Knoevenagelova kondenzace

Knoevenagelova kondenzace je organická reakce pojmenovaná po Emilu Knoevenagelovi. Jedná se o modifikaci aldolové kondenzace.^[1]

Knoevenagelova kondenzace je nukleofilní adice sloučeniny aktivního vodíku na karbonylovou skupinu, po níž následuje dehydratační reakce, při níž se vyloučí molekula vody (proto kondenzace). Produktem je často α,β-nenasycený keton (konjugovaný enon).

Při této reakci je karbonylovou skupinou aldehyd nebo keton. Katalyzátorem je obvykle slabě zásaditý amin. Aktivní vodíková složka má tvar:^[2]

Z–CH₂-Z nebo Z–CHR–Z, například diethyl-malonát, Meldrumova kyselina, ethyl-acetacetát, kyselina malonová nebo kyselina kyanoctová.^[3]
Z–CHR₁R₂, například nitromethan.

kde Z je funkční skupina odebírající elektrony. Z musí být dostatečně silná, aby usnadnila deprotonaci na enolátový ion i při použití mírné zásady. Použití silné zásady v této reakci by vyvolalo samokondenzaci aldehydu nebo ketonu.

Hantzschova syntéza pyridinu, Gewaldova reakce a Feistova–Benaryova furanová syntéza obsahují Knoevenagelův reakční krok. Tato reakce také vedla k objevu CS plynu.

Doebnerova modifikace

Doebnerova modifikace Knoevenagelovy kondenzace. Akrolein a kyselina malonová reagují v pyridinu za vzniku kyseliny trans-2,4-pentadienové se ztrátou oxidu uhličitého.

Pokud je jednou z odtahujících skupin na nukleofilu karboxylová kyselina, například s kyselinou malonovou, může kondenzační produkt v dalším kroku projít dekarboxylací. V tzv. Doebnerově modifikaci^[4] je zásadou pyridin. Například produktem reakce akroleinu a kyseliny malonové v pyridinu je kyselina trans-2,4-pantedienová s jednou karboxylovou skupinou, nikoliv se dvěma.^[5]

Rozsah

Knoevenagelova kondenzace je demonstrována na reakci 2-methoxybenzaldehydu (1) s kyselinou thiobarbiturovou (2) v ethanolu za použití piperidinu jako zásady.^[6] Vzniklý enon (3) je komplexní molekula.

Knoevenagelova kondenzace je klíčovým krokem při komerční výrobě antimalarika lumefantrinu (součást přípravku Coartem):^[7]

Počátečním produktem reakce je směs izomerů E a Z v poměru 50:50, ale protože se oba izomery rychle vyrovnávají kolem společného hydroxylového prekurzoru, lze nakonec získat stabilnější izomer Z.

V této syntéze je demonstrována vícesložková reakce s cyklohexanonem, malononitrilem a 3-amino-1,2,4-triazolem:^[8]

Weissova–Cookova reakce

Weissova-Cookova reakce spočívá v syntéze cis-bicyklo[3.3.0]oktan-3,7-dionu za použití esteru kyseliny acetondikarboxylové a diacylu (vicinálního diketonu). Mechanismus probíhá stejně jako Knoevenagelova kondenzace:^[9]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Knoevenagel condensation na anglické Wikipedii.

↑ KNOEVENAGEL, Emil. Condensation von Malonsäure mit aromatischen Aldehyden durch Ammoniak und Amine. Chemische Berichte. Roč. 31, čís. 3, s. 2596–2619. Dostupné online. doi:10.1002/cber.18980310308. (německy)
↑ MARCH, Jerry. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 3. vyd. New York: Wiley, 1985. Dostupné online. ISBN 0-471-85472-7.
↑ JONES, G. The Knoevenagel Condensation. Organic Reactions. S. 204–599. doi:10.1002/0471264180.or015.02.
↑ DOEBNER, O. Ueber die der Sorbinsäure homologen, ungesättigten Säuren mit zwei Doppelbindungen. Chemische Berichte. Roč. 35, s. 1136–36. Dostupné online. doi:10.1002/cber.190203501187.
↑ JESSUP, Peter J.; PETTY, Bruce C.; BRUCE, Jan Ross, Larry E. Overmann. 1-N-Acylamino-1,3-dienes from 2,4-pentadienoic acids by the Curtius rearrangement: benzyl trans-1,3-butadiene-1-carbamate. Organic Synthesis. S. 95.
↑ ASIRIA, Abdullah Mohamed. 1,3-Diethyl-5-(2-methoxybenzylidene)-2-thioxodihydropyrimidine-4,6(1H,5H)-dione [online]. Molbank [cit. 2022-06-20]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2011-07-09.
↑ BEUTLER, Ulrich. An Improved Manufacturing Process for the Antimalaria Drug Coartem. Part II. Org. Process Res. Dev.. 2007-04-28, s. 341–45. doi:10.1021/op060244p.
↑ DANDIA, Anshu. Mild and ecofriendly tandem synthesis of 1,2,4-triazolo [4,3-a]pyrimidines in aqueous medium [online]. [cit. 2022-06-20]. Dostupné online.
↑ WEISS, U.; EDWARDS, J. M. A one-step synthesis of ketonic compounds of the pentalane, [3,3,3]- and [4,3,3]-propellane series. Tetrahedron Letters. Roč. 9, čís. 47, s. 4885. doi:10.1016/S0040-4039(00)72784-5.

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Knoevenagelova kondenzace na Wikimedia Commons

[1] KNOEVENAGEL, Emil. Condensation von Malonsäure mit aromatischen Aldehyden durch Ammoniak und Amine. Chemische Berichte. Roč. 31, čís. 3, s. 2596–2619. Dostupné online. doi:10.1002/cber.18980310308. (německy)

[2] MARCH, Jerry. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 3. vyd. New York: Wiley, 1985. Dostupné online. ISBN 0-471-85472-7.

[3] JONES, G. The Knoevenagel Condensation. Organic Reactions. S. 204–599. doi:10.1002/0471264180.or015.02.

[4] DOEBNER, O. Ueber die der Sorbinsäure homologen, ungesättigten Säuren mit zwei Doppelbindungen. Chemische Berichte. Roč. 35, s. 1136–36. Dostupné online. doi:10.1002/cber.190203501187.

[5] JESSUP, Peter J.; PETTY, Bruce C.; BRUCE, Jan Ross, Larry E. Overmann. 1-N-Acylamino-1,3-dienes from 2,4-pentadienoic acids by the Curtius rearrangement: benzyl trans-1,3-butadiene-1-carbamate. Organic Synthesis. S. 95.

[6] ASIRIA, Abdullah Mohamed. 1,3-Diethyl-5-(2-methoxybenzylidene)-2-thioxodihydropyrimidine-4,6(1H,5H)-dione [online]. Molbank [cit. 2022-06-20]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2011-07-09.

[7] BEUTLER, Ulrich. An Improved Manufacturing Process for the Antimalaria Drug Coartem. Part II. Org. Process Res. Dev.. 2007-04-28, s. 341–45. doi:10.1021/op060244p.

[8] DANDIA, Anshu. Mild and ecofriendly tandem synthesis of 1,2,4-triazolo [4,3-a]pyrimidines in aqueous medium [online]. [cit. 2022-06-20]. Dostupné online.

[9] WEISS, U.; EDWARDS, J. M. A one-step synthesis of ketonic compounds of the pentalane, [3,3,3]- and [4,3,3]-propellane series. Tetrahedron Letters. Roč. 9, čís. 47, s. 4885. doi:10.1016/S0040-4039(00)72784-5.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]