بسم الله الرحمن الرحيم اليوم نبدأ معكم في موضوع
جديد في مجال تحضير الـ heterocyclic rings ونحن
اتفقنا سابقًا أنه نريد شرح طرق عامة لتحضير الـ
heterocyclic rings من خلال أن نحضر حلقات مختلفة
ولا نركز على حلقة واحدة، لأننا نركز على طريقة أول ما
تكلمنا، تكلمنا على تفاعل الإبدال على ذرة كربون
تحمل أربع روابط، زي ما سميناها tetragonal carbon، و
ربما تتذكروا أننا استعنا بقواعد Baldwin، فلما
كنا نعمل إبدال على tetragonal carbon، كنا نشيل
مجموعة مرتبطة برابطة واحدة، ولذلك ما كان هنا في عندنا
احتمال إلا أن الـ cyclization يكون أيش؟
exocyclization، يعني ما فيش إمكانية أن يكون عندي في
الـ tetragonal cyclization endocyclization، بس طالما
أنها رابطة بدأت تتحرك، إذا هي فقط هتتحرك للخارج، و
يتم الـ cyclization. أخذنا أمثلة كثيرة، الآن لما نيجي
نشتغل على الـ diagonal atoms أو carbons، في عندنا
double bond. الآن لما يصير في عندنا double bond
بيصير في عندنا إمكانية لنوعين من الـ cyclization لـ
exocyclization، يعني واحدة من الـ double bonds، خلينا
نقول هذا الـ pi bond تتحرك للخارج، this is
exocyclization، وهذه بتكون الحقيقة عملية addition
أو أن الـ double bond تتحرك بداخل الحلقة، يعني هذه
وبالتالي بيكون عندنا endocyclization. ففي حالة ما
بنحكي عن الـ double bonds، بصير في عندنا احتمالين من
ناحية المبدأ في البداية، أنه في احتمال الـ
exocyclization، في احتمال الـ endocyclization. هذا
إذا تكلمنا عن الـ double bonds بشكل عام.
الـ C double bond O، الـ C double bond N، الـ C
double bond S، وربما الـ C double bond C لو أنا
بتطلع على هدول الـ double bonds اللي موجودين عندي
بلاحظ أنه في الـ double bonds الثلاث الأوليين، نسبة
الاستقطاب فيهم عالية، بحيث أن الكربون في الغالب
هتكون partially positive، وهذه partially negative
وبناءً على ذلك، لما ييجي النوكليوفيل يهاجم، هيجي
يهاجم على الكربون، وهتتحرك هذه الرابطة بهذا الشكل
فغالبًا مع هدول الثلاث هنصير نحكي عن exo
-cyclization، يعني بيكون عندي احتمال واحد exo
-cyclization. لما بحكي أنا عن carbon double bond
carbon، الآن مختلف، أنه which carbon will be more
positive than the other، it depends on the other
groups هنا، وبناءً على ذلك ممكن نحكي عن
exocyclization، وممكن نحكي عن endocyclization.
وبالتالي بكل احتمال أكثر أن نحصل على two products
في حالة الـ carbon carbon double bonds، يعني لما
نقول أكمل المعادلة، لو عندنا carbon oxygen double
bond، هو تفاعل واحد، the nucleophile will attack the
carbon atom. واضحة، فهدول لسه بيصيروا بالنسبة لنا
أسهل، لإنه بيحتملوا احتمال واحد اللي هو الـ
exocyclization. في غالب الأحوال، هنا في عندي
احتمالين، الـ exocyclization والـ endocyclization، we
expect two products. الآن النتيجة ممكن يطلع الـ exo
ممكن يطلع الـ endo، وممكن يطلع خليط منهم في النهاية.
الكيمياء بتضل أيش؟ علم تجريبي، هنشوف أمثلة بالتدريج،
نتناقش كل الـ cyclization على هذه الأنواع من الـ
double bonds.
هنا نريد ذكر بشغلة كثيرة مهمة بالنسبة للـ carbonyl بالـ
bond O، الـ carbonyl بالـ bond O، لما تدرس في الـ organic الـ
chemistry، اللي هي الـ carbonyl group، قلنا الـ
carbonyl compounds يقسموا إلى نوعين أساسيين، و
يصنفوا حتى في كتب الكيمياء العضوية بهذا الشكل.
