علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
Reaction of alkenes with carbenes – cyclopropanation
المؤلف: University of Missouri System
المصدر: Organic Chemistry
الجزء والصفحة:
1679
The highly strained nature of cyclopropane compounds makes them very reactive and interesting synthetic targets. Additionally cyclopropanes are present in many biological compounds. One common method of cyclopropane synthesis is the reaction of carbenes with the double bond in alkenes or cycloalkenes. Methylene, H2C, is the simplest carbene, and in general carbenes have the formula R2C. Other species that will also react with alkenes to form cyclopropanes but do not follow the formula of carbenes are referred to as carbenoids.
Carbenes were once only thought of as short lived intermediates. The reactions of this section only deal with these short lived carbenes which are mostly prepared in situ, at the time of the main reaction. However, there do exist so called persistent carbenes, which are stabilized by a variety of methods often including aromatic rings or transition metals. In general a carbene is neutral and has six valence electrons, two of which are non bonding. These electrons can either occupy the same sp2 hybridized orbital to form a singlet carbene (with paired electrons), or two different sp2 orbitals to form a triplet carbene (with unpaired electrons), but we will focus exclusively on the more common singlet carbenes.
The reactivity of a singlet carbene is concerted and similar to that of electrophilic or nucleophilic addition. The highly reactive nature of carbenes leads to very fast reactions in which the rate determining step is generally carbene formation.
The preparation of methylene starts with the yellow gas diazomethane, CH2N2. Diazomethane can be exposed to light, heat or copper to facilitate the loss of nitrogen gas and the formation of the simplest carbene methylene. The process is driven by the formation of the nitrogen gas which is a very stable molecule.
A carbene such as methylene will react with an alkene which will break the double bond and result with a cyclopropane. The reaction will usually leave stereochemistry of the double bond unchanged. As stated before, carbenes are generally formed during the reaction; hence the starting material is diazomethane not methylene.
In the above case cis-2-butene is converted to cis-1,2-dimethylcyclopropane. Likewise, below the trans configuration is maintained.
In addition to the general carbene with formula R2C: there exist a number of other compounds that behave in much the same way as carbenes in the synthesis of cyclopropane derivatives. Halogenated carbenes such as dichlorocarbene, Cl2C:, are more stable than simple alkyl carbenes. Dichlorocarbene can be conveniently prepared from chloroform (CHCl3) with base in the presence of a phase transfer catalyst:
These halogenated carbenes form cyclopropanes in the same manner as methylene: