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向山羟醛反应

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反应物
Carbonsäureester
(R1 = 芳基,烷基)
甲酸酯 (R1 = OR)[1]
Phosphorsäureester
烯醇硅醚 (R1 = 烷基,芳基,氢;
R2 = 烷基,芳基,氢,OR,SR)

向山羟醛反应(英语:Mukaiyama aldol reaction),是烯醇硅醚(及其类似物)在路易斯酸催化下与含羰基化合物甲酸酯)间发生的一种羟醛反应,产物为β-羟基醛(酮),由向山光昭日语向山光昭在1973年报道。[2][3][4]

此处烯醇硅醚为烯醇负离子的等效体,但其亲核性不够强,不能直接与酮反应,因此需加入路易斯酸以活化羰基。早期该反应使用化学剂量的路易斯酸,立体选择性不佳。后来发现,如果仔细选择底物和反应条件,可得较好的立体选择性。近些年来此反应的进展集中于对手性催化剂的开发,及应用不对称催化以高立体选择性构建碳-碳键结构。

基本路线

Mukaiyama反应是一种由路易斯酸介导的对含羰基化合物的羟醛反应,下图是一个基本的反应示意(不含手性催化剂,R2 = H)[5]

vereinfachte Übersicht mit einem Stereozentrum
vereinfachte Übersicht mit einem Stereozentrum

烯醇硅醚引发的羟醛反应能地得到四种产物的混合物,形成外消旋体。根据反应条件、底物结构和催化剂的不同,产物以非对映异构体为主,并有高度的不对称诱导性[6]

Übersichtsreaktion mit Berücksichtigung der Stereochemie
Übersichtsreaktion mit Berücksichtigung der Stereochemie


如由环己酮衍生的烯醇硅醚与苯甲醛发生的典型反应:

Mukaiyama羟醛加成 1974
Mukaiyama羟醛加成 1974

反应机理

TiCl4作路易斯酸为例,羰基先与路易斯酸接近配位,活化羰基,随后烯醇硅醚亲核进攻目标羰基,并立即形成碳-碳键。在水溶液处理后得到顺式的外消旋体。

反应模型与羟醛反应的齐默曼-特拉克斯勒六元环过渡态模型不同,宜以开链过渡态模型解释其立体选择性。

Mukaiyama Aldol-MechanismusV7 en
Mukaiyama Aldol-MechanismusV7 en

例子

  1. 酮之间的向山羟醛缩合反应需要更高的反应温度,一个典型的例子是苯乙酮丙酮间的反应:[7]
    Mukaiyama Aldol between two ketones
    Mukaiyama Aldol between two ketones
  2. Mukaiyama的紫杉醇全合成路线中引入了两次羟醛反应[8][注 1]

备注

  1. ^ TBS = 叔丁基二甲基硅基,Bn = 苄基,PMB = 对甲氧基苄醚,Tf = 三氟甲磺酰基

参见

参考资料

  1. ^ Mukaiyama, T.; Kobayashi, S. Tin(II) Enolates in the Aldol, Michael, and Related Reactions. Org. React. 1994, 46: 1. ISBN 0471264180. doi:10.1002/0471264180.or046.01. 
  2. ^ New aldol type reaction Teruaki Mukaiyama, Koichi Narasaka and Kazuo Banno Chemistry Letters Vol.2 (1973) , No.9 pp.1011–1014 doi:10.1246/cl.1973.1011
  3. ^ REACTION OF ENOL ACETATE WITH ACETAL AND CARBONYL COMPOUND IN THE PRESENCE OF LEWIS ACID Teruaki Mukaiyama, Toshio Izawa and Kazuhiko Saigo Chemistry Letters Vol.3 (1974) , No.4 pp.323-326 doi:10.1246/cl.1974.323
  4. ^ Reactions of silyl enol ethers with carbonyl compounds activated by titanium tetrachloride Teruaki Mukaiyama, Kazuo Banno, and Koichi Narasaka J. Am. Chem. Soc.; 1974; 96(24) pp 7503–7509; doi:10.1021/ja00831a019
  5. ^ Kürti, László; Czakó, Barbara. Strategic applications of named reactions in organic synthesis : background and detailed mechanisms有限度免费查阅,超限则需付费订阅. Elsevier Academic Press. 2005: 298–299. ISBN 978-0-12-429785-2. 
  6. ^ Smith, Michael B. March's Advanced Organic Chemistry 7th. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc. 2013: 690. ISBN 978-0-470-46259-1. 
  7. ^ Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.323 (1993); Vol. 65, p.6 (1987). http://www.orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV8P0323.pdf页面存档备份,存于互联网档案馆
  8. ^ Asymmetric Total Synthesis of Taxol Teruaki Mukaiyama , Isamu Shiina, Hayato Iwadare, Masahiro Saitoh, Toshihiro Nishimura, Naoto Ohkawa, Hiroki Sakoh, Koji Nishimura, Yu-ichirou Tani, Masatoshi Hasegawa, Koji Yamada , Katsuyuki Saitoh Chem. Eur. J. 1999, 5, No. 1 doi:10.1002/(SICI)1521-3765(19990104)5:1<121::AID-CHEM121>3.0.CO;2-O