Claisenův přesmyk

Claisenův přesmyk je chemická reakce sloužící k tvorbě vazeb uhlík-uhlík, při níž allylvinylether zahříváním iniciuje [[sigmatropní reakce|[3,3]-sigmatropní]] přesmyk za vzniku γ,δ-nenasycené karbonylové sloučeniny. Jedná se o první popsaný případ [3,3]-sigmatropního přesmyku. Touto reakcí se zabývalo několik studií.Claisenův přesmyk

Mechanismus

Claisenův přesmyk je exotermní pericyklická reakce. Podle Woodwardových-Hoffmannových pravidel je suprafaciální. +more Kinetika odpovídá reakci prvního řádu, přeměna probíhá přes uspořádaný cyklický přechodný stav a je vnitromolekulární. Možnost mezimolekulárního mechanismu byla experimentálně vyloučena. Na průběh Claisenova přesmyku mají významný vliv vlastnosti rozpouštědla, v polárních rozpouštědlech probíhá rychleji. Použití rozpouštědel vytvářejících vodíkové vazby vede k nejrychlejšímu průběhu reakce; například ve směsi vody a ethanolu bývají rychlostní konstanty desetkrát vyšší než v sulfolanu. Trojvazné organohlinité sloučeniny, jako je trimethylhliník, také mohou urychlovat Claisenovy přesmyky.

Varianty

Aromatický Claisenův přesmyk

Prvním popsaným Claisenovým přesmykem byl [3,3]-sigmatropní přesmyk allylfenyletheru na meziprodukt 1, který se rychle tautomeroval na ortho-substituovaný fenol:

Příklad Claisenova přesmyku

Regioselektivitu tohoto přesmyku ovlivňuje substituce do polohy meta. Pokud je například v poloze meta skupina snižující elektronovou hustotu (například bromid), tak řídí přesmyk do polohy ortho (71 % ortho produktu), zatímco skupina dodávající elektrony (jako je methoxy), jej řídí do polohy para (69 % para produktu). +more Přítomnost ortho-substituentů vede výhradně k para-substituovaným produktům.

Aromatický Claisenův přesmyk u reaktantu se substituentem v pozici ortho

Pokud je na pozici ortho či para návázána aldehydová nebo karboxylová skupina, tak se působením allylového vedlejšího řetězce odštěpí, přičemž se uvolní oxid uhelnatý nebo oxid uhličitý.

Bellusův-Claisenův přesmyk

Bellusův-Claisenův přesmyk je reakce allyletherů, aminů a thioetherů s keteny za vzniku γ,δ-nenasycených esterů, amidů a thioesterů. Objevil ji D. +more Bellus v roce 1979 a využil k získání meziproduktu při syntéze pyrethroidového insekticidu. Při této reakci se často používají halogenované keteny (R1, R2), protože jsou silnými elektrofily. K odstranění vzniklých α-halogenesterů, amidů a thioesterů lze použít řadu různých postupů.

Bellusův-Claisenův přesmyk

Eschenmoserův-Claisenův přesmyk

Eschenmoserův-Claisenův přesmyk nastává při zahřívání allylalkoholů za přítomnosti dimethylacetalu N,N-dimethylacetamidu, produkty jsou γ,δ-nenasycené amidy. Tento postup vyvinul roku 1964 Albert Eschenmoser. +more Eschenmoserův-Claisenův přesmyk se možné používá během totální syntézy morfinu.

Eschenmoserův-Claisenův přesmyk

Mechanismus:

Mechanismus Eschenmoserova-Claisenova přesmyku

Irelandův-Claisenův přesmyk

Irelandův-Claisenův přesmyk je reakce allylkarboxylátu se silnou zásadou (například diisopropylamidem lithným) za vzniku γ,δ-nenasycené karboxylové kyseliny. Meziproduktem je silylketenacetal vzniklý zachycením lithného enolátu chlortrimethylsilanem. +more Podobně jako výše popsaný Bellusův-Claisenův přesmyk probíhá při pokojové nebo vyšších teplotách. Z E--silylketenacetalů se tvoří anti a ze Z-reaktantů syn-produkty. Bylo popsáno mnoho případů enantioselektivních Irelandových-Claisenových přesmyků, při kterých byly použity například chirální borité reaktanty jako chirální pomocníci.

