3
Doplňte produkt/y následující reakce:
H2O+
O
O
safrol
H
(kat.)
Řešení:
H2O+
O
O
safrol
H
(kat.)
+
HO
HO
H H
O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 26 / 57
Příklad č. 4
Doplňte produkt/y následující reakce:
H2O−
H
(kat.)
+O
H3C
N
CH3
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 27 / 57
Příklad č. 4
Doplňte produkt/y následující reakce:
H2O−
H
(kat.)
+O
H3C
N
CH3
H
Řešení:
H2O−
H
(kat.)
+O
H3C
N
CH3
H
N
CH3
CH3
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 27 / 57
Příklad č. 5
Doplňte meziprodukty a produkty následující sekvence reakcí reakce:
CH3CH2Br +
Ph
P
Ph
Ph
SN2
A
NaH
− NaBr
B
O
H
C D+
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 28 / 57
Příklad č. 5
Doplňte meziprodukty a produkty následující sekvence reakcí reakce:
CH3CH2Br +
Ph
P
Ph
Ph
SN2
A
NaH
− NaBr
B
O
H
C D+
Řešení:
CH3CH2Br +
Ph
P
Ph
Ph
SN2
A
NaH
− NaBr
B
O
H
C
P
Ph
Ph
Ph
CH2CH3
Br
P
Ph
Ph
Ph
CH CH3 P
Ph
Ph
Ph
CH CH3
P
Ph
Ph
Ph
CH CH3
H
CH3
H
+ P
Ph
Ph
Ph
O
D
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 28 / 57
Příklad č. 6
Doplňte produkt/y následující reakce:
H
O
OH
1. NaBH4
2. H2O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 29 / 57
Příklad č. 6
Doplňte produkt/y následující reakce:
H
O
OH
1. NaBH4
2. H2O
Řešení:
H
O
OH
1. NaBH4
2. H2O
H
H
OH
OH
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 29 / 57
Reakce vycházející z enolů/enolátů
O
CH2H3C
O
CH2H3C
H
O
CH3H3C
O
CH2H3C
kyselina
nebo báze
E
− H
E
silná
báze
enol
enolát
E
Rezonanční struktury enolu a enolátu:
O
CH2
O
CH2H3C H3C
enolát enol
O
CH2H3C
H
O
CH2H3C
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 30 / 57
Pozice rovnováhy mezi enolem a ketoformou
H3C CH3
O
H3C CH2
OH
> 99,99 % < 0,01 %
OHO
H
H
< 0,01 % > 99,99 %
H3C
O O
CH3
H H
H2C
O O
CH3
H H
H
minoritní
enol
H3C
O O
CH3
H
H
majoritní
enol
Hodnota rovnovážné konstanty enol/keto závisí na rozpouštědle!
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 31 / 57
Pozice rovnováhy mezi enolem a ketoformou
Hodnota rovnovážné konstanty enol/keto závisí na rozpouštědle, pro
acetylaceton:
Solvent % enolu
Cyklohexan 97
H3C CH3
O O
H3C CH3
OH OČistá látka 62
Dimethylsulfoxid 62
Voda 16
Kyselost α-vodíků u aldehydů a ketonů:
O
H
pKa 16,7 19,2 18,3 8,8 5
O
H3C
O
H H
O
O
H H
H
H HH
H
H
H
H
H
O
H3C CH3
O
H H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 32 / 57
Mechanismus enolizace
V kyselém prostředí (katalýza kyselinou):
O
CH3H3C
H
O
CH3H3C
H
O
H3C
H
H
H
H
O
H3C
H
H
H H+
V bazickém prostředí (katalýza zásadou):
O
H3C
H
H
H
B O
H3C
H
H
BH
O
H3C
H
H
H B+
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 33 / 57
Kinetický a termodynamický enol
O
CH3
OH
CH3
OH
CH3
E
Enol s více substituovanou dvojnou vazbou bývá obvykle stabilnější →
termodynamický enol.
Enol s menším počtem alkylů na dvojné vazbě obvykle vzniká rychleji
→ kinetický enol.
