Выполняется реакция Симмонса-Смита |
Реакция Симмонса-Смита | |
---|---|
Названа в честь | Говард Энсин Симмонс младший. |
Тип реакции | Реакция образования кольца |
Идентификаторы | |
Портал органической химии | реакция Симмонса-Смита |
RSC ID онтологии | RXNO: 0000258 |
Реакция Симмонса – Смита - это органическая хелетропная реакция с участием органоцинка карбеноида который реагирует с алкеном (или алкином ) с образованием циклопропана. Он назван в честь Ховарда Энсина Симмонса-младшего и. В нем используется промежуточный продукт со свободными радикалами метилен , который доставляется к обоим атомам углерода алкена одновременно, поэтому конфигурация двойной связи сохраняется в продукте, и реакция является стереоспецифической.
Таким образом, циклогексен, дииодметан и пара цинк-медь (как йодметилцинк иодид, ICH 2 ZnI) дает норкаран (бицикло [4.1.0] гептан).
Реакция Симмонса-Смита обычно предпочтительнее других методов циклопропанирования, однако она может быть дорогостоящей из-за высокой стоимости дииодметана. Были разработаны модификации, включающие более дешевые альтернативы, такие как дибромметан или диазометан и йодид цинка. Реакционную способность системы также можно повысить, используя модификацию Фурукавы, заменяя пару цинк-медь на диэтилцинк.
. Реакция Симмонса-Смита обычно подвержена стерическим эффектам и, следовательно, циклопропанированию. обычно происходит на менее затрудненном лице. Однако, когда гидроксизаместитель присутствует в субстрате рядом с двойной связью, цинк координируется с гидроксизаместителем, направляя циклопропанирование цис к гидроксильной группе (что может не соответствовать циклопропанированию стерически наиболее доступной стороны двойной связи.): Интерактивную трехмерную модель этой реакции можно увидеть на ChemTube3D.
Хотя методы асимметричного циклопропанирования на основе диазо соединений (см. бисоксазо лиганд линии ) существует с 1966 года, асимметричная реакция Симмонса-Смита была введена в 1992 году с помощью реакции коричного спирта с диэтилцинком, дииодметан и хиральный дисульфонамид в дихлорметане :
гидроксильная группа является необходимым условием, служащим якорем для цинка. Интерактивную 3D-модель подобной реакции можно увидеть здесь (требуется java). В другой версии этой реакции лиганд основан на салене и добавляется кислота Льюиса DIBAL :
Реакция Симмонса – Смита может быть использована для циклопропаната простых алкенов без осложнений. Нефункциональные ахиральные алкены лучше всего циклопропанировать с помощью модификации Фурукавы (см. Ниже), используя Et2Zn и CH2I2 в 1,2-дихлорэтане. Циклопропанирование алкенов, активированных электронодонорными группами, протекает быстро и легко. Например, простые эфиры енола, такие как триметилсилилокси -замещенные олефины, часто используются из-за получаемых высоких выходов.
Несмотря на электроноакцепторную природу галогенидов, многие винилгалогениды также легко циклопропанированы, давая фтор-, бром- и йодзамещенные циклопропаны.
Циклопропанирование N-замещенных алкенов осложняется N-алкилированием как конкурирующий путь. Этого можно избежать, добавив к азоту защитную группу, однако добавление электроноакцепторных групп снижает нуклеофильность алкена, снижая выход. Было показано, что использование высоко электрофильных реагентов, таких как CHFI 2 вместо CH2I2, увеличивает выход в этих случаях.
Без присутствия направляющей группы на олефине наблюдается очень небольшая хемоселективность. Однако алкен, который является значительно более нуклеофильным, чем любые другие, будет предпочтительнее. Например, циклопропанирование происходит очень избирательно в простых эфирах енола.
Важным аспектом реакции Симмонса – Смита, который способствует ее широкому применению, является ее способность использоваться в присутствии много функциональных групп. Среди прочего, реакция, опосредованная галогеналкилцинком, совместима с алкинами, спиртами, простыми эфирами, альдегидами, кетонами, карбоновые кислоты и их производные, карбонаты, сульфоны, сульфонаты, силаны и станнаны. Однако обычно наблюдаются некоторые побочные реакции.
Большинство побочных реакций происходит из-за кислотности по Льюису побочного продукта, ZnI 2. В реакциях, в которых образуются чувствительные к кислоте продукты, можно добавить избыток Et2Zn для удаления образующегося ZnI 2 с образованием менее кислого EtZnI. Реакцию также можно остановить с помощью пиридина, который удалит ZnI 2 и избыточные реагенты.
