Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В органической химии , α-гало кетоны может быть уменьшена с потерей галогена атома с образованием енолятов . Α-галогенкетоны легко получают из кетонов с помощью различных реакций галогенирования кетонов , а продукты представляют собой реакционноспособные промежуточные соединения, которые можно использовать для множества других химических реакций .

Введение [ править ]

Восстановление α-галогенкетонов приводит к образованию разнообразных структур продуктов, которые могут проявлять уникальные паттерны замещения и реакционную способность. Например, восстановление α, α'-дигалогенкетонов приводит к 2-оксиаллильным комплексам металлов, которые участвуют в реакциях [4 + 3] и [3 + 2] циклоприсоединения в качестве 2π компонента. [1] 2-Оксиаллильные металлические промежуточные соединения могут также перехватывать нуклеофилы в процессе, который включает умполунг на α-углероде. [2] Кроме того, поскольку восстановление моногалогенкетонов дает еноляты сайт-специфическим образом, реакции, связанные с енолятами ( алкилирование , альдол , Михаэль ), могут быть проведены с использованием галогенкетоновых субстратов в восстановительных условиях.

(1)

HKRedGen.png

Механизм [ править ]

Многие восстановители, используемые в этом типе реакции, коммерчески доступны. Некоторые из них требуют подготовки и немедленного использования, в том числе пары цинк-медь и пары цинк / серебро. [3] [4] и органокупраты [5]

Моногалогенкетоны [ править ]

Моногалогенкетоны восстанавливаются как одноэлектронными, так и двухэлектронными восстановителями с образованием исходных кетонов, производных, функционализированных электрофилами, или продуктов димеризации . Сам механизм восстановления зависит от природы восстановителя.

Одноэлектронные восстановители, такие как комплексы переходных металлов d 6 или d 1 , первоначально отдают один электрон галогенкетону. Фрагментация образовавшегося анион-радикала дает органический радикал и галогенид-анион. Передача второго электрона от второго эквивалента восстановителя приводит к образованию енолята металла, в котором степень окисления восстановителя увеличилась на единицу. [6]

(2)

HKRedMech1.png

Двухэлектронные восстановители , наиболее известным из которых является металлический цинк , подвергаются прямому окислительному присоединению к моногалогенкетонам с образованием енолятов металлов, в которых степень окисления металла увеличилась на два. Последующее диспропорционирование с непрореагировавшим галогенкетоном иногда приводит к образованию двух эквивалентов енольного радикала, которые впоследствии могут димеризоваться. [7]

(3)

Обработка енолятов, полученных из одно- или двухэлектронных восстановителей, электрофилом дает α-функционализированные кетоны в качестве конечного продукта.

α, α-дигалогенкетоны [ править ]

Подобно моногалогенкетонам, геминальные дигалогенкетоны первоначально образуют еноляты металлов при воздействии одно- или двухэлектронных восстановителей. В присутствии протонного растворителя восстановление останавливается на этой стадии с образованием моногалогенкетона (который может быть дополнительно восстановлен до исходного кетона). [8] Однако в отсутствие улавливающего электрофила или протонного растворителя потеря оставшегося галогенида из енолятного промежуточного соединения дает α-кетокарбены или карбеноиды, которые подвергаются реакциям внедрения CH. [9]

(4)

α, α'-дигалогенкетоны [ править ]

Первоначальное восстановление α, α'-дигалогенкетонов приводит к образованию промежуточных енолятов металлов. Потеря оставшегося галогенида приводит к образованию 2-оксиаллильных комплексов металлов, которые претерпевают реакции [4 + 3] и [3 + 2] циклоприсоединения в присутствии диенов или олефинов. [1] Изомеризация 2-оксиаллильных комплексов металлов в формы циклопропанона и алленоксида происходит быстро и обратимо; усиление ковалентного характера связи кислород-металл способствует образованию 2-оксиаллильного изомера. [10]

(5)

Объем и ограничения [ править ]

Восстановление α-галогенкетонов может дать исходные кетоны, частично восстановленные галогенкетоны или продукты, возникающие в результате перехвата промежуточных соединений на пути восстановления нуклеофилами или электрофилами. Полученные продукты зависят как от восстанавливающего агента, так и от характера замещения галогенкетона.

Моногалогенкетоны [ править ]

Моногалогенкетоны можно восстановить до соответствующего исходного кетона металлическим литием с последующим протонированием енолята. [11] Другие полезные восстанавливающие агенты для этого превращения включают диалкилкупраты лития [12] и гексакарбонил-оксид молибдена. [13]

(6)

Алкилирование енолятов, образующихся при восстановлении моногалогенкетонов, ограничивается наиболее реакционноспособными алкилгалогенидами . [14] Однако восстановление в присутствии альдегида приводит к восстановлению альдольных продуктов, аналогично реакции Реформатского галогенэфиров. Можно использовать только цинковую пыль; или в виде амальгамы , в сочетании с диэтилалюминийхлоридом , или с каталитическими количествами бромида меди (I) . [15]

(7)

Восстановительная димеризация может быть результатом комбинации двух промежуточных α-ацильных радикалов или нуклеофильной атаки енолята металла на непрореагировавший галогенкетон. Хотя часто получаются сложные реакционные смеси, [6] в некоторых случаях возможна селективная димеризация. В приведенном ниже примере распределение продукта зависит от растворителя [16]

(8)

α, α-дигалогенкетоны [ править ]

В зависимости от используемых условий геминальные дигалогенкетоны могут быть восстановлены до исходного кетона, моногалогенкетона или функционализированного моногалогенкетона с помощью органокупратов . [17] Нагревание функционализированных α-галогенкетонов, полученных в этих условиях, от -40 ° C до комнатной температуры приводит к соответствующему α, β-ненасыщенному кетону.

