Реакция Симмонса – Смита

редактировать
Реакция Симмонса-Смита
Карбен Симмонса-Смита добавление.jpg Выполняется реакция Симмонса-Смита
Реакция Симмонса-Смита
Названа в честьГовард Энсин Симмонс младший.
Тип реакцииРеакция образования кольца
Идентификаторы
Портал органической химииреакция Симмонса-Смита
RSC ID онтологииRXNO: 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.

механизм реакции Симмонса-Смита.png

Таким образом, циклогексен, дииодметан и пара цинк-медь (как йодметилцинк иодид, ICH 2 ZnI) дает норкаран (бицикло [4.1.0] гептан).

Циклогексен Симмонса-Смита до бицикло-4.1.0-гептан.svg

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.

SimmonsSmithhydroxylEffect.svg

Содержание

  • 1 Асимметричная реакция Симмонса – Смита
  • 2 Объем и ограничения
    • 2.1 Ахиральные алкены
    • 2.2 Полиены
    • 2.3 Совместимость функциональных групп
  • 3 Модификации
    • 3.1 Модификация Фурукавы
    • 3.2 Модификация Шаретта
    • 3.3 Реагенты, не содержащие цинка.
  • 4 Использование в синтезе
    • 4.1 Вставка для образования γ-кетоэфиров
    • 4.2 Образование амидоспиро [2.2] пентанов из алленамидов
    • 4.3 Синтез натуральных продуктов
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Асимметричная реакция Симмонса – Смита

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 :

AsymmetricSimmonsSmith.svg

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 :

AsymmSimmonsSmith2008.svg

Объем и ограничения

Ахирал Алкены

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.

Циклопропанирование эфиров енолаs.tif

Несмотря на электроноакцепторную природу галогенидов, многие винилгалогениды также легко циклопропанированы, давая фтор-, бром- и йодзамещенные циклопропаны.

Циклопропанирование винилгалогенидов.tif

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.

N замещенный.tif

Полиены

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.

Управление еноловым эфиром.tif

Совместимость функциональных групп

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.

Четвертичная перегруппировка углерода Симмонса-Смита.svg

Модификации

Хотя реакция Симмонса – Смита часто обсуждается в ее В основной форме был предложен ряд модификаций как цинкового катализатора, так и добавленного углерода.

Модификация Фурукавы

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.

Fukuwara Modification.jpg

Модификация Шаретта

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.

Charette Модификация 2.jpg

Нецинковые реагенты.

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.

Аллиловый спирт против изолированного олефина.tif

Однако для обеих реакций требуются количества исходного соединения металла, близкие к стехиометрическому, и Sm / Hg необходимо активировать высокотоксичным HgCl 2.

Использование в синтезе

Большинство современных применений реакции Симмонса – Смита использовать модификацию Фурукавы. Ниже перечислены наиболее актуальные и надежные приложения.

Вставка с образованием γ-кетоэфиров

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.

Гамма-кетоэфир 2.png

Образование амидоспиро [2.2] пентанов из алленамидов

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.

Амидо-спиро (2.2) пентан 2.png

Синтез натуральных продуктов

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.

Циклопропанирование Симмонса-Смита в синтезе циластатина Натуральный продукт циластатин, синтезированный с помощью циклопропанирования Симмонса-Смита.

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с реакцией Симмонса-Смита.
Последняя правка сделана 2021-06-08 09:25:31
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте