Войти
Опосредованные марганцем реакции сочетания представляют собой реакции радикального сочетания между енолизируемыми карбонильными соединениями и ненасыщенными соединениями, инициируемые солью марганца (III), обычно ацетатом марганца (III). Ацетат меди (II) иногда используется в качестве соокислителя, чтобы помочь в окислении промежуточных радикалов до карбокатионов.
Ацетат марганца (III) представляет собой одноэлектронный окислитель, который особенно эффективен для окисления енолизируемых карбонильных соединений до α-оксоалкильных или α, α'-диоксоалкильных радикалов. Образовавшиеся таким образом радикалы могут затем подвергаться меж- или внутримолекулярному присоединению к кратным углерод-углеродным связям. Пути, доступные для радикала аддукта, включают дальнейшее окисление до карбокатиона (и последующее β-элиминирование или захват нуклеофила) и отщепление водорода с образованием насыщенного карбонильного соединения, содержащего новую углерод-углеродную связь. Ацетат меди (II) иногда требуется для облегчения окисления радикалов аддукта до карбокатионов. Выходы этих реакций обычно умеренные, особенно в межмолекулярном случае, но тандемные внутримолекулярные радикальные циклизации, инициированные окислением Mn (III), могут образовывать сложные карбоциклические каркасы. Из-за ограниченной совместимости функциональных групп Mn (OAc) 3 радикальные сочетания с использованием этого реагента в основном применялись для синтеза углеводородных природных продуктов, таких как феромоны.
(1)
Механизм радикальных реакций, опосредованных марганцем (III), начинается с одноэлектронного окисления карбонильного соединения до α-оксоалкильного радикала. Затем происходит присоединение к олефину с образованием радикала аддукта 2. Судьба 2 в первую очередь определяется условиями реакции - в присутствии ацетата меди (II) этот промежуточный продукт подвергается дальнейшему окислению до карбокатиона и может выделяться с образованием β, γ-ненасыщенного кетона 4. Сам по себе ацетат марганца может вызывать второе окисление резонансно-стабилизированных радикалов аддукта до карбокатионов 5 ; нестабилизированные радикалы претерпевают дальнейшие превращения, прежде чем вступить в реакцию с Mn (OAc) 3. Перенос атома от другой молекулы субстрата может генерировать насыщенное соединение 3. Аддуктные радикалы или карбокатионы могут вступать в реакции переноса лиганда, давая γ-функционализированные карбонильные соединения. Когда в качестве добавки используется хлорид лития, происходит хлорирование. Альтернативно, карбокатионы могут улавливаться внутримолекулярно кислородом карбонила с образованием дигидрофуранов после β-элиминирования.
(2)
Результаты опосредованных марганцем реакций сочетания зависят как от структуры субстрата (субстратов), так и от условий реакции. Этот раздел описывает объем и ограничения меж- и внутримолекулярных реакций радикального сочетания, опосредованных марганцем, и организован в соответствии с карбонильным соединением, используемым в качестве субстрата.
Межмолекулярные реакции между кетонами / альдегидами и алкенами, как правило, приводят к низким выходам. При отсутствии меди (II) ацетат, атом водорода абстракция происходит с получением насыщенных кетонов или альдегидов.
(3)
Когда присутствует Cu (OAc) 2, происходит дальнейшее окисление до карбокатионов с последующим отщеплением, что приводит к образованию β, γ-ненасыщенных карбонильных соединений с умеренными выходами.
(4)
Ароматические соединения также являются полезными акцепторами радикалов в реакциях сочетания, опосредованных марганцем (III). Фуран избирательно реагирует в α-положении, давая замещенные продукты с высоким выходом.
(5)
Лактонизация алкенов в присутствии уксусной кислоты и ацетатных солей является синтетически полезным методом синтеза γ-лактонов. Селективность высока для того, что радикального приводит к более стабильному аддукту радикалом, и транс - лактонам селективны образованным либо из циса или транса ациклических алкенов.
(6)
β-Дикарбонильные соединения являются полезными субстратами для образования дигидрофуранов. Ацетат меди (II) в этом случае не нужен из-за высокой резонансной стабилизации промежуточного дифенилметильного радикала.
(7)
Когда алкены или карбонильные соединения, содержащие боковую ненасыщенную группу, обрабатывают ацетатом марганца (III), могут происходить тандемные реакции внутримолекулярной циклизации. Как правило, предпочтительна экзоциклизация концевых двойных связей, как показано в уравнении (10). Для этого превращения можно использовать различные схемы замещения, и выходы обычно выше, чем у реакций межмолекулярного сочетания.
(8)
Стереохимический ход тандемных реакций можно понять в некоторых случаях, вызвав переходное состояние типа кресла с максимально возможным количеством заместителей в псевдоэкваториальных положениях; однако известен ряд примеров, демонстрирующих непредсказуемую стереохимию.
(9)
Нитрилы полезны в качестве акцепторов радикалов при тандемной циклизации. Гидролиз образовавшегося имина приводит к полициклическим кетонам с умеренными выходами и хорошей стереоселективностью.
(10)
Синтетические применения марганцево-опосредованного сочетания в основном сосредоточены на синтезе углеводородных природных продуктов, таких как феромоны. Синтез феромона пчелиной матки использует межмолекулярное связывание ацетона и ω-алкенилацетата на пути к цели.
(11)
Лактонизация - ключевой этап в синтезе полового феромона остриц томатов. Последующее гидрирование, восстановление и ацетилирование по Линдлару позволило получить целевое соединение.
(12)
Ацетат марганца (III) можно использовать либо в виде его дигидрата, либо в безводной форме. В качестве альтернативы он может быть получен электрохимическим путем из ацетата марганца (II). Для этих реакций важно учитывать стехиометрию, поскольку требуются два эквивалента окислителя, если требуются промежуточные соединения карбокатиона (поскольку Mn (OAc) 3 является одноэлектронным окислителем). Второй эквивалент ацетата марганца (III) также требуется, если ацетат меди (II) используется в качестве сокатализатора, поскольку Mn (OAc) 3 повторно окисляет Cu (I) до Cu (II). Ледяная уксусная кислота является наиболее часто используемым растворителем, и, хотя она приводит к гетерогенным реакционным смесям при комнатной температуре, перед добавлением субстрата для растворения Mn (OAc) 3 можно использовать кратковременное нагревание. Поскольку для промежуточных продуктов реакции открыты различные пути различной молекулярности, концентрация является важной переменной, которую следует учитывать. Повышенные температуры обычно требуются для окисления менее кислых карбонильных соединений.
(13)
К нагретому раствору фенилсульфенилацетона (1 ммоль) и 1,1-дифенилэтилена (1 ммоль) в AcOH (25 мл) добавляли Mn (OAc) 3 2 H 2 O (4 ммоль). Смесь перемешивали при 80 ° в течение 12 минут. Реакцию гасили добавлением H 2 O (60 мл), а затем смесь экстрагировали бензолом. После удаления бензола продукт отделяли в виде бледно-желтого масла либо на ТСХ (Wacogel B10), элюируя CHCl 3, либо на колонке с силикагелем, элюируя бензолом. ИК (CHCl 3 ) 1642, 1018 см -1 ; 1 H ЯМР (60 МГц, CDCl 3 ) δ2,38 (т, J = 1,6 Гц, 3 H), 2,86 (дк, J = 1,6, 14,4 Гц, 1 H), 3,72 (дк, J = 1,6, 14,4 Гц, 1 H), 7.07–7.73 (м, 15 H); МС высокого разрешения m / e Расчет для C 23 H 20 O 2 S 360.1184. Найдено 360.1273.
