تفاعلات وتحضير عضوي

2. تفاعلات وتحضير عضوي د.ناريمان محمد نحاس

3. مجموعات الحماية Protection groups

4. 1) مجمـوعة الكربوكسيل : • يمكن تحويلها إلى استر بتفاعلها مع كحول بسيط (أولي مثلا) في وجود ثيونيل كلوريد وهيدروكسيد الصوديوم ثم تفككها إلى حمض كربو كسيلي بإستخدام الحمض .

5. الميكانيكية :

6. 2) مجمـوعة الكربونيـل : • يمكن تحويلها إلى هيمي أسيتال أو أسيتال (أو أسيتال حلقي ) بتفاعلها مع كحول بسيط أو دايول diolونتخلص منها بالحمض .

7. هنا يضاف أكسجين الكحول إلى كربون مجموعة الكربونيل ويعطي الناتج المسمى هيمي أسيتال أي أن الكربون متصل بمجموعتي (OR,OH) ملاحظة : • إذا احتوى المركب على مجموعة كربونيل وكحول سوف يتكون هيمي اسيتال حلقي .

8. الهيمي أسيتال : Hemiacetals عند إذابة الألدهيد أو الكيتون في الكحول سوف تضاف أكسجين الكحول إلى كربون الإلدهيد أو الكيتون (إضافة نيكلوفيليه) و يعطي ناتج يسمى هيمي اسيتال يكون في حالة إتزان مع المتفاعلات . الهيمي أسيتال غير ثابت و لا يمكن عزله و كذلك معظم الهيمي أسيتال ذو السلاسل المفتوحة ، بينما الهيمي أسيتال الحلقي (5 أو6 ذرات للحلقه) تكون عادة ثابتة. Cyclic hemi acetal more stable

9. السكريات البسيطة توجد عادة في صورة هيمي أسيتال حلقي

10. أيضاً الكيتـون يكـون الهيمي أسيتال حسب التفاعل التالي :

11. الأسيتال : إن محلول الألدهيد والكيتون في الكحول يكون الهيمي أسيتال .. وبإمرار غاز HCl على المزيج يتكون الأستال وأحياناً يسمى كيتال .. ويتم ذلك عن طريق اتحاد جزيئين كحول على مجموعتين (OR-) مرتبطة بكربون مجموعة الكربونيل .

12. هذه التفاعلات عكسية وبالتالي للحصول على الأسيتال نعادل الحمض المتبقي ونبخر الكحول الزائد فنحصل على الأسيتال لإستعادة الألدهيد أوالكيتون وبإضافة الحمض لمحلول الأسيتال سوف يتحلل إلى الألدهيد أو الكيتون ويكون مصدر الأكسجين الألدهيد أوالكيتون هو الماء.

13. جـ) الكيتونات : • يفضل تكوين الأسيتال الحلقي عن الأسيتال ويكون ذلك بإستخدام كحولات متعددة الكربوكسيل1, 2- diol وقليل من الحمض . هذا التفاعل يمكن عكسهُ في الإتجاه الآخر بمعاملة الأسيتال بمحلول حمضي ..

14. الأسيتال يتحلل إلى ألدهيد أو كيتون في المحاليل الحمضية . و لكن في المحاليل القلوية تكون ثابتة .. و لذلك من الممكن حماية الألدهيدات أو الكيتونات من أي تفاعلات في المحاليل القلوية . إذاً نحول الألدهيدات أو الكيتونات إلى أسيتال ثم نجزئ التفاعل من أي جزء آخر من الجزيء ثم بعد ذلك نحلل الأسيتال بمحلول حمضي ..

15. سؤال :كيف يمكن إجراء التحويل التالي : جواب : مجموعة الكيتون تختزل أسرع من مجموعة الاستر , و بإستخدام LiALH4 أو H2 / Ni سوف تختزل مجموعة الكيتو و الإستر - لكـــــــن بحمـــــاية مجمــــوعة الكيتـــو بتحويلهـــــــــــــا إلى أسيتــــــــــال حلقـــي ( لن تتفاعل مجموعة الإستر مع مجموعة الحماية ) - و بذلك نستطيع إختزال مجموعة الإستر في وجود محلول قلوي بدون إيثر يتأثر الأسيتال الحلقي .

16. الميكانيكية : ( الحمض الكربوكسيلي نحوله إلى إستر بإستخدام الكحول ثم ننزعها بإستخدام الحمض)

17. مجموعة الكربونيل نحولها إلى هيمي اسيتال أو اسيتال بتفاعلها مع الكحول أو الدايول بالترتيب ونتخلص منها بالحمض.

18. 3) مجمـوعة الأمين : • يتم تحويلها إلى أميد بتفاعلها مع أسيتيك أنهيدريد أو أسيل كلوريد (كلوريد الحمض) ونستعيدها بالحمض .

19. 4) مجمـوعة الكحـول : يتم تحويل مجموعة الهيدروكسيل في الكحول إلى إستر أو إيثر .. أولاً: تحويل الكحول إلى ايثر : أ/ أي تكون مجموعة الحماية t-butyl ether وذلك باستخدامisobutylene نذيب الكحول في حمض قوي مثل حمض الكبريتيك ثم نضيف الأيزوبيوتيلين (حتى لاتحدث بلمرة).

