Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Reactions of carbanions from benzyl chloride as new metods of synthesis of compounds consisting of a three-membered ring

Kacper Kisiel

Abstract

Reactions between α halorocarbanions and compounds containing three membered rings are paths for the synteses of various epoxides and substituted cyclopropanes. The aim of this work was the research on conditions and general use of the new reactions between α chlorocarbanions generated via deprotonation of benzyl chlorides with strong bases and electrophilic partners such as aldehydes and ketones giving epoxides or α,β-unsaturated compounds giving substituted cyclopropanes. I pursued a literature research to analyze the paths of sythesis of epoxides and substituted cyclopropanes and to acquaint myself with properties such as stability or reactivity of α chlorocarbanions from benzyl chlorides. During my research I analyzed and choosed conditions of reactions in low temperatures and in the atmosphere of an inert gas between α-chlorocarb¬anions, generated by strong bases from the ring-substituted benzyl chlorides and aromatic aldehydes and ketones or Michael acceptors. Then I carried out some reactions under choosed conditions synthetizing products with acceptable yields, some of which had not been known yet. Their structures were confirmed by spectral analyses such as NMR, FTIR and MS. Another problem in this research was to explain the results of the reactions between unsubstituted benzyl chloride and benzaldehyde and its derivatives. It reacted with ketones with good yield and worse with Michael acceptors. Nevertheless, reaction conduced with aromatic aldehydes did not gave expected results. It was interesting because there was no reaction with aldehydes which are more electrophilic than ketones, Michael acceptors and nitroarenes but they did not react in the epoxidation reaction. I carried out some experiments which proved that the epoxidation reaction was not proceeding due to two competing reactions. The first one was the self-alkylation reaction of generated α-chlorocarb¬anion with neutral molecule of benzyl chloride and the second one was the addition of basic anion to the formyl group of benzaldehyde.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Kacper Kisiel (FC) Kacper Kisiel,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Reakcje karboanionów chlorku benzylu jako nowe metody otrzymywania związków zawierających pierścień trójczłonowy
Supervisor
Anna Kowalkowska (FC/CDSB) Anna Kowalkowska,, Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)
Study subject / specialization
, Technologia Chemiczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
20-12-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Tomasz Kliś (FC/DPC) Tomasz Kliś,, Department Of Physical Chemistry (FC/DPC)Faculty of Chemistry (FC) Anna Kowalkowska (FC/CDSB) Anna Kowalkowska,, Chair of Drug and Cosmetics Biotechnology (FC/CDSB)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
Chlorek benzylu, α-halokarboaniony, aldehydy, ketony, akceptory Michaela, epoksydy, cyklopropany
Keywords in English
Benzyl chloride, α-halocarbanions, aldehydes, ketones, Michael acceptors, epoxides, cyclopropanes.
Abstract in Polish
Reakcje α-halokarboanionów ze związkami zawierającymi elektrofilowe wiązania podwójne są metodą otrzymywania różnorodnych związków zawierających pierścień trójczłonowy – epoksydów i podstawionych cyklopropanów. Celem niniejszej pracy było zbadanie możliwości reakcji α chlorokarboanionów generowanych z chlorku benzylu i jego pochodnych, ze związkami karbonylowymi i elektrofilowymi alkenami. Addycja badanych α chlorokarboanionów do aldehydów i ketonów powinna umożliwić otrzymanie oksiranów podstawionych grupami arylowymi. Reakcja z akceptorami Michaela powinna skutkować utworzeniem arylocyklopropanów. Celem części literaturowej była analiza znanych dróg syntezy epoksydów i pochodnych cyklopropanów oraz zapoznanie się z właściwościami (trwałością, reaktywnością z partnerami elektrofilowymi) α-chlorokarboanionów chlorków benzylu. W trakcie badań własnych określiłem warunki dla reakcji α-chlorokarbo¬anionów, wytworzonych działaniem silnej zasady na chlorki benzylu podstawione grupami elektronoakceptorowymi, z aromatycznymi aldehydami, ketonami i akceptorami Michaela, po czym w tych warunkach przeprowadziłem szereg reakcji, otrzymując z dobrą wydajnością związki, z których część nie została dotychczas opisana w literaturze. Uzyskane wyniki wykazały ogólny charakter badanej reakcji. Strukturę otrzymanych produktów potwierdziłem analizą widm NMR, FTIR i MS. Kolejnym zagadnieniem, którym należało się zająć podczas badań, było wyjaśnienie reakcji niepodstawionego chlorku benzylu z aldehydem benzoesowym i jego pochodnymi. Reaguje on pod wpływem LDA w THF/HMPA z ketonami i akceptorami Michaela. Mimo przeprowadzenia eksperymentów z udziałem różnych aldehydów, nie udało się otrzymać diarylooksiranów. Jest to tym bardziej ciekawe, ponieważ chlorek benzylu reagował ze związkami mniej elektrofilowymi od aldehydów – ketonami i akceptorami Michaela, które z racji swojej mniejszej elektrofilowości powinny gorzej reagować z α chlorokarboanionami. Przeprowadziłem eksperymenty, które wykazały, że przebieg pożądanej reakcji addycji nukleofilowej jest uniemożliwiony z jednej strony przez szybką konkurencyjną reakcję benzylowania powstałego α chlorokarboanionu przez niezdeprotonowaną cząsteczkę chlorku benzylu, a z drugiej strony przez szybsze od deprotonowania chlorku benzylu przyłączenie anionu zasady do grupy aldehydowej.
File
  • File: 1
    praca-inż-Kisiel-Kacper-285384.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 36958

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTe4cdb2e47f12406baab535fecc40bee8/
URN
urn:pw-repo:WUTe4cdb2e47f12406baab535fecc40bee8

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page