α, β-Ненасыщенные карбонильные соединения относятся к органическим соединениям с общей структурой (O = CR) -C α = C β -R. Примерами могут служить еноны и enals. В этих соединениях карбонильной группа является конъюгирована с алкена (отсюда прилагательным ненасыщенным ). В отличие от карбонилов без фланкирующей алкеновой группы, α, β-ненасыщенные карбонильные соединения восприимчивы к атаке нуклеофилами по β-углероду. Такой образец реактивности называется винилогичным. Примерами ненасыщенных карбонилов являются акролеин (пропеналь), мезитилоксид, акриловая кислота и малеиновая кислота. Ненасыщенные карбонилы могут быть получены в лаборатории с помощью альдольной реакции и реакции Перкина.
Метилвинилкетон, простейший α, β-ненасыщенный кетон
Акролеин, простейший α, β-ненасыщенный альдегид
Метилакрилат, α, β-ненасыщенный эфир
Акриламид, предшественник полиакриламида
Малеиновой кислоты, α, β-ненасыщенного - ди - карбонил
Фумаровая кислота, изомерная малеиновой кислоте
α, β-Ненасыщенные карбонилы можно подразделить на подклассы в соответствии с природой карбонильной группы.
Α, β-ненасыщенные кислоты представляет собой тип альфа, бета-ненасыщенные карбонильные, который состоит из алкена, конъюгированного с карбоновой кислотой. Самый простой пример - акриловая кислота (CH 2 = CHCO 2 H). Эти соединения склонны к полимеризации, что приводит к образованию большой площади акрилатных пластиков. Акрилаты являются производными, но не содержат акрилатной группы. Метилакрилат и акриламид являются коммерчески важными примерами α, β-ненасыщенных сложных эфиров и α, β-ненасыщенных амидов. Они также легко полимеризуются. Акриловая кислота, ее сложные эфиры и ее амидные производные имеют акрилоильную группу, CH 2 = CHC (O) -.
α, бета-ненасыщенный ди карбонилы являются общими. Исходными соединениями являются малеиновая кислота и изомерная фумаровая кислота. Малеиновая кислота образует сложные эфиры, имид и ангидрид, то есть диэтилмалеат, малеимид и малеиновый ангидрид. Фумаровая кислота, как фумарат, является промежуточным звеном в цикле лимонной кислоты Кребса, который имеет большое значение в биоэнергетике.
Енон представляет собой тип альфа, бета-ненасыщенные карбонильные, который состоит из алкена, конъюгированного с кетона. Самый простой енон - это метилвинилкетон (бутенон, CH 2 = CHCOCH 3). Эноны обычно получают с использованием альдольной конденсации или конденсации Кневенагеля. Некоторые коммерчески значимые еноны, полученные конденсацией ацетона, представляют собой мезитилоксид ( димер ацетона) и форон и изофорон ( тримеры ).
Общая реакция альдольной конденсации двух карбонильных соединений.В перегруппировке Мейера – Шустера исходным соединением является пропаргиловый спирт. Циклические еноны можно получить с помощью реакции Паусона – Ханда.
Еналя представляет собой тип альфа, бета-ненасыщенные карбонильные, состоящий из алкена, конъюгированного с альдегидом. Простейшим еналом является акролеин (CH 2 = CHCHO). Другие примеры включают цис- 3-гексеналь (эссенция скошенных газонов) и коричный альдегид (эссенция корицы).
E - Кротоновый альдегид, енал, существующий в виде изомеров
Циклогексенон, общий циклический енон
тестостерон, мужской половой гормон
Коричный альдегид, эссенция корицы
Парахинон, особенно электрофильный α, β-ненасыщенный карбонил
Эноновый комплекс трикарбонила железа
α, β-ненасыщенные карбонилы электрофильны как по карбонильному углероду, так и по β-углероду. В зависимости от условий любой сайт подвергается атаке нуклеофилов. Добавки к алкену называются сопряженными добавками. Одним из типов сопряженных добавок является добавление Михаэля, которое коммерчески используется для превращения мезитилоксида в изофорон. Благодаря протяженному сопряжению α, β-ненасыщенные карбонилы склонны к полимеризации. В промышленном масштабе преобладает полимеризация при использовании α, β-ненасыщенных карбонилов. Опять же из-за их электрофильного характера алкеновая часть α, β-ненасыщенных карбонилов является хорошими диенофилами в реакциях Дильса – Альдера. Они могут быть дополнительно активированы кислотами Льюиса, которые связываются с кислородом карбонила. α, β-Ненасыщенные карбонилы являются хорошими лигандами для комплексов низковалентных металлов, примерами которых являются Fe (bda) (CO) 3 и трис (дибензилиденацетон) дипалладий (0).
α, β-Ненасыщенные карбонилы легко гидрируются. Гидрирование может избирательно нацеливаться на карбонил или алкен ( восстановление конъюгата ) или на обе функциональные группы.
Енонам подвергаются реакции циклизации Назаров и в реакции Рохат-Currier (димеризации).
Поскольку α, β-ненасыщенные соединения являются электрофилами и алкилирующими агентами, многие α, β-ненасыщенные карбонильные соединения токсичны. Эндогенное соединение акцептор глутатион, естественно, защищает от токсичных электрофильных в организме. Некоторые препараты (амифостин, N- ацетилцистеин ), содержащие тиоловые группы, могут защитить от такого вредного алкилирования.