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 34 / 57
Halogenace
H3C CH3
O
H3C CH2
O
X
XH+
kyselina
nebo
báze
X2
(X )
Obvykle chlorace, bromace a jodace enolizovatelných karbonylových sloučenin.
Prakticky se provádí častěji za kyselé katalýzy.
H3C CH3
O
H
(kat.)
pomalu
H3C CH2
O
H
Br
Br
H3C CH2
O
H
Br
Br
H3C CH2
O
Br
BrH+
rychle rychle
V rovnováze reaguje přednostně termodynamický enol:
+
O
CH3 Cl2
H
(kat.)
O
CH3Cl
O
Cl
CH3
minoritní majoritní
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 35 / 57
Halogenace
Při halogenaci v bazickém prostředí hrozí nežádoucí reakce. . .
+
O
H3C
H3C
Br2
NaOH
O
H3C
H3C
O
H3C
H3C
Br
Br
Br
Haloformová reakce
+
R CH3
O
1. 3 ekv. X2 / NaOH
2. HCl R OH
O
H C
X
X
X
Reakce karbonylových sloučenin, které obsahují -CO-CH3 uskupení (mimo
kyselinu octovou), nebo látek, které mohou být za podmínek reakce na
tyto sloučeniny oxidovány.
R CH3
O
R CH3
OH
H
oxidace
HXO
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 36 / 57
Halogenace
Mechanismus haloformové reakce:
R CH3
O
NaOH
− H2O R CH2
O Na
Br2
− NaBr R C
O
H
H
Br
2 NaOH
2 Br2
R C
O
Br
Br
Br
OH
O
R C
O
Br
Br
Br
H
-CBr3 je odstupující
skupina
+
R O
O
C
Br
Br
BrH
R O
O
C
Br
Br
BrH
R O
O
+ HCl
R O
O
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 37 / 57
Alkylace
R X
H3C CH3
O
LDA
− 80 °C
deprotonace
H3C C
O
H
H
Li
H3C C
O
H
H
Li
primární
substrát
SN2
H3C C
O
H
H
R
+ LiX
Mechanismus:
H3C C
O
H
H
H
N
H3C CH3
CH3
CH3
H3C C
O
H
H
H3C Br
H3C C
O
H
H
CH3
Li
Li
+ LiBr + diisopropylamin
Selektivní alkylace nesymetrických ketonů:
H3C
O
??
H3C
O
CH3
H3C
H3C
O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 38 / 57
Alkylace
Selektivní alkylace nesymetrických ketonů:
H3C
O
H3C
O
CH3
H3C
H3C
O
1. NaH (25 °C)
2. CH3I 2. CH3I
1. LDA (−80 °C)
Enolát je ambidentní nukleofil:
N
CH3
O
Et3N
N
CH2
O
Cl Si CH3
CH3
CH3
N
CH2
O
Si
CH3
H3C
CH3
CH3
O
OH3C
H3C
H3C
K
DMSO
CH2
O
S
O
O
O O
CH3
CH3 CH2
O
CH3
+
O
CH3
70 % 30 %
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 39 / 57
Aldolová reakce
Enol nebo enolát se nukleofilně aduje na karbonylovou sloučeninu
v keto-formě.
H3C H
O
+
H3C H
O
kyselina
nebo
báze
H3C
O
H
H
CH2
H
O
Mechanismus reakce:
CH
O
CH3
O
H
CH2
H
O
H
H
H
O H
CH
O
H
H
CH3H
O
CH
O
H
C
H
CH3
H O
O H
H
H
+ O H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 40 / 57
Aldolová reakce
Aldolové reakce jsou často zvratné.
