Екраниране на алкохолната група

Понякога за да синтезираме някаква молекула, трябва да използваме защитна група. В това видео ще разгледаме как да защитим алкохолите с триалкилсилилна група. Трябва да кажа, че искаме да получим това съединение отдясно. Като искаме да започнем със съединението отляво. Можеш да приемеш също така, че това органолитиево съединение ще действа като нуклеофил. Тук има формален заряд –1 при този въглерод. Тази несподелена електронна двойка ще бъде нашия нуклеофил и ще атакува този въглерод, който е частично положителен. Част от тези електрони ще отидат при брома, и накрая ще присъединиш този въглерод, за да се получи желаната молекула. Ето така. Но за съжаление това не е реакцията, която протича. Защото органолитиевите съединения освен силни нуклеофили са и силни киселини. Какво всъщност се случва с тази несподелена двойка електрони, които действат като основа? Те отнемат този протон, като електроните остават при кислорода и се получава алкоксид. Така че всъщност ще се получи този продукт ето тук. Ще имаме кислород. Кислородът ще има три несподелени електронни двойки, от което има формален заряд –1 и литий плюс. Затова получаваме алкоксид. Смисълът от защитна група е да защити хидроксилната група, да ѝ попречи да реагира. Ако можем да защитим тази група, ще позволим реакцията да протече в тази част на молекулата. После можем да отстраним защитната група и да получим нашето съединение. Това е идеята. Сега ще покажа как се използва защитната група. Тук отдясно имаме... Това е t-бутилдиметилсилил хлорид. Това е терт-бутилова група, свързана със силиций, и после имаме две метилови групи, свързани със силиций, както и един хлорен атом. Това е t-бутил, или терт-бутил- диметилсилил хлорид. TBDMSCl. Ако разгледаш този силиций, той е свързан с въглерод тук, с въглерод тук и тук, и с хлор. И всички тези, въглеродът и хлорът, са по-електроотрицателни от силиция, така че те изтеглят електронна плътност от силиция и той става частично положителен. И така силицият може да действа като електрофил. Той е електрофилен. Можем да получим електрони от кислорода. Кислородът тук ще действа като нуклеофил и тази несподелена електронна двойка ще атакува силиция. А тези електрони после ще отидат при хлора. И в процеса ще загубим НCl. И имидазола прави точно това, спомага за отстраняване на HCl. Механизмът е малко по-сложен, отколкото аз показвам. Но това е един опростен начин за неговото разглеждане. Имаш нуклеофил и електрофил, поставяш твоята защитна група при алкохолната група. Сега ще покажа продукта от реакцията. Сега кислородът ще е свързан със силиция. И нашият кислород ще има две несподелени електронни двойки. Силицият е свързан с две метилови групи и една терт-бутилова група. Поставяме нашата защитна група. И понякога, вместо да поставяш всички тези неща при силиция, можеш да видиш само кислорода, и после можеш да видиш TBDMS за защитната група, което е t-бутилдиметилсилил защитна група. Това е друг начин за представяне на тази част от молекулата. И сега, след като добавихме нашата защитна група, продължаваме с реакцията с органолитиевото съединение. Отново ще запиша нашето органолитиево съединение. Тук имаме карбанион, който може да действа като нуклеофил. Тази несподелена електронна двойка може да атакува този въглерод ето тук. Тези електрони отиват при брома. И сега мога да напиша какво ще получим. Тук добавям нашата тройна връзка. Пак ще оцветя някои въглеродни атоми. Този въглерод се присъединява ето тук. Този въглерод е ето тук. После имаме тези електрони, които образуват тази връзка тук, ето така. И пак имаме нашата защитна група. Нека да напиша и това също. Имаме кислород и към него е свързан силицият с метиловите групи, както и терт-бутиловата група. Сега желаната реакция протече и трябва да отстраним защитната група. Трябва да я премахнем от полученото съединение. Трябва ни нещо, което реагира избирателно със силиция. Ще използвам тетрабутиламониев флуорид, който е добър източник на флуоридни аниони. Записвам тук флуориден анион, който обикновено е много лош нуклеофил. Той ще реагира избирателно със силиция. Ако флуоридът действа като нуклеофил, той ще атакува силиция тук. Ще го направи по няколко причини. Нека да разгледаме причините. Първо, силицият е свързан с няколко въглерода. Силицият е по-голям от въглерода, ако погледнеш къде се намира в периодичната система. Затова тези връзки с въглерда са по-дълги, отколкото сме свикнали. Това означава, че тук има намалено стерично пречене. Силицият е малко по-видим, което позволява на флуоридния анион да го атакува повече. Друга причина, която позволява това, е, че този силиций е в трети период на периодичната система. Значи той има незаети d-орбитали. Така че можем да покажем как се образува връзка между флуора и силиция. Сега ще напиша какво получаваме след като флуоридът атакува силиция. Ще имаме тази част от молекулата. Имаме кислород, свързан със силиция в това междинно съединение. Сега мога да покажа флуора, свързан със силиция. Този силиций все още е свързан с две метилови групи и една терт-бутилова група. Това дава на силиция формален заряд –1. Изглежда малко странно, защото виждаме силиций с пет връзки. Но това е ОК, заради мястото на силиция в периодичната система. Той има тези d-орбитали, и да има пет връзки в междинното съединение е ОК. Той може да има разширен октет. Друга причина флуоридът да атакува силиция много успешно, е, че връзките, които се образуват между флуора и силиция са много здрави връзки. Това е много здрава единична връзка. И накрая тези електрони се връщат обратно при кислорода, после се присъединява протон и се получава търсеното съединение. Тук получаваме желаното съединение. Връщаме се към нашия алкохол. Като успешно присъединихме тази част на молекулата отдясно. После ще получим... сега имаме флуор, свързан със силиций. Избирателно отстранихме защитната група и получихме търсеното съединение. Ето това е ролята на защитната група. Тя ни позволява да защитим една област от молекулата, а да реагираме друга част от молекулата. Като е хубаво да може лесно да се отстрани, за да получим желаната от нас молекула.