Cope-UmlagerungOxy-Cope-Umlagerung

Nadine Herzig

Stefanie Joseph

1. Cope-Umlagerung

- benannt nach Arthur C. Cope- gehört zu den am besten untersuchten pericyclischen

Reaktionen- thermische Isomerisierung von 1,5-Dienen

Allgemeiner Mechanismus der Cope-Umlagerung

Reaktion läuft bei 300 °C ab mit einer Aktivierungsbarriere von 34 kcal/mol, thermodynamische Produktkontrolle

1. Cope-UmlagerungMechanismus

Es handelt sich beim Mechanismus um eine [3.3]-sigmatrope Umlagerung, der konzertiert über einen sechsgliedrigen Übergangszustand abläuft:

1. Cope-Umlagerung[3.3]-sigmatrope Umlagerung

http://www.chemie.uni-erlangen.de/vorlesungen/oc/Clark-Grundlagen_II_Biologen/ws_02_03/pdf/pericyclic_4.pdf

1. Cope-UmlagerungÜbergangszustand

- Übergangszustand ist aromatisch (=pericyclisch)

- sessel-oder wannenförmiger Übergangszustand, wobei der sesselförmige eindeutig begünstigt ist:

http://www.chemie.uni-erlangen.de/vorlesungen/oc/Clark-Grundlagen_II_Biologen/ws_02_03/pdf/pericyclic_4.pdf

1. Cope-UmlagerungÜbergangszustand

http://www.vs-c.de/vsengine/media/vsc/de/ch/2/oc/reaktionen/formale_systematik/pericyclische_reaktionen/sigmatrop/sigmatrop10c.gif

1. Cope-UmlagerungStereochemie

- hohe Ordnung des cyclischen Übergangszustandes

- bestimmt die stereochemische Kontrolle der Cope-Umlagerung

- sehr gute Stereoselektivität in Bezug auf die Bildungsmöglichkeit von zwei unsymmetrischen Doppelbindungen und zwei chiralen Zentren an den gesättigten C-Atomen mit einer nahezu quantitativen

asymmetrischen Überführung.

http://www.vs-c.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/16/oc/cavoc/cope/cope_vis.vlu/Page/vsc/de/ch/16/oc/cavoc/cope/cope_stereochemie.vscml.html

1. Cope-UmlagerungStereochemie - Zusammenfassung

(E,E) (Z,Z)

90 % 10%

anti-3,4-Dimethylhexa-1,5-dien

syn-3,4-Dimethylhexa-1,5-dien (E,Z)

99,7 %

1. Cope-Umlagerung

Die Cope-Umlagerung ist aber nicht nur für die Synthese von acyclischen Dienen von Wert, sondern kann auch für die Isomerisierung von 1,5-Dienstrukturen herangezogen werden, die in Allenen oder Ringsystemen enthalten sind (wenn die Doppelbindungen nicht Teil von aromatischen Systemen sind):

gespannt weniger gespannt

1. Cope-UmlagerungBeispiel

N

`R

R

Ac

N

`R

Ac

R

Cope-Rearrangement

Die Reaktion wurde in Toluol unter Rückfluss durchgeführt.

Triebkraft: Bildung eines aromatischen Systems

J. Org. Chem., 2001, 66, 1200

2. Oxy-Cope-Umlagerung

O

X

O

X

X= NR2, OR

- Ziehende Substituenten begünstigen die Reaktion- Lewis-Säuren oder Übergangsmetallkomplexe als Katalysatoren

führen zu einer deutlichen Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit und einer Durchführung unter sehr milden Bedingungen

2. Oxy-Cope-UmlagerungBeispiel

Synthese von aromatischen Aminosäuren

Zwischenschritt: Reaktion der Chorismat-Mutase

COO-

O

-OOC

HO

O

COO-

HO

-OOC

ÜZsesselförmig

HO

COO-

O

COO-

Chorismat Prephenat

2. Oxy-Cope-Umlagerunganionische Variante

Hierbei wird von einem in 3- oder 4-Stellung hydroxy-substituierten 1,5-Dien ausgegangen, welches durch thermische Isomerisierung in ein instabiles Enol umgelagert wird, und dieses sofort durch irreversible Tautomerisierung zum Aldehyd oder Keton weiterreagiert. Diese Reaktion ermöglicht die Synthese einer Reihe interessanter δ,ε-ungesättigter Carbonylverbindungen als Synthesebausteine.

2. Oxy-Cope-Umlagerunganionische Variante - Beispiel

Verwendung der Oxy-Cope-Reaktion zur Synthese von mittelgroßen Ringen

J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 14901