الـ aldehydes والـ ketones لحال، والأحماض الكربوكسيلية
ومشتقاتها لحال. ليش هذا التصنيف اعتمادًا على التفاعل
الأساسي لكل عائلة، الـ aldehydes والـ ketones تفاعلها
الأساسي الـ addition. الآن شطرين كلكم بتقولوا
addition، وبعد شهر بتقولوا substitution، لكن في
الامتحان إلا نسبة ثلاثين في المائة من الطالبات بييجوا
يشتغلوا بالعكس ويعملوا خطأ، لأنهم ما بيصدقوش أنهم
ما بيعملوا أخطاء. مثلًا هذه الـ C double bond O، لو
بدنا نتخيلها، هذه aldehyde ولا لا؟ aldehyde محذوف، اش...
فلو بدي أم عليها التفاعل، المفروض هذا الـ nitrogen
as nucleophile هاجم هنا، أضيف على الـ C double bond
O، صارت الـ double bond single bond، إذا هذه عملية
ايش؟ صفة عندي هنا OH، و جنبها NH، غالبًا إذا الـ OH و
الـ NH جنب بعض، أو ممكن حتى OH مع CH ثانية جنبها
يعملوا حذف للمياه، OH مع H plus، الـ OH مع زوج
الإلكترونات مع H plus بيعملوا double bond، لو كانت
تنافس أن الـ OH تحدث H عن الـ nitrogen أو عن
الكربون، هتحدث عن الـ nitrogen، وبناءً على ذلك
النتيجة النهائية هتكون C double bond N. هذا الكلام
كثير مر علينا، يعني لما كنا ناخد تفاعلات الـ amines
مع الـ ketones، تفاعلات الـ oximes، تفاعلات الـ ... الـ
hydrazones، كنا نقول C double bond O زي N H2 C
double bond N، وننهي الموضوع. واضح؟ هذه عملية الـ
addition اللي بتتم في الـ aldehydes أو الـ ketones.
الآن لو كان عندي C double bond O E star أو acid أو
اللي هي العائلة الثانية، acids and their
derivatives، بتتم عملية أيش؟ Substitution، أن هذه
بتهاجم، وبتطرد الـ X، وبناءً على ذلك بيصير عنده C
double bond O in this case and H، حسب النوكليوفيل.
لو كانت هذه OH، بيكون C double bond O، وبتصير
العائلات في الكيمياء العضوية زي ما أنتم عارفينها،
الـ C double bond O جنب O، يعني Cyclic E star
بيسموها lactone، الـ C double bond O جنب N Cyclic
Amide بيسموها
ماذا يسمونه Cyclic Amide؟ Lactam اللي موجود في حلقة
البنسلين، الحلقة الرباعية، الـ beta-lactam اللي
بتذكروا حلقة البنسلين فيها carbonyl بالـ bond O و N، و
هذه الحلقة مرتبطة بحلقة خماسية، عشانك بيسموها beta
-lactam، لأن هاي موقع Alpha، والنيتروجين هذا على
بيتا، واضح؟ فبنقول احنا beta-lactam وما إلى ذلك.
بناءً على ذلك بتكون بهذا الشكل، إذا بدنا نكون
مظبوطين عشان نقول هاي Alpha، هاي Beta، وهنا حلقة
خماسية أو حلقة سداسية. واضح؟ حلقة خماسية اللي هي
مشتقات البنسلين الأساسية، لو بدنا نفس البنسلين
المشتقات الجديدة، صاروا يبدلوا الخماسية بسداسية
الـ cephalosporins وما إلى ذلك، بكل الأحوال
الـ lactone والـ lactams المفروض أشياء تكون معروفة عندكم.
