Войти
Перегруппировка бензиловой кислоты формально является 1,2- перегруппировка 1,2- дикетонов с образованием α- гидрокси - карбоновых кислот с использованием основания. Эта реакция получила свое название от реакции бензила с гидроксидом калия с образованием бензиловой кислоты. Впервые выполненный Юстусом фон Либихом в 1838 году, это первый зарегистрированный пример реакции перегруппировки. Она стала классической реакцией в органическом синтезе и уже неоднократно рассматривалась ранее. Ее можно рассматривать как реакцию внутримолекулярного диспропорционирования, когда один углеродный центр окисляется, а другой восстанавливается.
Было показано, что реакция работает на ароматических, полуароматических, алифатических и гетероциклических субстратах. Реакция протекает лучше всего, когда кетоновые функциональные группы не имеют соседних енолизируемых протонов, так как это позволяет альдольной конденсации конкурировать. При использовании циклических дикетонов реакция формально представляет собой сокращение кольца. Было обнаружено, что арильные группы мигрируют легче, чем алкильные группы, и что арильные группы с электроноакцепторными группами мигрируют быстрее всего.
Реакция представляет собой 1,2-перегруппировку. Давно установленный механизм реакции был впервые полностью предложен Кристофером Келком Ингольдом и был дополнен данными in silico, как описано ниже. В целом реакция протекает второго порядка по скорости, первого порядка по дикетону и первого порядка по основанию.
A гидроксид анион атакует одну из кетонных групп в 1 при нуклеофильном присоединении с образованием алкоксида 2. На следующем этапе требуется поворот связи до конформера 3, который помещает мигрирующую группу R в положение для атаки на вторую карбонильную группу. На согласованном этапе мигрирующая группа R атакует -карбонильную группу, образуя другой алкоксид, с сопутствующим образованием кето-группы у другого углерода. Этот шаг миграции определяет скорость. Эта последовательность напоминает нуклеофильное ацильное замещение. Расчеты показывают, что когда R представляет собой метил, накопление заряда на этой группе в переходном состоянии может достигать 0,22 и что метильная группа расположена между центральной углеродной связью. !
карбоновая кислота в промежуточном соединении 4 менее щелочная, чем алкоксид, и поэтому имеет место обратимый перенос протона, благоприятствующий промежуточному соединению 5, которое протонируется при кислотной обработке до конечная α- гидрокси - карбоновая кислота 6. Расчеты показывают, что точное описание последовательности реакции возможно с участием 4 молекул воды, отвечающих за стабилизацию накопления заряда. Они также обеспечивают челнок для эффективного переноса одного протона при образовании промежуточного звена 5.
. Вышеупомянутый механизм согласуется со всеми доступными экспериментальными данными. равновесие между видами 1 и 2 подтверждается экспериментами по O изотопному мечению. В дейтерированной воде карбонильный кислородный обмен происходит намного быстрее, чем перегруппировка, что указывает на то, что первое равновесие не является этапом, определяющим скорость. Дальнейшие эксперименты показали более высокую относительную скорость в дейтерированной системе растворителей по сравнению с недейтерированной системой растворителей идентичного в остальном состава. Это объяснялось большей относительной основностью дейтерированного гидроксид-аниона по сравнению с нормальным гидроксид-анионом и использовалось для указания того, что миграции водорода не происходило на стадии, определяющей скорость реакции. Это исключало согласованный механизм реакции, поскольку перенос водорода мог бы происходить на стадии определения скорости.
Эта реакция идентична обычной перегруппировке бензиловой кислоты, за исключением того, что вместо гидроксид-иона используют алкоксид или амид-анион. Используемый алкоксид не должен быть легко окисляемым (например, этоксид калия ), так как это благоприятствует пути восстановления Меервейна-Понндорфа-Верли в качестве побочной реакции. В целом реакция протекает второго порядка по скорости, первого порядка по алкоксиду и первого порядка по дикетону. Продуктом реакции является α- гидрокси - сложный эфир или α-гидрокси- амид.
альфа-кетольная перегруппировка представляет собой взаимное превращение гидроксила альфа в карбонил в комплементарные карбонильные и гидроксильные группы с миграцией заместителя. Это механически эквивалентно перегруппировке бензилловой кислоты в точке после того, как нуклеофил атакует 1,2-дикарбонил. Это изменение реакции, как известно, происходит во многих субстратах, несущих функциональную группу ацилоина. На рисунке ниже показано расширение цикла циклопентана до циклогексанового кольца в качестве примера реакции.