H3C
O
H
2
NaOH
H2O H3C
O
H
HO
CH3
25 % 75 %
O
2
NaOH
H2O
O
H
O
80 % 20 %
Aldolová kondenzace – aldolizace + eliminace H2O – často nevratná:
− H2OH
O
CH3
+
H
O
CH3
H
O OH
CH3 H
O
CH3
aldolová reakce
(aldolizace)
aldolová kondenzace
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 41 / 57
Aldolová reakce
Mechanismus bazicky katalyzované eliminace vody z aldolu – E1cb:
CH3C
OH
H
CC
H
O H
H
O H
CH3C
OH
H
CC
H
O H
− H2O
+
C C
O
H C
H
CH3
H
O H
Někdy nelze aldol vůbec izolovat – konjugace hnací sílou pro eliminaci
H2O:
O
CH3
2 NaOH
O CH3HO
nelze izolovat
− H2O
O CH3
rychle
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 42 / 57
Zkřížená aldolová reakce
Zkřížená aldolová reakce – za rovnovážných podmínek může vyvstat
problém se selektivitou:
H
O
CH3 NaOH
+
H
O
CH3
H
O
CH2
H
O
CH3
H
O
CH2
+
H
O
CH3
+
H
O
CH3
+
H
O
CH3
H
O
CH3 +
H
O
CH3
H
O OH
CH3
H
O OH
CH3
H
O OH
CH3
CH3
H
O OH
CH3
CH3
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 43 / 57
Zkřížená aldolová reakce
Dosažení selektivní zkřížené aldolizace:
1. Enolizovatelná karbonylová sloučenina + neenolizovatelná karbonylová
sloučenina, která je lepším elektrofilem.
H3C
O
H
+
H H
O
Ca(OH)2
(kat.) HO
O
H
H
H H H
O
Ca(OH)2 HO
O
H
2 HO
OH
H
O
+
CH3
O
NaOH
(kat.)
O OH
− H2O
O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 44 / 57
Zkřížená aldolová reakce
Dosažení selektivní zkřížené aldolizace:
2. Řízená aldolová reakce – nevratná kvantitativní deprotonace jedné
karbonylové sloučeniny silnou bazí, selektivní reakce enolátu s druhou
karbonylovou sloučeninou:
H2O
CH3
H3C
CH3
O
LDA (−80 °C)
O
H
CH2
H3C
CH3
OLi
H3C
CH3
O O Li
H3C
CH3
O O
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 45 / 57
Kysele katalyzovaná aldolizace
H3C CH3
O
H3C CH2
O
H
(kat.)
H
H3C CH3
O
H
H3C CH3
O
H
H3C CH3
O
H
H3C
O
H
CH3
O
CH3
H
H3C
O
CH3
O
CH3
H
+ H
Kyselá aldolizace/aldolové kondenzace má menší praktické použití.
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 46 / 57
Biologický význam aldolizace a retroaldolové reakce
Jedna z reakcí glykolýzy/glukoneogeneze:
C
H2C O
C
O
HO H
CH OH
CH OH
H2C O
P
OH
O
O
aldolasa
C
H2C O
H2C
O
OH
C
CH OH
H2C O
P
OH
O
O
H O
P
OH
O
O
P
OH
O
O
Jednotlivé kroky mechanismu:
NH
O
N
O
H
NH2 O
HO
O
P
O
O
OH
+
NH
O
N
O
H
N
O
HO
P
OH
O
O
− H2O
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 47 / 57
Biologický význam aldolizace a retroaldolové reakce
NH
O
N
O
H
N
O
HO
P
OH
O
O
H
H
O
HO O P
O
OH
O
NH
O
N
O
H
N
O
HO
P
OH
O
O
OH
HO
O P
O
OH
O
+ H2O
NH
O
N
O
H
N
H
H
P
O
OH
O
O
OH
OH
OH
O
O
P
O
HO
O
+
B
− BH
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 48 / 57
Michaelova reakce
Konjugovaná adice na α,β-nenasycené karbonylové sloučeniny.
R
O
R
O
R
O
R
O
δ
δδ
Vznik 1,2- a 1,4-aduktů:
H3C
O
C HN
H3C
O
C NH
H3C
O C NH
H3C
O
C
N
H
H3C
O
C NH
H3C
O
H
C
N
1
2
3
4
1
2
3
4
H3C
O
H
C
N
H3C
O
C
N
H H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 49 / 57
Michaelova reakce
Termodynamické a kinetické řízení konjugované adice.