إذا أنا في الـ carbonyl بالـ bond O بدي أكون منتبه أن
التفاعل اللي عندي هل هو تفاعل Addition ولا تفاعل
Substitution. الآن لو بدنا ناخد أمثلة على
نيوكليوفيل مختلفة، الآن النوكليوفيل الـ oxygen
النوكليوفيل عادي عليه أزواج إلكترونات، هذا سهل، الـ
nitrogen، النوكليوفيل عادي، الـ carbon بيكون
النوكليوفيل، ولكن بإيش؟ بمساعدة الجيران. ليش؟ لأن
الكربون بوضعه الطبيعي ما عليه أزواج إلكترونات،
الكربون بوضعه الطبيعي بيعمل أربع روابط، ما عليه
أزواج إلكترونات. الأكسجين وضعه الطبيعي في الدنيا
رابطتين وزوجين إلكترونات، موجودة. فكرة النوكليوفيل
فيها النيتروجين ثلاث روابط وزوج إلكترونات، لكن
الكربون أربع روابط، إذا الكربون لما بدأ أجي أفكر
فيه وقت أيش بيشتغل as nucleophile، بدي أتذكر الـ
activation للهيدروجين اللي موجودة على الكربون،
بحيث إنها تفقد كأحماض، مر علينا إنه جنب الـ carbonyl بالـ
bond أو لما بيكون عندكم CH2، هذه بتكون activated CH2
أو CH3. الآن بيزيد الـ activation لو كانت الـ CH2 كمان
C double bond O، واضح؟ زي الـ malonic ester، بيصير
سهل إنه هذه تفقد H plus، وقتها بده يظل عنده carbon
minus، صار عنده carbon as nucleophile، واضح؟ طبعًا
ممكن على C double bond O واحدة تم فقد هيدروجين
بالتأكيد زي تفاعل Aldol، اتذكروا Aldol في الـ
Acetaldehyde، كان تم من هنا اتفقد الهيدروجين، لكن
بكون بدي أيش؟ strong base، لكن هنا weaker base بتمشي
قاعدة أضعف بتمشي، هنا بكون بدي قاعدة قوية، الآن بدل
الـ carbonyl البندقية في عندي احتمالات ثانية، أيش اللي
ممكن يكون عندي؟ سيان يكون عندي sulfur، يكون عندي
بنزين في الـ ring، يكون عندي halogen، كل هذا الكلام
لو أن وجد كمان جنب الـ CH2 بيساعد على أن هاد الـ CH2
تصير أشمالها activated، وبالتالي باستعمال الـ base
بتفقد الـ proton، فبيصير عندي carbon nucleophile. طيب
غير الـ carbon nucleophile، نتذكر الـ carbon
nucleophiles مع بعض غير جنب ال C double bond O
وين ال carbon كمان بيكون nucleophile يعني قلنا
جنب ال C double bond O بمساعدة ال C double bond O
ومثلها أحيانا C double bond N ممكن و C double bond
C ممكن الكربون بيشغل ال nucleophile طب غير هذا
الكلام وين بيكون ال Carbon Nucleophile مر علينا
الـ Grignard Reagent احنا قلنا ان ال Grignard R
مع إلكتروناتها بنعتبر ال Grignard MgX العامل
الفعال فيه R مع إلكتروناتها فالـ Grignard reagent
is a carbon-nucleophile طبعا زي الـ Grignard
بتجيني الـ organometallics التانية لو كان ليثيام
المهم مع metal واضح؟ ال carbon مع metals فال
carbon بياخد زوج الإلكترونات و هي بيشتغلوا ال
nucleophile هذا أيضا carbon-nucleophile إيش كمان
مر علينا carbon-nucleophile؟
الـ Acetylides يعني لو قلنا الـ R C triple bond CH
قلنا احنا ان ال terminal alkynes are acidic يعني
هذا في وجود strong base strong base ما هي ال
lithium ال strong base؟ شو هيفقد؟ ال H بس ال H
لحالها إذا دل عند زوج إلكترونات و ال carbon هنا
صارت إشمالها minus الان كل هذا الكلام اللى أخدناه
في ال organic chemistry بلحظة من اللحظات ممكن يمر
معنا عشان يكوّن carbon nucleophile يتفاعل على ال
C double bond O و بدنا نكون من ذاكرينه واضح؟ على
سبيل المثال لو اتطلعنا على المركب اللى موجود
أمامنا لاحظوا كام CH2 موجودة فيه هذه واحدة CH2 CH2
هذه بين C=O و Sulphur إذا هذه Activated ولا لأ
Activated هذه زيها بين C=O و Sulphur إذا
Activated لاحظوا لما أنا بفعل مع Base احنا مختصرين
الكلام أول ما بيصير مع Base كأنه اعمل اتهانة minus
