ENDO EXO STORY…….cis-norborene-5,6-endo-dikarboksylanhydrid
du vil reagere cyklopentadien med maleinsyreanhydrid for å danne diels-Alder-produktet nedenfor. Denne Diels-Alder-reaksjonen produserer nesten utelukkende endo-isomeren ved reaksjon ved omgivelsestemperatur.
preferansen for endo-stereokjemi er “observert” i de fleste Diels-Alderreaksjoner. Det faktum at det mer hindrede endo-produktet dannes forvirret forskere til Woodward, Hoffmann og Fukui brukte molekylorbitalteori for å forklare at overlapping av p-orbitaler på substituentene på dienofilen med p-orbitaler på dien er gunstig, og bidrar til å bringe de to molekylene sammen.
Hoffmann og Fukui delte Nobelprisen i kjemi i 1981 for deres molekylære orbitale forklaring på denne og andre organiske reaksjoner. I illustrasjonen nedenfor, legg merke til den gunstige overlappingen (matchende lys eller mørke lober) av dien og substituenten på dienofilen i dannelsen av endo-produktet:
Ofte, selv om endo produktet er dannet i utgangspunktet, en exo isomer vil bli isolert fra En Diels-Or reaksjon. Dette skjer fordi exo-isomeren, som har mindre sterisk belastning enn Endo, er mer stabil, og Fordi diels-Alder-reaksjonen ofte er reversibel under reaksjonsbetingelsene. I en reversibel reaksjon dannes produktet, går tilbake til utgangsmateriale og dannes igjen mange ganger før det isoleres.
jo mer stabilt produktet er, desto mindre sannsynlig vil det være å gå tilbake til utgangsmaterialet. Isoleringen av et exo-produkt fra En Diels-Alder-reaksjon er et eksempel på et viktig konsept: termodynamisk vs kinetisk kontroll av produktsammensetning. Det første dannede produktet i en reaksjon kalles det kinetiske produktet. Hvis reaksjonen ikke er reversibel under de anvendte forholdene, vil det kinetiske produktet isoleres. Men hvis det først dannede produktet ikke er det mest stabile produktet, og reaksjonen er reversibel under de anvendte forholdene, vil det mest stabile produktet, kalt det termodynamiske produktet, ofte bli isolert.
NMR-spekteret av cis-5-norbornen-2,3-endo-dikarboksylanhydrid er gitt nedenfor:
Cis-Norbornen-5,6-endo-dikarboksylanhydrid
Cyklopentadien ble tidligere fremstilt ved sprengning av dicyklopentadien og holdt under kalde forhold. I en 25 mL erlenmeyer-kolbe, maleinsyreanhydrid (1,02 g, 10,4 mmol) og etylacetat (4.0 mL) ble kombinert, virvlet og litt oppvarmet til helt oppløst. Til blandingen ble ligroin (4 mL) tilsatt og blandet grundig til oppløst. Til slutt ble cyklopentadien (1 mL, 11,9 mmol) tilsatt til blandingen og blandet omfattende. Reaksjonen ble avkjølt til romtemperatur og plassert i et isbad til krystallisert. Krystallene ble isolert gjennom filtrering i En Hirsch-trakt. Produktet hadde følgende egenskaper: 0.47 g (27.6% utbytte) mp: 163-164 °C (lit: 164 °C). 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ: 6,30 (dd, J=1,8 Hz, 2H), 3,57 (dd, J=7,0 Hz, 2H), 3,45 (m, 2H), 1.78 (dt, J=9.0,1.8 Hz, 1H), 1.59 (m, 1H) ppm. 13C NMR (CDCl3, 75Hz) δ: 171.3, 135.5, 52.7, 47.1, 46.1 ppm. IR 2982 (m), 1840 (s), 1767 (s), 1089 (m) cm-1.
ved kombinering av reagensene ble det produsert en uklar blanding og problemer oppstod i forsøket på å fullstendig oppløse blandingen. Etter oppvarming i ca 10 minutter og magnetisk omrøring, forblir små faste stoffer fortsatt. De uoppløste faste stoffene ble fjernet fra den varme løsningen ved filtrering, og når de ble avkjølt, begynte hvite krystaller å danne seg. Når det gjelder den spesifikke reaksjonen mellom cyklopentadien og maleinsyreanhydrid, ble endo-isomeren, det kinetiske produktet, dannet fordi forsøket ble rettet under milde forhold. Exo isomeren er det termodynamiske produktet fordi det er mer stabilt.3
1H NMR spectum utstilt en dublett av dubletter på 3.57 ppm for endo isomer. Exo-isomeren ville ha en triplett rundt 3,50 ppm på grunn av forskjellen i dihedral vinkel Mellom hydrogenmolekylene H-1 Og H-4 og H-5 Og H-6 (Figur 1). En topp på 3.00 ppm vil vises i exo isomer spektra i motsetning til en topp på 3.60 ppm som vist i det observerte endo-produktet.3 Dette er på grunn av samspillet og koblingen Med H-5 Og H-6, som vist i Figur 1.
Gjennom diels-Alder-reaksjonen ble 27,6% utbytte av cis-Norbornen-5,6-endo-dikarboksylanhydrid produsert. Sondringen av tilstedeværelsen av endo-isomeren ble bevist ved å analysere fysiske egenskaper av begge mulige isomerer.
3 Myers, K.; Rosark, J. Diels-Alder Syntese, 2004, 259-265.
lenke
http://orgspectroscopyint.blogspot.in/2014/08/cis-norborene-56-endo-dicarboxylic.html
ORGANIC SPECTROSCOPY INTERNATIONAL
DR ANTHONY MELVIN CRASTO Ph.D
web link