Ácido catalizada por la síntesis de etilo ethoxymethylenemalonate

Question

Una síntesis de las quinolonas comienza con la formación de un etilo ethoxymethylenemalonate, como se ve en esta Síntesis Orgánica, papel.

Me han preguntado si el metiliden derivados se formaría si metilmalonato fue tratada con trimetil orthoformate con una cantidad catalítica de $\mathrm{H^+}$, sin calefacción. La naturaleza del disolvente no se menciona, pero supongo que la reacción se lleva a cabo en un medio no acuoso con una resina de intercambio iónico, ya que creo que trimetil orthoformate actúa como una trampa de agua.

Mi corazonada es que no debería ser una importante cantidad de producto formado. Estamos lidiando con un activados de metileno, ¿por qué no simplemente utilizar una base y, a continuación, continuar con nuestras adición? No me puedo imaginar cómo, en circunstancias normales, la eliminación de productos de etilo ethoxymethylenemalonate serán formados.

Cómo puede esta reacción ocurra en una mecánica de forma razonable?

Answer 1

Ok, voy a probar mi mano en el mecanismo. En mi opinión, la reacción debe trabajar con una cantidad catalítica de $\ce{H+}$ desde el paso clave para la reacción es la hidrólisis de la orthoester. Este es un entropically muy favorable reacción de un reactivo molécula se obtienen dos moléculas producto.

La molécula resultante es extremadamente reactivo. Por lo que fácilmente puede reaccionar con el enolized metiliden. La enolización podría ser facilitado por la $\ce{ZnCl2}$ y/o el gato. $\ce{H+}$. (No estoy del todo seguro de si el $\ce{ZnCl2}$ realmente desempeña el papel lo he dado a continuación, en esta reacción. Así que, si alguien conoce buenos argumentos en contra de ella, por favor hágamelo saber.)

El protonada producto puede tomar parte en un $\mathrm{E}1$ eliminación de reacción para producir etílico ethoxymethylenemalonate. El carbocation que los resultados de al $\ce{EtOH}$ deja la molécula es estabilizado por parte de la vecina etoxi grupo. El hidrógeno en el átomo de carbono central es muy ácido, ya que se encuentra entre los tres grupos carboxilato, por lo que incluso puede ser eliminado por no básicas de las moléculas, por ejemplo por un $\ce{EtOH}$, un metiliden o un othoester molécula.

Tanto para el ácido catalizada mecanismo. Ahora la pregunta, ¿por qué no simplemente utilizar una base para facilitar la adición de la activa de metileno compuesto. Bien, esto es debido al hecho de que orthoesters son bastante estables en contra de la hidrólisis básica. Así, bajo condiciones básicas que usted no consigue el carbonilo de los componentes de la reacción de adición.