و minusواضح؟ الآن بعد هيك هذي لما بدا تيجي تتفعل و
تعمل رابطة هنا شو هيصير ال او؟ او اتش او اتش هنا
اتش احذفوا ميه O H مع H C=O نفس الكلام على
الجهة التانية O H مع H C=O او الكلام العام
اللى كنا نعرفه زمان انه لو التقى في النهاية H2 و C
C=O هى ال H2 مع ال O بيصير C=O
زى لما كنا نفعل C=O مع H2 كيف كنا نكتب
التفاعل كمحصلة هي C=O كيتون او الديهايد
طبعا مع NH2 او RNH2
عطول نحط C=N طبعا
هذا التفاعل ايش احنا بنسميه
ايوة
قوله صح addition
Elimination تفاعلين في بعض Addition elimination
لأن مش كل مرة بنذكر في ال addition elimination
خلاص شفنا N H2 مع C=O N H2 امين مع
الديهايد او كيتون C=N بس بتكون كتفاعل
تمت من خلال ال ايش ال addition elimination لأن هنا
ال CH2 زيها بالظبطعملة ال addition وعملة ال
elimination بالطريقة
اللى وضحناها لكم
هنا في عندنا مثال تاني هذا المثال التاني بنسمي
احنا بالكنور synthesis of furan تحضير الفيوران
بطريقة يعني هدول علماء بالكنور بنستعمل فيها one
four-dicarbonyl compounds لما انا بدي اجي اقول
واحد اتنين تلاتة اربع يعني ال C=Oأو
الـ Dicarbonyl Compounds على أي مواقع نسبية على
واحد وأربعة حتى لو كانوا في الجزء مش على واحد
وأربعة بيسميهم إيش احنا؟one four يعني افترضت كأني
انا عندي two carbons one two three four five six
seven eight يعني افترضت ان كل هذه السلسلة تمان
كربونات لكن هذا لما بنسميه .. شو بنقول عنه؟ one
four 1,4 dicarbonyl compounds مانجيش نقول عنه
مثلا three seven or whateverواضح الفكرة؟ هذا الـ 1
,4-dicarbonyl compounds الان هذا الـ 1,4
-dicarbonyl compounds بنخليه يسكر الـ C=
O على C=O تانيا بنضيف شوية حامض
الحامض عارفين انه بيعمل catalysis للـ C=
O بساعدها في الإغلاق الان انتوا حرين تفهموا
ان ال double bond هناالـ Nucleophile هاجمت على الـ
Carbon يعني الـ Bi-bond الـ Nucleophile هاجمت على
الـ Carbon على العين والرأس اللي مش حابة تفهم
هالكلام تتذكر ان هذا كمان انا ممكن ارسمله ايش؟
Enol Form ممكن ارسمله Enol Form و اتخيل ان هذه الـ
Oهاجمت هنا صار عندي OH الان لما بيصير هنا عندي OH
مع H مجاورة بدون يعملوا حذف صار C=O فلو
رسمنا ال E وال form لواحدة منهم خلينها تسكر على C
C=O وعملت رابطة
و OH مع H صار عنده الفيوران فبصير احدى طرق تحضير
الفيوران حقيقة بالكنور سينثسيز of فيوران لو اجينا
نسألكم بالكنور سينثسيز of فيوران is a substitution
reaction no it is an addition reaction حولنا فيه
صيغة بالبنط O إلى OH هذا هو ال additionواضح؟ this
is an addition reaction هذا تفاعل النيوكليوفايل
اللي موجود فيه الأكسجين والإلكتروفايل الـC=
O الآن ممكن بطريقة بالكنور سينثسيز نحضر ال
Pyrrole أيضا من ال 1,4-dicarbonyl compoundsيعني ال 1
,4-dicarbonyl compounds هين حضرنا منهم أول إيش إيش
الفيورام ممكن نحضر منهم ال pyrrole كيف بدنا نعمل
هذا الكلام بنيجي الفاعل الأمين مع ال 1,4
-dicarbonyl compounds الآن ع طول ال NH2 مع ال C
C=O شو بدهم يعملولي addition followed by
elimination C=NR هذا عبارة عنامين ال C
C=N ان امين اخدنا tautomerism اللي هي امين
اينامين اين يعني في عندي الكيل و امين اللي هي ان
اتش عادية فهذا الامين هذا الانامين which is more
stable بشكل عام هذه زي ال keto enol tautomerism
متذكرين كيتو اينو التوتمريزم اللي مش متذاكرة
بيرجعها وكان ال more stable form بالأليفات ال
compounds الكيتون الان برضه في عندي توتمريزم تالي
شبه ال اين
الإمين والإينامين هذا هو الشكل المستقل في شكل
الإينامين فأنا عملت الإيمين وبيعمل توتماريزم