Метилирование гетероатомов также наблюдается в реакции Симмонса – Смита из-за электрофильность карбеноидов цинка. Например, использование избытка реагента в течение длительного времени реакции почти всегда приводит к метилированию спиртов. Кроме того, Et2Zn и CH2I2 реагируют с аллильными тиоэфирами с образованием серы илидов, которые впоследствии могут подвергаться 2,3-сигматропная перегруппировка и не будет циклопропанировать алкен в той же молекуле, если не будет использован избыток реагента Симмонса – Смита.
Хотя реакция Симмонса – Смита часто обсуждается в ее В основной форме был предложен ряд модификаций как цинкового катализатора, так и добавленного углерода.
Модификация Фурукавы включает замену пары цинк-медь на диалкилцинк, наиболее активным из которых оказался Et2Zn. Модификация была предложена в 1968 году как способ превращения катионно-полимеризуемых олефинов, таких как простые виниловые эфиры, в их соответствующие циклопропаны. Также было обнаружено, что он особенно полезен для циклопропанирования углеводов, поскольку он гораздо более воспроизводим, чем другие методы. Как и немодифицированная реакция, реакция, модифицированная Фурукавой, является стереоспецифической и часто намного быстрее, чем реакция без модификации. Однако реагент Et 2 Zn является пирофорным, поэтому с ним необходимо обращаться осторожно.
Модификация Шаретта заменяет CH 2I2обычно обнаруживается в реакции Симмонса – Смита с арилдиазосоединениями, такими как фенилдиазометан, на Пути A. После обработки стехиометрическими количествами галогенида цинка цинкорганическое соединение, подобное обсуждаемому карбеноиду выше произведено. Он может реагировать почти со всеми алкенами и алкинами, включая стиролы и спирты. Это особенно полезно, поскольку немодифицированный продукт Симмонса-Смита, как известно, депротонирует спирты. К сожалению, как показано в Пути B, промежуточное соединение также может реагировать с исходным диазосоединением, давая цис- или транс-1,2-дифенилэтен. Кроме того, промежуточное соединение может реагировать со спиртами с образованием йодфенилметана, который может дополнительно подвергаться реакции S N 2 с образованием ROCHPh, как в Пути C.
Хотя обычно не используются, реактивы Симмонса-Смита, которые демонстрируют реакционные свойства, аналогичные свойствам цинка, были приготовлены из соединений алюминия и самария в присутствии CH 2 IX. С использованием этих реагентов аллиловые спирты и изолированные олефины можно избирательно циклопропанировать в присутствии друг друга. Йод- или хлорметилсамарий йодид в THF является превосходным реагентом для селективного циклопропанирования аллилового спирта, предположительно направленного хелатированием гидроксильной группе. Напротив, использование реагентов диалкил (иодметил) алюминия в CH2Cl2 будет селективно циклопропанировать выделенный олефин. Специфичность этих реагентов позволяет помещать циклопропаны в полиненасыщенные системы, в которых реагенты на основе цинка будут циклопропанировать полностью и неселективно. Например, i-Bu 3 Al будет циклопропанатом гераниол в положении 6, тогда как Sm / Hg будет циклопропанатом в положении 2, как показано ниже.
Однако для обеих реакций требуются количества исходного соединения металла, близкие к стехиометрическому, и Sm / Hg необходимо активировать высокотоксичным HgCl 2.
Большинство современных применений реакции Симмонса – Смита использовать модификацию Фурукавы. Ниже перечислены наиболее актуальные и надежные приложения.
Модифицированный Furukawa произведенный Симмонсом-Смитом циклопропан промежуточный продукт образуется при синтезе γ-кето сложные эфиры β-кетоэфиров. Реагент Симмонса-Смита сначала связывается с карбонильной группой, а затем с α- углеродом псевдо- енола, который образуется в первой реакции. Этот второй реагент образует промежуточный циклопропил, который быстро фрагментируется в продукт.
Реакция Симмонса – Смита, модифицированная Фурукавой, приводит к циклопропанированию обеих двойных связей в алленамиде с образованием амидоспиро [2.2] пентанов, содержащих два циклопропильных кольца, которые имеют один атом углерода. Также образуется продукт моноциклопропанирования.
Были рассмотрены реакции циклопропанирования в натуральных продуктах синтез. Ингибитор β-лактамазы циластатин представляет собой поучительный пример реакционной способности Симмонса-Смита в синтезе природных продуктов. аллил заместитель в исходном материале циклопропанирован по Симмонсу-Смиту, а с карбоновой кислоты впоследствии снимается защита посредством озонолиза для формирования предшественника.
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с реакцией Симмонса-Смита. |