Нуклеофильное сопряженное присоединение

Органическая реакция

Нуклеофильное сопряженное присоединение

Нуклеофильное сопряженное присоединение — это тип органической реакции . Обычные нуклеофильные присоединения или 1,2-нуклеофильные присоединения в основном связаны с присоединением к карбонильным соединениям. Простые алкеновые соединения не проявляют 1,2-реакционной способности из-за отсутствия полярности , если только алкен не активирован специальными заместителями . Для α,β-ненасыщенных карбонильных соединений, таких как циклогексенон, из резонансных структур можно сделать вывод , что β-положение является электрофильным сайтом, который может реагировать с нуклеофилом . Отрицательный заряд в этих структурах хранится в виде алкоксид- аниона. Такое нуклеофильное присоединение называется нуклеофильным сопряженным присоединением или 1,4-нуклеофильным присоединением . Наиболее важными активными алкенами являются вышеупомянутые сопряженные карбонилы и акрилонитрилы .

Механизм реакции

Сопряженное присоединение является винилогическим аналогом прямого нуклеофильного присоединения. Нуклеофил реагирует с α,β-ненасыщенным карбонильным соединением в β-положении. Отрицательный заряд, переносимый нуклеофилом, теперь делокализован в алкоксид-анионе и α-углеродном карбанионе посредством резонанса . Протонирование приводит через кето-енольную таутомерию к насыщенному карбонильному соединению. При вицинальной дифункционализации протон заменяется другим электрофилом.

Реакции

• Сопряженные карбонилы реагируют с вторичными аминами , образуя 3-аминокарбонилы (3-кетоамины). Например, сопряженное присоединение метиламина к циклогексен-2-ону дает соединение 3-(N-метиламино)-циклогексанон.
• Сопряженные карбонилы реагируют с цианистым водородом до 1,4-кето-нитрилов. См. гидроцианирование ненасыщенных карбонилов . В реакции Нагаты источником цианида является диэтилалюминийцианид .
• Реагент Гилмана является эффективным нуклеофилом для 1,4-присоединения к сопряженным карбонилам.
• Реакция Михаэля включает сопряженное присоединение енолятов к сопряженным карбонилам.
• Реакция енаминов Сторка включает сопряженное присоединение енаминов к сопряженным карбонилам.

Объем

Сопряженное присоединение эффективно при образовании новых углерод-углеродных связей с помощью металлоорганических реагентов, таких как реакция цинкорганического иодида с метилвинилкетоном . ^[1]

(4R',5R')-5-(5-Этил-2,2-диметил-[1,3]-диоксолан-4-ил)-пентан-2-он

Примером асимметричного синтеза путем сопряженного присоединения является синтез (R)-3-фенилциклогексанона из циклогексенона, фенилбороновой кислоты , родиевого катализатора асас и хирального лиганда BINAP . ^[2]

(R)-3-фенил-циклогексанон

В другом примере асимметричного синтеза α,β-ненасыщенное карбонильное соединение сначала реагирует с хиральным имидазолидиноновым катализатором и хиральным вспомогательным соединением к иминийовому соединению в алкилимино-де-оксо-бисубституте , который затем реагирует энантиоселективно с фурановым нуклеофилом. Непосредственным продуктом реакции является нуклеофильный енамин , а каскады реакции с отщеплением хлора от хлорированного хинона . После удаления аминового катализатора кетон эффективно функционализируется нуклеофилом и электрофилом с соотношением син:анти 8:1 и 97% энантиомерным избытком . ^[3]

Энантиоселективный органокаскадный катализ

Этот принцип также применяется в энантиоселективном многокомпонентном домино -сопряженном присоединении нуклеофильных тиолов , таких как бензилмеркаптан и электрофильный DEAD . ^[4]

Энантиоселективное сопряженное присоединение тиолов к ненасыщенным альдегидам

Токсикология

Подходящим образом растворимые акцепторы Михаэля токсичны, поскольку они алкилируют ДНК путем конъюгированного присоединения. Такая модификация вызывает мутации, которые являются цитотоксичными и канцерогенными. Однако глутатион также способен реагировать с ними, и, например, диметилфумарат реагирует с ним. ^{[ необходима цитата ]}

Смотрите также

• Нуклеофильная абстракция

Ссылки

1. ^ Андреа Л. де Соуза и Инес С. Реск (2002). «Асимметричный синтез экзо-Изобревикомина и экзо-Бревикомина посредством сопряженного присоединения первичных алкилйодидов к α,β-ненасыщенным кетонам». J. Braz. Chem. Soc. 13 (2): 233. doi : 10.1590/S0103-50532002000200015 .
2. ^ Тамио Хаяши; Макото Такахаси; Ёсиаки Такая; Масамичи Огасавара (2004). «(R)-3-фенилциклогексанон». Органические синтезы; Собрание томов , т. 10, стр. 609.
3. ^ Yong Huang; Abbas M. Walji; Catharine H. Larsen; David WC MacMillan (ноябрь 2005 г.). «Энантиоселективный органокаскадный катализ» (PDF) . J. Am. Chem. Soc. 127 (43): 15051–15053. doi :10.1021/ja055545d. ISSN  0002-7863. PMID  16248643. Дополнительная информация.
4. ^ Mauro Marigo; Tobias Schulte; Johan Franzén & Karl Anker Jorgensen (ноябрь 2005 г.). «Асимметричные многокомпонентные домино-реакции и высокоэнантиоселективное сопряженное присоединение тиолов к α,β-ненасыщенным альдегидам». J. Am. Chem. Soc. 127 (45): 15710–15711. doi :10.1021/ja055291w. ISSN  0002-7863. PMID  16277506.