للإينامين الآن هي ال يوكليوفايل عندى هى في عند ال
يوكليوفايل هذا ال يوكليوفايل بيعمل addition ع
السيدة بالبنده O ولا لأ شو هتصفه؟ OH مع H
dehydration بحذف ميه ال O H مع أزواج إلكتروناتها
ما قدش plus يعني كأنه بتكون .. تتخيلوا أن هذه
بتلفها تطرد واضح؟ صار عندي pyrrole صار عندي pyrrole
إذا هي ال one-fourth dicarbonyl compound إيش
حضرنا منه؟ furan وحضرنا منه؟pyrrole الـ A هيمر
معنا مرة تانية أنه ممكن نحضر منه thiophene كمان كيف
ممكن نحضر منه thiophene أنه احنا في البداية بنعمل
تفاعل له مع ال sulfur يعني بنخلي هذا تصير sulfur و
زي ما سكرنا في حالة ال oxygen بنسكر في حالة ال
sulfur
سهل أن نحوّل C=O إلى C=S
باستعمال Reagents زي الـ B2S5، Diphosphorus
Pentasulfide أو في Reagent تاني اسمه Lawesson's
Reagent Lawesson's Reagent هذا Reagent مختصر حوّل
الـ C=O إلى C=S
Lawesson's reagent ممكن تشوفوه في الموسوعات او ما
إلى ذلك عبارة عن aromatic compounds في كذا sulfur
لو فعلناه وضيفته باختصار انه يحول C=O
الى C=S فإذا قرأته قال اه يعني this is
Lawesson's reagent
واضح؟ إذا لاحظوا هاي ال one-fourth dicarbonyl
compounds للناس اللي بيحبوا الامتحانات بيصير سؤال
typical لإنه نقولهم والله من one-fourth
dicarbonyl compounds حضرولنا if you run with pyrrole,
if you run with pyrrole, if you run with pyrrole, if you run
with pyrrole, if you run with pyrrole, if you run with pyrrole,
if you run with pyrrole, if you run with pyrrole, if you run
with pyrrole, if you run with pyrrole, if you run with pyrrole,
if you run with pyrrole, if you run with pyrrole, if you run
with pyrrole, if you run with pyrrole, ifهي مثال إضافي على
ال pyrrole هو نفس المثال السابق أنه جيبنا احنا
امين مع واحدة من ال c=o's يعني كأنه
هنا صار an R امين in amine وخلوها تسكر هنا نفس
المثال السابق تماما لكن صار الـ by role ضمن حلقة
أكبر
أيضا من التفاعلات الإضافية على هذا الموضوع اللي هي
التفاعل على الـ CH3O Synthesis of Indole الآن هنا
بيجوا بيشتغلوا على الـ CH3 هل يا ترى هذه الـ CH3
اكتفيت ولا لأ تنسوا أنتم أننا قلنا CH3 CH3
Jump C double bond O اكتفيت ولا لأ الآن الـ C
double bond O أو C double bond C نفس الفكرة
بيعملوا من ناحية إلكترونية واضح؟ يعني هذه CH3 في
النهاية جام CH3 جام CH3 جام CH3 جام CH3 جام CH3
جام CH3 جام CH3 جام CH3 جام CH3 جام CH3 جام CH3
جام CH3 جام CH3 جام CH3 جام CH3 جام CH3
جام CH لاحظوا كم شغل استعملناه strong base و heat
في النهاية خليناها دي CH2- و خليناها تضيف على C
double bond O و ما تعملش هنا المركب لأنه جنب
aromatic كامد حتى يعني بمعنى لما يضيف هنا حيصير
عنده OH و جنبها NH و جنبها هنا CH في كل الأحوال
الحقيقية في OH مع H هيطلع عنده الـ Indole هذا عبارة
عن تفاعل carbon nucleophile مع C double bond O
المثال
اللي هنا مثال جميل Nitro وع طول كلكم بتتذكروا كيمياء
البنزين والانيللين الـ Nitro بالـ reduction هو
الانيللين احنا كيف بنحضره reduction of Nitro بنزين
بناء على ذلك لو أنا أخذت الـ Nitro compound هذا بالـ
reduction شو حيصير عندي؟ الـ NH2 عبارة عن الـ
nucleophile وين بدو يهاجم؟ على الـ C double bond O
بهذا الشكل صارتو اتش و اتش مع اتش بيعمل
double bond و بيسكر صار أيضا عندنا اندول هم لاحظين
كيف بنصل لمركب بطرق مختلفة لكن بنفس الفكرة يعني
الاندول بهذه الطريقة و من هذا المركب و من هذا
المركب طبعا مختلفين في إش موجود عندهم في الـ R والـ