Irelandův-Claisenův přesmyk

Johnsonův-Claisenův přesmyk

Johnsonův-Claisenův přesmyk je reakce allylových alkoholů s orthoestery za vzniku γ,δ-nenascených esterů. Jako katalyzátory se používají slabé kyseliny, jako je například kyselina propionová. +more Reakce obvykle probíhá za vysokých teplot (100 až 200 °C) a může trvat 10 až 120 hodin.

Při zahřívání reakční směsi za účasti mikrovln a přítomnosti hexafluorokřemičitanu draselného nebo kyseliny propionové se vyznačuje mnohem rychlejším průběhem i lepší výtěžností.

Johnsonův-Claisenův přesmyk

Mechanismus:

Mechanismus Johnsonova-Claisenova přesmyku

Fotochemický Claisenův přesmyk

Claisenův přesmyk aryletherů lze také provést jako fotochemickou reakci; přitom oproti ortho produktu tepelné reakce ([3,3]-přesmyku) vzniká též para produkt (výsledek [3,5]-přesmyku) i jiné izomery (například [1,3]- a [1,5]-produkty) a může dojít k odštěpení etherové skupiny a k tvorbě i alkyletherových produktů. Fotochemická varianta probíhá postupným mechanismem, kdy po radikálovém štěpení vazeb následuje tvorba nových vazeb, namísto pericyklického, což rozšiřuje spektrum použitelných substrátů a získatelných produktů. +more [1,3] a [1,5] fotochemické Claisenovy přesmyky jsou podobné fotochemickým Friesovým přesmykům arylesterů a podobných acylových sloučenin.

Claisenovy přesmyky heterocyklických sloučenin

Aza přesmyky

Iminiové ionty lze použít jako skupiny obsahující vazby pí.

Příklad aza Claisenova přesmyku

Oxidace chromem

Sloučeniny chromu mohou oxidovat allylalkoholy na α,β-nenasycené ketony s násobnými vazbami na opačné straně molekuly oproti poloze původní alkoholové skupiny; přeměna probíhá soustředěným mechanismem, i když se zde objevují mechanistické rozdíly, protože atom chromu má volné orbitaly d, čímž umožňuje, aby reakce proběhla s méně omezenou geometrií.

střed

Chenova-Mappova reakce

Chenova-Mappova reakce, také nazývaná jako [3,3]-fosforimidátový přesmyk nebo Staudingerova-Claisenova reakce, spočívá v použití fosfitu místo alkoholu a využívá výhody Staudingerovy reakce k jeho přeměně na imin. Následující Claisenův přesmyk je usnadněn tím, že dvojná vazba P=O je energeticky výhodnější než vazba P=N.

Chenova-Mappova reakce

Overmanův přesmyk

Overmanův přesmyk je varianta Claisenova přesmyku používaná k přeměně allyltrichloracetimidátů na allyltrichloracetamidy.

Overmanův přesmyk

Overmanův přesmyk je možné použít na přípravu vicinoldiaminosloučenin z 1,2-vicinálních allyldiolů.

Zwitteriontový Claisenův přesmyk

Na rozdíl od ostatních druhů Claisenova přesmyku, při nichž je nutné reakční směs zahřívat, probíhají zwitteriontové Claisenovy přesmyky za pokojové nebo i nižší teploty. Acylované amoniové kationty reagují velmi selektivně s Z-enoláty za mírných podmínek.

Zwitteriontový Claisenův přesmyk

V přírodních procesech

Enzym chorismátmutáza (EC 5. 4. +more99. 5) katalyzuje Claisenův přesmyk chorismátu na prefenát, který je meziproduktem biosyntézy fenylalaninu a tyrosinu.

Chorizmátmutáza katalyzuje Claisenův přesmyk

Odkazy

Reference

Související články

Claisenova kondenzace * Carrollův přesmyk * Copeův přesmyk

Externí odkazy

Kategorie:Přesmykové reakce Kategorie:Substituční reakce Kategorie:Reakce vytvářející vazbu uhlík-uhlík Kategorie:Jmenné reakce