Enolate - Enolate

Резонансные структуры енолятного аниона.

Энолизирует представляют собой органические анионы, полученные в результате депротонирования карбонильных соединений. Редко выделяемые, они широко используются в качестве реагентов при синтезе органических соединений.[1][2][3][4]

Связь и структура

Молекулярные орбитали енолята, показывающие заселенность, соответствующую аниону.

Енолятные анионы электронно связаны с аллильными анионами. Анионный заряд делокализован по кислороду и двум центрам углерода. Таким образом, они имеют характер как алкоксид и карбанион.[5]

Хотя они часто изображаются как простые соли, на самом деле они принимают сложные структуры, часто состоящие из агрегатов.[6]

Структура енолята лития PhC (OLi) = CMe2(tmeda) димер. Атомы H в диамине опущены.[7]

Подготовка

Депротонирование енолизируемых кетонов, альдегидов и сложных эфиров дает еноляты.[8][9] В случае сильных оснований депротонирование носит количественный характер. Обычно еноляты образуются с использованием диизопропиламид лития (LDA).[10]

Часто, как в обычном Клейзеновские конденсации, Реакции Манниха, и альдольные конденсации, еноляты образуются в низких концентрациях с алкоксидными основаниями. В таких условиях они существуют в низких концентрациях, но все же вступают в реакции с электрофилами. На поведение енолятов влияют многие факторы, особенно растворитель, добавки (например, диамины) и противокатион (Li+ vs Na+, так далее.). Для несимметричных кетонов существуют методы контроля региохимии депротонирования.[11]

Депротонирование с использованием LDA [12].

Депротонирование углеродных кислот может происходить либо кинетический или термодинамический контроль реакции. Например, в случае фенилацетон, при депротонировании могут образовываться два разных енолата. Было показано, что LDA депротонирует метильную группу, что является кинетическим ходом депротонирования. Чтобы обеспечить получение кинетического продукта, используют небольшой избыток (1,1 экв.) Диизопропиламида лития, а кетон добавляют к основанию при –78 ° C. Поскольку кетон быстро и количественно превращается в енолят, а основание постоянно присутствует в избытке, кетон не может действовать как протонный челнок, катализируя постепенное образование термодинамического продукта. Более слабая база, такая как алкоксид, который обратимо депротонирует субстрат, дает более термодинамически стабильный бензильный енолят.

Энолаты могут быть захвачены ацилирование и силилирование, которые происходят при кислороде. Силиловые эфиры енола являются общими реагентами в органическом синтезе, как показано на Альдольная реакция Мукаяма:[13]

vereinfachte Übersicht mit einem Stereozentrum

Реакции

Как мощные нуклеофилы еноляты легко реагируют с множеством электрофилов. Обычными электрофилами являются алкилгалогениды, альдегиды и кетоны и Майкл акцепторы. Эти реакции генерируют новые связи C-C и часто новые стереоцентры. На стереоселективность влияют добавки.[14]

Образец альдольной реакции с енолятом лития

Аза Энолат

Аза еноляты являются азотными аналогами енолятов. Они созданы из я добываю под сильными основаниями, такими как LDA депротонируя альфа-углеродный водород и создавая альфа-бета ненасыщенную связь. Азаеноляты образуются над тетраэдрическим промежуточным соединением при атаке карбонильного углерода.

В основном или нейтральном растворе карбонильный азот не так поглощает электроны, как карбонильный кислород (т.е. я добываю против. альдегид ), тем самым эффективно уменьшая частичный положительный заряд на карбонильном углероде, делая его меньше электрофильный. Следовательно, хотя имины могут реагировать с сильными нуклеофилы подобно литийорганическим соединениям, они не реагируют с более слабыми нуклеофилами. [15] Их свойство иметь более слабый электрофильный углерод предотвращает образование иминов. самоконденсация подобно Альдольная реакция а скорее благоволит алкилирование на альфа-углерод.[16]


Образование енолата аза с LDA


Кроме того, аза еноляты обладают высокой нуклеофильностью и могут реагировать аналогично енолятам, образуя SN2 алкилированные продукты. [16]. Они могут реагировать с многочисленными электрофилами, такими как эпоксиды и алкилгалогениды с образованием новой связи C-C.[17]

Рекомендации

  1. ^ Штольц, Даниэль; Казмайер, Ули (2010). «Енолаты металлов как синтоны в органической химии». Химия функциональных групп PATai. Дои:10.1002 / 9780470682531.pat0423. ISBN  9780470682531.
  2. ^ Харт, Дэвид Дж .; Ха, Деок Чан (1989). «Путь конденсации енолят-имина сложного эфира до β-лактамов». Химические обзоры. 89 (7): 1447–1465. Дои:10.1021 / cr00097a003.
  3. ^ Ву, Джордж; Хуанг, Миншэн (2006). «Литийорганические реагенты в фармацевтических асимметричных процессах». Химические обзоры. 106 (7): 2596–2616. Дои:10.1021 / cr040694k. PMID  16836294.
  4. ^ Курти, Клаудио; Баттистини, Лючия; Сартори, Андреа; Занарди, Франция (2020). «Новые разработки принципа винилогии применительно к донорским системам π-расширенного энолатного типа». Химические обзоры. 120 (5): 2448–2612. Дои:10.1021 / acs.chemrev.9b00481. PMID  32040305.
  5. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "Энолизирует ". Дои:10.1351 / goldbook.E02123
  6. ^ Райх, Ханс Дж. (2013). «Роль литийорганических агрегатов и смешанных агрегатов в литиевых механизмах». Химические обзоры. 113 (9): 7130–7178. Дои:10.1021 / cr400187u. PMID  23941648.
  7. ^ Николс, Майкл А .; Leposa, Christina M .; Хантер, Аллен Д .; Целлер, Маттиас (2007). «Кристаллические структуры гексамерных и димерных комплексов литиоизобутирофенона». Журнал химической кристаллографии. 37 (12): 825–829. Дои:10.1007 / s10870-007-9255-0. S2CID  97183362.
  8. ^ Смит, Майкл Б .; Марш, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN  978-0-471-72091-1
  9. ^ Манфред Браун (2015). Современная химия енолятов: от получения до применения в асимметричном синтезе. Wiley ‐ VCH. Дои:10.1002/9783527671069. ISBN  9783527671069.
  10. ^ Кристин Ведлер, Ханс Шик (1998). «Синтез-лактонов путем альдолизации кетонов энолатами фенилового эфира: 3,3-диметил-1-оксаспиро [3.5] нонан-2-он». Орг. Синтезатор. 75: 116. Дои:10.15227 / orgsyn.075.0116.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  11. ^ Мартин Галл, Герберт О. Хаус (1972). «Образование и алкилирование специфических енолят-анионов из несимметричного кетона: 2-бензил-2-метилциклогексанон и 2-бензил-6-метилциклогексанон». Орг. Синтезатор. 52: 39. Дои:10.15227 / orgsyn.052.0039.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  12. ^ Цзяньше Конг, Тао Мэн, Полин Тинг и Джесси Вонг (2010). «Получение этил-1-бензил-4-фторпиперидин-4-карбоксилата». Органический синтез. 87: 137. Дои:10.15227 / orgsyn.087.0137.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  13. ^ Мукаяма, Теруаки; Кобаяси, Шу (1994). «Олово (II) еноляты в Aldol, Michael и родственных реакциях». Органические реакции. С. 1–103. Дои:10.1002 / 0471264180.or046.01. ISBN  0471264180.
  14. ^ Зеебах, Дитер (1988). «Структура и реакционная способность енолатов лития. От пинаколона до селективного С-алкилирования пептидов. Трудности и возможности, предоставляемые сложными структурами». Angewandte Chemie International Edition на английском языке. 27 (12): 1624–1654. Дои:10.1002 / anie.198816241.
  15. ^ Крэнвелл, Филиппа. «Енамины / аза-енолаты - Механизм Мордор». sites.google.com.
  16. ^ а б Клейден, Джонатан (2012). Органическая химия (2-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 465, 593-594. ISBN  9780199270293. Ошибка цитирования: указанная ссылка "Clayden" была определена несколько раз с разным содержанием (см. страница помощи).
  17. ^ Аслам, О. (28 сентября 2012 г.). «Разработка каталитических азаенолятных реакций». UCL (Университетский колледж Лондона).