R واضح؟ يمكن هنا خليني أروح لفكرة أساسية كثير في الـ
heterocycle chemistry أنه ليش أنا جاعد كل مرة بحضر
الـ endol بطريقة معينة أو لما بدي أجي أخد الفيوران
بدي أحضر .. أخدلي عشر .. عشر أو خمستاشر synthesis
of الفيوران الكيمياء الحلقية .. الكيمياء الحلقية
بتختلف عن كيمياء البنزين اختلاف أساسي وجوهري جدا
كيمياء البنزين مبناها ككيمياء مبنية على أن في عند
حلقة البنزين موجودة تمام؟ و ايش أنا لازمني على حلقة
البنزين بأبدأ من بنزين و بصير أضيف أول substituent
و ثاني substituent و بأخد الأفكار اللي تعلمتها
activating groups و deactivating groups و
orthopara directing groups و metadirecting groups
لكن منطلقي لتحضير الـ substituted بنزين يعني لو بدى
مركب زي هذا مثلا CH3 NO2 هذا من أين أنا بحضره من
البنزين بأبدأ البنزين الكيلةشن المثل بتودي
أورثوبارا و بعدين نيتريشن منطلقي الحلقة اللي زيها
الآن الـ heterocyclic chemistry لا تنطلق من الحلقات
طبعا يعني اللي بده في الـ heterocyclic chemistry
substituted فيوران على سبيل المثال ربما نادر جدا
نفترض هنا عند مجموعة X أو Y أن يكون التفكير اللي
عنده التفكير اللي عنده أن أبدأ بـ فيوران و أحط
المجموعات اللي بدك إياها هنا التفكير اللي عنده أن
هذا الفيوران كيف بتحضر أصلا بحط المجموعات عليه من
قبل التحضير من قبل عملية إغلاق يعني لو كنت أوضح
أنا أرجع للمثال اللي هنا لاحظوا بهذا المثال كم
مجموعة أنا عندي على الفيوران أربع مجموعات ولا حد في
الدنيا بيفكر أنه لما بده يحضر هذا المركب .. لما
يحضر هذا المركب أنه يجيب فيوران و يبعد باقي
نضيف المجموعة كذا كذا كذا كل المجموعات اللي بدي
إياها بضيفها قبل عملية إيش الإغلاق بجيب مركب فيه C
double bond O جب و الـ R هادي و أنا C double bond O
جب هذا الـ R و هذا الـ R بكون عامله و هذا عامله
بالكيمياء العادية و بعدين بسكر فالـ substituents في
الـ heterocyclic compounds بتلحط قبل الإغلاق في الـ
aromatic compounds بتنحط غالبا بعد الإغلاق يعني
منطلقنا هناك البنزين بس احنا هنا ما بننطلق من حلقة
نقول الـ parent ونصير نحضر منها وعشان هيك الـ
heterocyclic synthesis مختلفة بفكرته عن أن الواحد
يكون حاضر aromatic compounds اللي بده شغلة بحط
الأشياء وين؟ على القطع اللي بده يعمل عليها الإغلاق
بحط الأشياء اللي لازمها على القطع الأصلية اللي بده
يعمل لها cyclization مش بيحضر حلقة أو بيروح بيشتري
payroll أو furan وبعدين بيقول بده أعمل عليه تفاعل
هذا الكلام في الـ heterocyclic compounds قليل جدا
واضح الفكرة؟ يعني هاي مثلا الدول عليه substituents
معينة بدنا نحطها من البداية و بعدين نعمل الـ
cycleization اللي موجود عندنا نشوف مركبات جديدة مثلا
بنزو فيوران نشوف مركبات بنزو فيوران هاي الـ بنزو
فيوران هذا اللي موجود عندنا عليه two substituents
هنا يعني لو افترضنا أن هذا الـ R مثل خليني احط
فرضيا أن هذا الـ R CH3 و هذا الـ R C double bond O
خليني اقول اثل
واضح؟ ما بفكرش أنا أن هذا المركب أجي أحضره من
بنزوفيوران و بعدين اقول كيف بده احط الـ CH3 و كيف
بده احط الـ CO2 .. الـ C double bond O إثل واضح؟ لأ
بأجي من نقطة البداية لما بصمم الـ synthesis بحطها
دول الأشياء الآن لو بدأت بفينول هذا المركب عبارة
عن ايش؟ فينول و الفينول عليه C double bond O R
وجدت لما أنا بحطها بخليها تكون C double bond O CH3
صار عندي سؤال أن كيف تحضر هذا المركب أنت؟ واضح؟
يعني بيصير سؤالي كـ organ chemistry أنه أنا هذا
المركب لازمني وجدت هذا لأنه مشتقة بنزين، بترجع
لكيمياء البنزين، كيف ممكن نحضر هذا المركب؟ طبعا
هتتذكروا أن الـ acidity group بنقدر نحطها، لكن الـ