(9)

α, α'-дигалогенкетоны [ править ]

Органкупраты также можно использовать для восстановления α, α'-дигалогенкетонов до алкилированных кетонов. В отсутствие электрофила моноалкилкетон выделяется с хорошим выходом; [18] при добавлении иодистого алкила выделяется диалкилкетон (геминальное алкилирование является проблематичной побочной реакцией). [19]

(10)

Промежуточные соединения 2-оксиаллильных металлов, образующиеся при восстановлении α, α'-дигалогенкетонов комплексами железа (0), участвуют в реакциях [4 + 3] и [3 + 2] циклоприсоединения с образованием циклогептенонов и циклопентанонов соответственно. Во время реакций [3 + 2] циклоприсоединения заместитель в алкене может отщепляться, чтобы получить циклопентеноны из алкенов в одном сосуде. [20]

(11)

Объем [4 + 3] циклоприсоединений широк [1] - реакция может быть использована для образования циклогептенонов, а также мостиковых [21] или конденсированных [22] полициклических продуктов. Восстановление можно проводить в присутствии 4π-компоненты [23]

(12)

Синтетические приложения [ править ]

[4 + 3] циклоприсоединения пирролов могут быть использованы для установления бициклического скелета тропановых алкалоидов . Например, синтез скопина использует [4 + 3] циклоприсоединение N- метоксикарбонилпиррола и α, α, α ', α'-тетрабромацетона в качестве ключевого этапа. Диастереоселективное восстановление с помощью диизобутилалюминийгидрида (DIBAL-H) , а затем эпоксидирования с трифторперуксусной кислотой [24] приводят к получению мишени.

(13)

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Rigby, J .; Pigge, C. Org. Реагировать. 1997 , 51 , 351.
  2. ^ Фрай, Дж .; O'Dea, J. J. Org. Chem. 1975 , 40 , 3625.
  3. ^ LeGoff, E J. Org. Chem. 1964 , 29 , 2048.
  4. ^ Денис, М.; Girard, C.; Кониа, М. Синтез , 1972 , 549.
  5. ^ Хо, Л.; Олах, А. Синтез , 1976 , 807.
  6. ^ a b Alper, H .; Keung, EC H J. Org. Chem. 1972 , 37 , 2566.
  7. ^ Гера, Э.; Перри, Х.; Shoua, S.J. Chem. Soc., Chem. Commun. , 1973 , 858.
  8. ^ Грин, AE; Депрес, J.P. J. Am. Chem. Soc. 1979 , 101 , 4003.
  9. ^ Скотт, Т.; Коттон, Д. Дж. Ам. Chem. Soc. 1973 , 95 , 2708.
  10. ^ Bingham, C.; Дьюар, С.; Lo, H. J. Am. Chem. Soc. 1975 , 97 , 1302.
  11. ^ Dubois, J.-E .; Fournier, P .; Lion, C. CR Acad. Наук, сер. С 1974 , 279 , 965 (1974).
  12. ^ Бык, младший; Tuinman, A. Tetrahedron Lett. 1973 , 4349.
  13. ^ Альпер Х .; Pattee, L. J. Org. Chem. 1979 , 44 , 2568.
  14. ^ Дюбуа, Э.; Фурнье, П.; Лев, C CR Acad. Наук, сер. С 1974 , 279 , 965.
  15. ^ Маруока, К.; Хашимото, С.; Китагава, Ю.; Ямамото, Х.; Нодзаки, Х. Дж. Ам. Chem. Soc. 1977 , 99 , 7705.
  16. ^ Ёсисато, Э.; Tsutsumi, S. J. Am. Chem. Soc. 1968 , 90 , 4488.
  17. ^ Депрес, Ж.-П .; Грин, AE J. Org. Chem. 1980 , 45 , 2036.
  18. ^ Познер, Х.; Стерлинг, Дж. Дж. Ам. Chem. Soc. 1973 , 95 , 3076.
  19. ^ Познер, Х.; Sterling, J.; Whitten, E.; Ленц, М.; Brunelle, J. J. Am. Chem. Soc. 1975 , 97 , 107.
  20. ^ Hayakawa, Y .; Yokoyama, K .; Noyori, R. J. Am. Chem. Soc. 1978 , 100 , 1799.
  21. ^ Нойори, Р .; Nishizawa, M .; Shimizu, F .; Hayakawa, Y .; Maruoka, K .; Hashimoto, S .; Yamamoto, H .; Нодзаки, Х. Дж. Ам. Chem. Soc. 1979 , 101 , 220.
  22. ^ Хаякава, Ю.; Ёкояма, К.; Нойори, Р. Дж. Ам. Chem. Soc. 1978 , 100 , 1799.
  23. ^ Хоффманн, Р.; Икбал, Н. Tetrahedron Lett. , 1975 , 4487.
  24. ^ Hayakawa, Y .; Баба, Й .; Макино, С .; Noyori, R. J. Am. Chem. Soc. 1978 , 100 , 1786.