Enolate - Enolate

Rezonanční struktury enolátového aniontu.

Enoláty jsou organické anionty odvozené z deprotonace karbonylových sloučenin. Zřídka izolované, jsou široce používány jako činidla při syntéze organických sloučenin.[1][2][3][4]

Lepení a struktura

Molekulární orbitaly enolátu, ukazující obsazenost odpovídající aniontu.

Enolátové anionty jsou elektronicky příbuzné s allylovými anionty. Aniontový náboj se delokalizuje přes kyslík a dvě uhlíková místa. Mají tedy charakter obou alkoxid a a karbanion.[5]

Ačkoli jsou často kresleny jako jednoduché soli, ve skutečnosti přijímají komplikované struktury, které často obsahují agregáty.[6]

Struktura lithium-enolátu PhC (OLi) = CMe2(tmeda) dimer. Na diaminu byly vynechány atomy vodíku.[7]

Příprava

Deprotonace enolizovatelných ketonů, aldehydů a esterů poskytuje enoláty.[8][9] Se silnými bázemi je deprotonace kvantitativní. Typicky jsou enoláty generovány z použití lithium diisopropylamid (LDA).[10]

Často, jako u konvenčních Claisenovy kondenzace, Mannichovy reakce, a aldolové kondenzace, enoláty jsou generovány v nízkých koncentracích s alkoxidovými bázemi. Za takových podmínek existují v nízkých koncentracích, ale stále podléhají reakcím s elektrofily. Na chování enolátů má vliv mnoho faktorů, zejména rozpouštědlo, přísady (např. Diaminy) a protikation (Li+ vs Na+, atd.). U nesymetrických ketonů existují metody pro řízení regiochemie deprotonace.[11]

Deprotonace pomocí LDA [12].

Deprotonace uhlíkových kyselin může probíhat buď řízení kinetické nebo termodynamické reakce. Například v případě fenylaceton, deprotonace může produkovat dva různé enoláty. Ukázalo se, že LDA deprotonuje methylovou skupinu, což je kinetický průběh deprotonace. Aby se zajistila produkce kinetického produktu, použije se mírný přebytek (1,1 ekv.) Lithiumdiisopropylamidu a keton se přidá k bázi při teplotě –78 ° C. Protože se keton rychle a kvantitativně převádí na enolát a báze je neustále přítomna v přebytku, není keton schopen působit jako protonový člun, aby katalyzoval postupnou tvorbu termodynamického produktu. Slabší základna, jako je alkoxid, který reverzibilně deprotonuje substrát, poskytuje termodynamicky stabilnější benzylový enolát.

Enoláty mohou být zachyceny acylace a silylace, které se vyskytují při kyslíku. Silyl enol ethery jsou běžnými činidly v organické syntéze, jak ilustruje Mukaiyama aldolová reakce:[13]

vereinfachte Übersicht mit einem Stereozentrum

Reakce

Jako silné nukleofily enoláty snadno reagují s různými elektrofily. Obvyklými elektrofily jsou alkylhalogenidy, aldehydy a ketony a Michaelovi akceptoři. Tyto reakce generují nové vazby C-C a často nová stereocentra. Stereoselektivitu ovlivňují přísady.[14]

Vzorek aldolové reakce s lithium enolátem

Aza Enolate

Aza enoláty jsou dusík analogické enolátům. Jsou vytvořeny z já těžím pod silnými základy jako LDA deprotonací vodíku alfa-uhlík a vytvořením nenasycené vazby alfa-beta. Aza enoláty se tvoří přes čtyřboký meziprodukt napadením karbonylového uhlíku.

V zásaditém nebo neutrálním roztoku není karbonylový dusík tak přitahující elektrony jako karbonylový kyslík (tj. já těžím vs. aldehyd ), čímž účinně snižuje částečný kladný náboj na karbonylovém uhlí, čímž je méně elektrofilní. Proto, zatímco iminy mohou reagovat se silnými nukleofily stejně jako organolithia nereagují se slabšími nukleofily. [15] Jejich vlastnost mít slabší elektrofilní uhlík brání iminům podstoupit autokondenzace jako Aldolová reakce ale spíše upřednostňuje alkylace na alfa-uhlíku.[16]


Vznik Aza Enolate s LDA


Kromě toho jsou azaenoláty vysoce nukleofilní a mohou reagovat podobně jako enoláty za vzniku SN2 alkylované produkty. [16]. Mohou reagovat s mnoha elektrofily jako epoxidy a alkylhalogenidy za vzniku nové vazby C-C.[17]

Reference

  1. ^ Stolz, Daniel; Kazmaier, Uli (2010). „Metal Enolates as Synthons in Organic Chemistry“. Chemie funkčních skupin PATai. doi:10.1002 / 9780470682531.pat0423. ISBN  9780470682531.
  2. ^ Hart, David J .; Ha, Deok Chan (1989). „Cesta kondenzace esteru enolát-imin k beta-laktamům“. Chemické recenze. 89 (7): 1447–1465. doi:10.1021 / cr00097a003.
  3. ^ Wu, George; Huang, Mingsheng (2006). "Organolithná činidla ve farmaceutických asymetrických procesech". Chemické recenze. 106 (7): 2596–2616. doi:10.1021 / cr040694k. PMID  16836294.
  4. ^ Curti, Claudio; Battistini, Lucia; Sartori, Andrea; Zanardi, Franca (2020). „Nový vývoj principu vinylogie aplikovaný na dárcovské systémy s rozšířeným enolátovým typem π“. Chemické recenze. 120 (5): 2448–2612. doi:10.1021 / acs.chemrev.9b00481. PMID  32040305.
  5. ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “Enoláty ". doi:10.1351 / zlatá kniha.E02123
  6. ^ Reich, Hans J. (2013). „Role organolithných agregátů a smíšených agregátů v organolithných mechanismech“. Chemické recenze. 113 (9): 7130–7178. doi:10.1021 / cr400187u. PMID  23941648.
  7. ^ Nichols, Michael A .; Leposa, Christina M .; Hunter, Allen D .; Zeller, Matthias (2007). "Krystalové struktury hexamerických a dimerních komplexů lithioisobutyrofenonu". Journal of Chemical Crystallography. 37 (12): 825–829. doi:10.1007 / s10870-007-9255-0. S2CID  97183362.
  8. ^ Smith, Michael B .; March, Jerry (2007), Pokročilá organická chemie: reakce, mechanismy a struktura (6. vydání), New York: Wiley-Interscience, ISBN  978-0-471-72091-1
  9. ^ Manfred Braun (2015). Moderní chemie enolátů: Od přípravy k aplikacím v asymetrické syntéze. Wiley ‐ VCH. doi:10.1002/9783527671069. ISBN  9783527671069.
  10. ^ Christine Wedler, Hans Schick (1998). "Syntéza Β-laktonů aldolizací ketonů s fenylesterovými estery: 3,3-dimethyl-l-oxaspiro [3,5] nonan-2-on". Org. Synth. 75: 116. doi:10.15227 / orgsyn.075.0116.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  11. ^ Martin Gall, Herbert O. House (1972). „Tvorba a alkylace specifických enolátových aniontů z nesymetrického ketonu: 2-benzyl-2-methylcyklohexanon a 2-benzyl-6-methylcyklohexanon“. Org. Synth. 52: 39. doi:10.15227 / orgsyn.052.0039.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  12. ^ Jianshe Kong, Tao Meng, Pauline Ting a Jesse Wong (2010). "Příprava ethyl-1-benzyl-4-fluorpiperidin-4-karboxylátu". Organické syntézy. 87: 137. doi:10.15227 / orgsyn.087.0137.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  13. ^ Mukaiyama, Teruaki; Kobayashi, Shu (1994). „Tin (II) Enolates in the Aldol, Michael, and Related Reactions“. Organické reakce. s. 1–103. doi:10.1002 / 0471264180.nebo 046.01. ISBN  0471264180.
  14. ^ Seebach, Dieter (1988). "Struktura a reaktivita lithiových esterů. Od pinakolonu po selektivní C-alkylace peptidů. Obtížnosti a příležitosti poskytované komplexními strukturami". Angewandte Chemie International Edition v angličtině. 27 (12): 1624–1654. doi:10,1002 / anie.198816241.
  15. ^ Cranwell, Philippa. "Enamines / aza-enolates - Mechanism Mordor". sites.google.com.
  16. ^ A b Clayden, Jonathan (2012). Organická chemie (2. vyd.). Oxford: Oxford University Press. str. 465, 593-594. ISBN  9780199270293. Chyba citace: Pojmenovaný odkaz "Clayden" byl definován několikrát s různým obsahem (viz stránka nápovědy).
  17. ^ Aslam, O. (28. září 2012). "Vývoj katalytických reakcí aza enolátu". UCL (University College London).