OH عادة لما بنحطها بنعمل نيترو والنيترو نحوله
لانيلين والانيلين لديازونيوم سولت والديازونيوم
سولت مع H بلس نخليه فينول الآن الفينول أورثو بارا
directing group مثلا أو الامين أورثو بارا
directing group له واضح الفكرة كيف؟ اه الآن هذا
الكلام أعمله وحطينا CH3N ابني جهانا فاعل هذا الجزء
مع PR CH2 C double bond OR يعني هذه عبارة عن ايش C
double bond OR ثانية الآن لو أنا بدي هذه اثل من
البداية بحطها اثل لو بديها مثل من البداية بحطها
مثل يعني أنا حطيت ايش الآن لاحظوا لدي CH2 حاملة بار
و OH هذا عبارة عن اليوكليوفايل مار علي لو خلطته مع
بعض الـ substitution أسألتوا
substitution غالبا لأن هذه primary صار عندكم O
CH2C double bond O إفل الآن لما أستعمل الـ base CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2
Elimination طلع المركب اللي عنده شفتوا كيف نظام
الـ synthesis في الـ heterocyclic chemistry أن
المجموعات اللي بتديها على الناتج بأبدأ من البداية
أخليها تكون موجودة عنده واضح؟ من البداية بأبدأ
أخليها تكون موجودة عنده يعني لو مثلا افترضنا أن
طالبة في الأساس مهتمة أن هذه المجموعة تكون إثلاول
ما بدها تحضر هنا بدل ما تجيب الـ reagent اللي
يتفاعل هنا يكون CH3 OCl CH3 هتجيب CH3 OCl إثل
فالمجموعات عادة بنحطها من الأول إنما ما في عندنا في
الـ heterocyclic chemistry أن أقول بأحضر الحلقة نقية
أو بأشتريها شراية وبعدين أعمل عليها substitution
فهذا مبدأ عام عندنا في موضوع الـ heterocyclic
synthesis و آخد الأمثلة الآن
نأتي لهذا المركب ايزوكزازول وهذا ايزوكزازول عليه
مجموعتين R لاحظوا كيف التحضير تبعه لو أخذنا احنا
one three-dicarbonyl compound
يعني هي carbon واحد اثنين ثلاثة كأننا بنقول أن هذي
C double bond O و هذي C double bond O هي واحد
اثنين ثلاثة إذا هذا one three-dicarbonyl compound
ولا لأ طيب لو فعلته مع أن H2OH هيدروكسيلمين مع
كيتون ايش بيعطيني على طول اكزين
Hydroxylamine مع كيتون خليه يتفعل على هذا الـ C
double bond O هتصير C double bond N O H This is N
أكزيم و هذه C double bond O موجودة هنا الآن هذه الـ
on-eucleophile ممكن تتسكر هنا و تعمل عنده؟ OH مع H
elimination ايش صار عندك؟ isoxazole لاحظوا طبعا هذا
الكلام لناس بدهم يتخيلوا أنهم بدهم يتعبوا شوية
بيصير جزء من التفكير اللي عندهم يا ترى لو إجا و
سألني how can you prepare this compound؟ بدكوا
تبدو في الـ ايش الـ disconnection approach لو قلكوا
كيف ممكن تحضر هذا المركب بدكوا تبدو في الـ
disconnection approach الآن في الـ disconnection
approach بدوا يبدأ يصير معروف عندكم أنه أول قطع
ممكن تعملوا من هنا و ترجعوا هذه إلى C double bond
O and
O H هذا القطع الأول دائماً جامبلين يوكل يو فاي
بإمكانكوا تعملوا قطع و ترجعوا هذه إلى C double
bond O يعني كأن هذه كانت OH OH الـ OH كانت C double
bond O بعد هيك ممكن تعملوا القطع الثاني
واضح؟ فمعظم هذه الأمثلة اللي موجودة بإمكانكوا
إنتوا تعملوا تدريب عليها أنه لو اجت اه ما احنا
عارفين أنه كل C double bond N شو كان أساسها؟ C
double bond O and H2 هذه الـ O اللي جنب C double
bond C أو بشكل عام عشان أساعدكوا للمستقبل وين
بتشوفوا؟ وين بتشوفوا في الـ disconnection approach؟
C double bond C و جنب هالـيوكليوفايل ما تبقى بره
بيقولكوا كيف هذا اتحضر Carbohydrate بدكوا؟ على طول
يكون التفكير تبعكم أن هذا
كان C double bond O وهنا كان نيوكليوفايل
عارفين و هذا سهل معناه الـ Retrosynthesis فتطلعوا
على هذه الفكرة الجيدة يعني هذا الجزء من الجزء ..
