Problema 11 · Química Orgánica II UB 2018

a) Completeu la seqüència de reaccions següent determinant l'estructura dels compostos B, C, D, E i F; i dibuixeu el mecanisme de formació de G:

Solución: Apartat a: - B: Producte d'addició de Michael de l'enolat del 2-metilacetoacetat de metil sobre el crotonat de metil (A). - C: Àcid carboxílic de tipus cetona obtingut per hidròlisi àcida dels dos èsters metílics i descarboxilació del $\beta$-cetoàcid format sota calor, alliberant $\mathrm{CO_2}$. - D: Èster metílic obtingut per esterificació de Fischer de l'àcid carboxílic C amb $\mathrm{CH_3OH/H^+}$. - E: Ciclació de Claisen intramolecular (ciclació de Dieckmann) per atac de l'enolat a la posició més àcida sobre el carbonil de l'èster, rendint un anell de 6 membres (ciclohexà-1,3-diona substituïda). - F: Producte d'alquilació del compost dicarbonílic amb $\mathrm{CH_3ONa}$ seguit d'iodur de metil ($\mathrm{CH_3I}$) a la posició activa restant. Apartat b (Mecanisme de G): Desprotonació de l'acetaldehid pel metòxid per formar l'enolat corresponent, atac nucleofílic de l'enolat sobre una segona molècula d'acetaldehid (més electrofílica que l'èster), protonació de l'alcòxid intermedi per donar l'aldol (3-hidroxibutanal) i deshidratació posterior (condensació aldòlica) afavorida per conjugació per donar el crotonaldehid (compost G).

b) Expliqueu la fallada en el disseny sintètic:

Solución: El protó en $\alpha$ de l'acetaldehid és considerablement més àcid ($\mathrm{p}K_a \approx 17$) que el protó en $\alpha$ de l'acetat de metil ($\mathrm{p}K_a \approx 25$), ja que l'oxigen del grup èster deslocalitza el seu parell cap al carbonil, reduint l'acidesa del $\mathrm{C}$-$\alpha$. Per tant, la base desprotona preferentment l'acetaldehid, que actua d'enolat i s'addiciona sobre una altra molècula d'acetaldehid (més electrofílica que l'èster), generant majoritàriament el producte d'autocondensació: el crotonaldehid (compost G).