endo-historie…….cis-norborene-5,6-endo-dicarbonsyreanhydrid
du vil reagere cyclopentadien med maleinsyreanhydrid for at danne Diels-Alder-produktet nedenfor. Denne Diels-Alder-reaktion producerer næsten udelukkende endo-isomeren ved reaktion ved omgivelsestemperatur.
præference for endo-stereokemi er” observeret ” i de fleste Diels-Alder reaktioner. Det faktum, at det mere hindrede endo-produkt dannes forvirrede forskere indtil træ, Hoffmann, og Fukui brugte molekylær orbitalteori til at forklare, at overlapning af p-orbitalerne på substituenterne på dienofilen med p-orbitaler på Dien er gunstig, hjælper med at bringe de to molekyler sammen.
Hoffmann og Fukui delte Nobelprisen i kemi i 1981 for deres molekylære orbitale forklaring på dette og andre organiske reaktioner. I illustrationen nedenfor skal du bemærke den gunstige overlapning (matchende lyse eller mørke lobes) af dien og substituenten på dienofilen i dannelsen af endoproduktet:
ofte, selvom endo-produktet oprindeligt dannes, vil en ekso-isomer blive isoleret fra en Diels-Alder-reaktion. Dette sker, fordi ekso-isomeren, der har mindre sterisk stamme end Endo , er mere stabil, og fordi Diels-Alder-reaktionen ofte er reversibel under reaktionsbetingelserne. I en reversibel reaktion dannes produktet, vender tilbage til udgangsmaterialet og dannes igen mange gange, før det isoleres.
jo mere stabilt produktet er, desto mindre sandsynligt vil det være at vende tilbage til udgangsmaterialet. Isoleringen af et ekso-produkt fra en Diels-Alder-reaktion er et eksempel på et vigtigt koncept: termodynamisk vs kinetisk kontrol af produktsammensætning. Det første dannede produkt i en reaktion kaldes det kinetiske produkt. Hvis reaktionen ikke er reversibel under de anvendte betingelser, isoleres det kinetiske produkt. Men hvis det første dannede produkt ikke er det mest stabile produkt, og reaktionen er reversibel under de anvendte betingelser, vil det mest stabile produkt, kaldet det termodynamiske produkt, ofte isoleres.
NMR-spektret af cis-5-norbornen-2,3-endo-dicarboksylianhydrid er angivet nedenfor:
Cyclopentadien blev tidligere fremstillet ved krakning af dicyclopentadien og holdt under kolde forhold. I en 25 mL Erlenmeyer-kolbe, maleinsyreanhydrid (1,02 g, 10,4 mmol) og ethylacetat (4.0 mL) blev kombineret, hvirvlet og let opvarmet, indtil den var helt opløst. Til blandingen blev ligroin (4 mL) tilsat og blandet grundigt, indtil det var opløst. Endelig blev cyclopentadien (1 mL, 11,9 mmol) tilsat til blandingen og blandet i udstrakt grad. Reaktionen blev afkølet til stuetemperatur og anbragt i et isbad indtil krystalliseret. Krystallerne blev isoleret gennem filtrering i en Hirsch-tragt. Produktet havde følgende egenskaber: 0,47 g (27,6% udbytte) mp: 163-164 liter C (tændt: 164 liter C). 1H NMR (CDCl3, 300 MH) l: 6.30 (dd, J=1.8 HS, 2H), 3.57 (dd, J=7.0 HS, 2h), 3.45 (m, 2h), 1.78 (dt, J=9.0,1.8 HS, 1H), 1.59 (m, 1h) ppm. 13C NMR (CDCl3, 75H) : 171.3, 135.5, 52.7, 47.1, 46.1 ppm. IR 2982 (m), 1840 (s), 1767 (s), 1089 (m) cm-1.
ved kombination af reagenserne blev der produceret en uklar blanding, og der opstod problemer i forsøget på fuldstændigt at opløse blandingen. 10 minutter og magnetisk omrøring forblev der stadig små faste stoffer. De uopløste faste stoffer blev fjernet fra den varme opløsning ved filtrering, og når de først var afkølet, begyndte hvide krystaller at dannes. Med hensyn til den specifikke reaktion mellem cyclopentadien og maleinsyreanhydrid blev endoisomeren, det kinetiske produkt, dannet, fordi eksperimentet blev rettet under milde betingelser. Ekso-isomeren er det termodynamiske produkt, fordi det er mere stabilt.3
1H NMR spectum udstillede en DUBLET af dubletter ved 3,57 ppm for endo-isomeren. Ekso-isomeren ville have en triplet omkring 3,50 ppm på grund af forskellen i dihedral vinkel mellem hydrogenmolekylerne H-1 og H-4 og H-5 og H-6 (figur 1). En top på 3,00 ppm ville forekomme i ekso-isomer-spektre i modsætning til en top på 3.60 ppm som vist i det observerede endo-produkt.3 Dette skyldes samspillet og koblingen med H-5 og H-6, som vist i Figur 1.
gennem Diels-Alder-reaktionen blev der produceret 27,6% udbytte af cis-Norbornen-5,6-endo-dicarboksylianhydrid. Sondringen af tilstedeværelsen af endo-isomeren blev bevist ved at analysere fysiske egenskaber af begge mulige isomerer.
3 Myers, K.; Rosark, J. Diels-Alder Syntese, 2004, 259-265.
link
http://orgspectroscopyint.blogspot.in/2014/08/cis-norborene-56-endo-dicarboxylic.html
ORGANIC SPECTROSCOPY INTERNATIONAL
DR ANTHONY MELVIN CRASTO Ph.D
web link