هذا الجزء من الجزء احفظوه أن الـ C double bond C
اللي جنبها نيوكليوفايل بقدر أنا أقول أنه حصلها C
double bond O نيوكليوفايل بهذا الشكل واضحة هذه
الفكرة؟
بجينا cyclization جديد هذا الـ cyclization بنقوله
cyclization onto an ortho position of a بنزين ring
الإغلاق على موقع أورثو من حلقة البنزين وهذا النوع
من الـ cyclization بيعطينا fused rings يعني كتير جداً
لما بتشوفوا الـ fused rings أول ما تفكروا فيهم
فكروا بهذا الـ cyclization اللي هو الـ cyclization
على موقع Ortho الآن ايش قصة موقع Ortho هذا ببساطة
الـ ortho position يعني لو هي .. هي أنا عندي إبدال
من هذه النقطة وين موقع Ortho الـ ortho position
بتكون اعتبروه أن هو الـ nucleophile الأورثو بوزيشن
اكتس از الـ يوكليوفايل الأورثو بوزيشن اكتس از
الـ يوكليوفايل واضح هذا الفكرة يعني لما آجي أنا
أتخيل هذا الجزيء أن هذا الـ intermediate هي موضوعي
لكن خلينا نشوف كيف اتكونت اتكونت من أنيلين هي
الأنيلين شايفينه؟ فين السكرته على 1,3-dicarbonyl
compounds R,CWBond O,CH2,CWBond OR يعني الـ CWBond
O اللي هنا مع الـ NH2 عملت ليه؟ CWBond N هذه خطوة
تحضيرية مش خطوة إغلاق حلقة هذه كيمياء عادية CWBond
O مع NH2 أصل هذه الآن اللي بهمني أنا في
الـ cyclization اللي هي
هذه الآن هنا بإمكانكم تفهموا الموضوع أن هذه الـ
double bond بإمكانها تيجي تهاجم هنا وتعمل addition
أو H تعمل addition بعد هي بتفقد الـ H اللي هنا
بترجع هذه واضحة الفكرة يعني هذه الـ double bond
بإمكانها تعمل addition الـ H هذه سهلة تفقد بتفقد
وبرجع البنزين للغرض التطبيقي ما نتعبكم ضايعوا مخكم
و وجدكم في ايش في أنكوا تتخيلوا أسهم على طول بدكم
تحطوا الجواب أن هذا الـ orthoposition هذا الـ
orthoposition اللي زي هيك هذه الـ double .. هذه الـ
bond اللي هنا مع الـ H و أنتم غاضبين وين بدكم
تنجلوها بدل ما هي هيك بدون ما نقعد نتعب حالنا هيك
و الـ .. و هذه ايش صارت
يعني تخيلوا ببساطة كأنه الـ double .. كأنه الـ
single bond اللي مع الـ H حطيناها هنا و جبنا الـ
action هذه محصلة التفاؤل هاي بتتم عملية ايش الـ
cyclization طبعاً بعد هيك OH مع H شو بيعملوا عندهم
double bond هذا المثال نفس الشيء بس بدنا فيه بدل
aniline فيلون انتبهوا بقى كيف أنا نفس الفكرة كيف
بصمم التحضير بنفس الفكرة يعني هنا فين الـ N H2 و
هنا فين الـ O H الآن هذا الـ O H روح اتحطته مع R C O
C H C L لحظة الـ O H وين بتروح بتسكل بتطرد الـ C L
الـ substitution الـ Eucleophilic Substitution هاي
صار عندكم CHR اللي هي موجودة هنا و C double bond O
هاي الـ orthoposition الرابط اللي هنا وين بده تصير؟
صارت هنا، هاذي؟
OH OH واضح؟ الـ OH و الـ H عملوا إغلاق على
أي حال؟ أفهمنا إذا الـ cyclization على الـ
orthoposition في عندي أنا أنثى إضافية كلها في الـ
cyclization على الـ orthoposition لكن اللي بيصير
أنه شوية بالفصل عندكم المثال يعني هذه الـ NH2 اللي
هتحل محل الـ PR و بعدين هذا الـ cyclization سهل ولا
لأ؟ سهل هذه الآن H2 أن تعمل إبدال للـ CL لأن هذا
acid chloride و بعدين هذا الـ orthoposition يسكر
هنا سهل أمثلة كتير جداً و عشان هيك جزء من الـ
homework اللي هتجيبه هذه الأمثلة الحقيقة من مجالات
يعني اعتبروا أن أنا كمان جيبت homework هذه من مجلة
مثلاً اسمها journal of chemical research في النهاية
بيعمل عدة تفاعلات ممكن ناقش هذه الأمثلة في المرة
الجاية لكن كل محورها ايش؟ cyclization على الـ
orthoposition وبهيك بننهي الجزء تبعنا ومر علينا
أنفلة متنوعة من الـ cyclization على الـ C double bond
O بما في ذلك أن الـ orthoposition يكون بيشتغل كـ nucleophile
كـ nucleophile