O
CH3
NaCN, HCN NaCN, HCN
5-10 oC 80 oC
O
CH3NC
OH
CH3
CN
1,2-adice 1,4-adice
E
Typické výchozí látky Michaelovy reakce:
Akceptory
H
O
CH3 H3C
O
CH3
O
O
CH3
R
N
O
CH3
R
R
C
CH3
N
CH3
N
O
O
Donory
R SH
R
N
H
H
R
N
R
H
R2CuLi
R R
O O
R O
O O
R
N
O
O
R CR
N
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 50 / 57
Michaelova reakce
O
O O
CH3
1. KOH
2.
3. H
O
O
CH3
O
Mechanismus:
O
O
H
H
O H
O
O
O H
− H2O
H O
CH3
O
O
CH3
O
H
H
− OH
O
O
CH3
O
H
H
O
O
CH3
O
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 51 / 57
Michaelova reakce
Následná aldolová kondenzace:
O
KOH (kat.)
O
O
CH3
O
O
Mechanismus:
O H
O H
− H2O
H
− OH
O
O
CH2
O
H
O
O
C
O
H
H
H
H
O
H
O
O
O
H
O
O
H H H
O H
O
H
O
O
H H
− H2O
− OH
O
H
O
H
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 52 / 57
Příklad č. 7
Doplňte produkt/y následující reakce:
1. CH3ONa
O
OCH3
CH3
2. CH3I
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 53 / 57
Příklad č. 7
Doplňte produkt/y následující reakce:
1. CH3ONa
O
OCH3
CH3
2. CH3I
Řešení:
CH3ONa
O
OCH3
CH3
CH3I
O
OCH3
CH3 O
OCH3
CH3
− CH3OH
Na
O
OCH3
CH3
CH3
SN2
− NaI
Na
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 53 / 57
Příklad č. 8
Doplňte produkt/y následující reakce:
CH3
O
NaOH
(kat.)
aldolová
kondenzace
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 54 / 57
Příklad č. 8
Doplňte produkt/y následující reakce:
CH3
O
NaOH
(kat.)
aldolová
kondenzace
Řešení:
CH3
O
NaOH
(kat.)
aldolizace
O O
CH3
H
NaOH
(kat.)
− H2O
O CH3
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 54 / 57
Příklad č. 9
Doplňte produkt/y následující reakce:
CH3
O
H3CO
+ Cl2
HCl
(kat.)
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 55 / 57
Příklad č. 9
Doplňte produkt/y následující reakce:
CH3
O
H3CO
+ Cl2
HCl
(kat.)
Řešení:
CH3
O
H3CO
+ Cl2
HCl
(kat.)
CH2
O
H3CO
+ HCl
Cl
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 55 / 57
Příklad č. 10
Doplňte produkt/y následující reakce:
CH3CH2ONa
(kat.)H3C
O
+CH3 H3C O
O
O
O
CH3
Michaelova
adice
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 56 / 57
Příklad č. 10
Doplňte produkt/y následující reakce:
CH3CH2ONa
(kat.)H3C
O
+CH3 H3C O
O
O
O
CH3
Michaelova
adice
Řešení:
CH3CH2ONa
H3C
O
CH3
H3C O
O
O
O
CH3 H3C O
O
O
O
CH3
+ CH3CH2OH
H3C O
O
O
O
CH3
+
1,4-adice H3C
O CH3
OO
O
O
CH3
Na
Na
CH3
CH3CH2OH
− CH3CH2ONa
H3C
O CH3
OO
O
O
CH3
CH3
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 56 / 57
Příklad č. 11
Doplňte produkt/y následující reakce:
NaOH
(kat.)
O
CH3
+
H H
O
aldolová
kondenzace
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 57 / 57
Příklad č. 11
Doplňte produkt/y následující reakce:
NaOH
(kat.)
O
CH3
+
H H
O
aldolová
kondenzace
Řešení:
NaOH
(kat.)
O
CH3
+
H H
O
O
CH3
OH
NaOH
(kat.)
− H2O
O
CH3
CH2
Jaromír Literák Základy organické chemie 21. dubna 2021 57 / 57