20. استخداماتها: - لحماية الكحولات الأولية. - للتخلص من مجموعة الحماية بسهولة نستخدم حمض مخفف .

21. ب - مجموعة الحماية silyl ether: تفاعل الكحول مع مركبات alkyl Chlorosilaneفي وجود أمين أروماتي مثل إيميدازول أو بيريدين فيتكون المركب silylether ونتخلص من مجموعة الحماية هذه بمعاملة الناتج بأيون الفلوريد .

22. ثانيا: تحويل الكحـول إلى إستر: • بتفاعله مع الأسيتيك أنهيدريد في وجود البيريدين ونستعيده بالحمض.

23. تحويل الكحول إلى ميسيلات و توسيلاتconversion of alcohols into mesylates and tosylates • يتفاعل الكحول مع سلفونيلكلوريدsulfonyl chlorideمكوناً إستر يسمى سلفونات . • مثال:يتفاعل الإيثانول مع ميثان سلفونيل كلوريد methane sulfonyl chloride معطياً ethyl methane sulfonate . • أيضا يتفاعل الإيثانول مع p-toluene sulfonyl chloride ويعطي ethyl p-toluene sulfonateفي هذا التفاعل تنكسر الرابطة O-Hوليس الرابطة C-O

25. ميكانيكية التفاعل:.

26. يحضر سلفونيل كلوريد sulfonyl chloride من معاملة حمض السلفونيك sulfonic acid مع خامس كلوريدالفوسفورphosphorus penta chloride

27. -عادة يختصر الكيميائين تسمية هذه المركبات كالتالي: P-tlueneSulfonylchioride Tosyl group Or Ts - Methane Sulfonylchioride Mesylchioride Mesyl group Or Ms - Tosylchioride

28. إستخدام الـmesylates والـtosylateفي تفاعلات الـSN2: - يستخدم alkyl sulfonate كمادة جيدة لتفاعلات SN2حيث يعتبر السلفونات مجموعة مغادرة ممتازة عند مهاجمتها بواسطة النيوكلوفيل . • (يسترجع الكحول في الوسط الحمضي) . • - أيضاً يمكن عمل ألكلة للكحول ويتحول إلى t-butyl ethers وهي مجموعة حماية للكحول .

29. ألكلة الكحول كمجموعة حماية :مجموعة حماية t-butyl ether - يمكن تحويل الكحول إلى t-butyl ethers عن طريق إذابة الكحول في حمض قوي مثل H2SO4 ثم يضاف isobutylene للخليط (هذه الخطوات تقلل بلمرة و ديمرة الأيزوبيوتيلين ) . • - هذه مجموعة الحماية لحماية مجموعة الهيدروكسيل في الكحولاتالأوليه . • - للتخلص من مجموعة الحماية يمكن التخلص منها بسهولة بإستخدام حمض مخفف .

30. مثال:عند تحضير 4-pentyn-1-ol من 3-bromo-1-propanolSodium acetylide,

31. لا يمكن إجراء التفاعل مباشرة لأن الأستيلين قاعدة قويه و سوف تتفاعل أولاً مع مجموعة الهيدروكسيل (OH) و يعطي ناتج مختلف كالتالي :

32. لذلك لابد من حماية مجموعة (OH) أولاً:

33. * أيضاً يمكن حماية الكحول عن طريق تحويل مجموعة OH إلى Silyl ether . • يمكن حماية مجموعة (OH) بتحويلها إلى Silyl ether وتحول إلى المركب التالي: (أكثر شيوعاً في الإستخدام) • Tert-butyl dimethylsilyl ether ويرمز لها بــ • tert-butyl(CH3)2Si-O-R أو اختصاراًTBDMS-O-R وهذا المركب ثابت عند PH من (4-12) ويحضر بتفاعل الكحول مع Tert-butyl chlorodimethylsilaneفي وجود أمين أروماتي (كقاعدة) مثل الإيميدازول أو البيريدين

35. يمكن التخلص من مجموعة (TBDMS) بمعاملة الناتج بأيون الفلوريد أو OH يستخدم غالباً: Tertbutyl ammonium fluoride Bu4NF

36. أيضاً من مركبات السيليل التي يمكن إستخدامها: Tri ethyl silyl tri isopropyl silyltert-butyl di phenyl silyl

38. سؤال :ماذا يحدث إذا عاملنا المركب AبـLiALH4 بدون تحويل مجموعة الكيتون إلى أسيتال حلقي ؟ جواب :سوف يختزل الإستر و كذلك مجموعة الكيتون و تتحول مجموعة الكيتون إلى كحول ثانوي ..

39. عمل الطالبات:. 1- أفنان الردادي. 7- فاطمه العصيمي. 2- الهنوف المقاطي. 8- فاطمة المطر في. 3- ايمان النخالي. 9- مرام القثامي. 4- حنان المسعودي. 10- ملاك الحربي. 5- خديجة ميمني . 11- وجدان شروا ني. 6- فاطمة برناوي.