Abramovova reakce

Abramovova reakce je organická reakce, při níž dochází k přeměně trialkylového fosfonátu na α-hydroxyfosfonát adicí na karbonylovou sloučeninu. Mechanismus obsahuje atak nukleofilního atomu fosforu na karbonylový uhlík.

Reakci objevil ruský chemik Vasilij Semjonovič Abramov v roce 1957.

Úvod

Zdroje fosforu bohaté na elektrony, jako jsou fosfity, fosfonity a fosfinity, mohou být nukleofilně adovány na karbonylové sloučeniny. Při použití plně esterifikovaných fosfitů (tedy Abramovově reakci) obvykle dochází k neutralizaci vytvořeného tetraedrického meziproduktu přenosem alkylové nebo silylové skupiny z kyslíkového atomu navázaného na fosfor za tvorby alkoxidového centra. +more Poté se může objevit konjugovaná adice, jejímiž produkty jsou γ-funkcionalizované karbonylové sloučeniny nebo enolethery. Rozsah reakce lze výrazně zvětšit použitím zdrojů fosforu obsahujících siloxyskupiny, protože vzniklé α-siloxysloučeniny mohou být v alkoholových rozpouštědlech přeměněny na odpovídající α-hydroxyderiváty.

(1)Soubor:PhosAddGen.png

Mechanismus a stereochemie

Převažující mechanismus

Fosfit se vratně naváže na karbonylový uhlík. Za mírných podmínek probíhá zpětná přeměna na výchozí látky rychleji než mezimolekulární i vnitromolekulární přesuny alkylových skupin, protože přechodný stav vznikající při vnitromolekulárním přesunu má malý překryv orbitalů.

Přesun lze účinně provést při zvýšení teploty a/nebo tlaku. Jsou-li použity dva ekvivalenty aldehydu, tak adice tetraedrického meziproduktu na druhou molekulu aldehydu může probíhat za tvorby fosforanu 1 nebo lineárního alkylového produktu 2.

Vhodnější je použití silylovaných zdrojů fosforu, které vstupují do vnitromolekulárních přesunů silylových skupin z přední strany, čímž vznikají α-siloxyfosforové sloučeniny 3.

(3) Soubor:PhosAddMech.png

Rozsah a omezení

Fosforové reaktanty

Na přípravu α-hydroxyfosfonátů se obvykle používají fosfity. Za přítomnosti dvou ekvivalentů aldehydů převažují cyklické fosforany 1, které ovšem mohou snadno být hydrolyzovány na odpovídající hydroxyfosfonáty.

(6)Soubor:PhosAddScope1.png

Když jsou použity fosfonové kyseliny s katalytickým množstvím zásady, tak mohou vznikat fosfinoxidy. Vhodné jsou pro tyto reakce sodné soli fosfonových kyselin a jako zásadu je možné použít například amid sodný.

Asymetrické a selektivně řízené adice lze dosáhnout využitím chirálních aminů.

(7)Soubor:PhosAddScope3.png

Objev a použití silylovaných fosforových reaktantů představuje významný pokrok v této reakci. U smíšených reaktantů dochází k selektivním přenosům silylových skupin a štěpení za vzniku vazeb křemík-kyslík je často možné provést hydrolyticky, což umožňuje získávat α-hydroxyderiváty. +more Alkylace α-siloxy produktů představuje vhodný způsob jinak obtížné přípravy α-alkoxyfosforových sloučenin, které mohou po deprotonaci fungovat jako ekvivalenty acylových aniontů, z nichž se po eliminaci v zásaditém prostředí mohou stát ketony.

(8)

Karbonylové substráty

Na karbonylové uhlíky jednoduchých aldehydů a ketonů se fosfity adují snadno; při adicích na keteny se tvoří stejné produkty jako u Arbuzovových reakcí acylhalogenidů.

(9)Soubor:PhosAddScope5.png

Do této reakce mohou rovněž vstupovat α,β-nenasycené ketony a aldehydy. U dienylkarbonylových substrátů probíhají 1,6-adice.

(10)Soubor:PhosAddScope6.png

Varianta, do které jsou zapojeny iminy se nazývá Pudovikova reakce, vznikají při ní α-alkylaminofosfonáty.

Primární aminy je možné získat pouze po kyselé hydrolýze terc-butylaminového meziproduktu; použití nesubstituovaných iminů vyžaduje tvrdé reakční podmínky a výtěžnost bývá nízká.

(11)Soubor:PhosAddScope7.png

Syntetické využití

α-Hydroxyalkylfosfonáty připravené Abramovovou reakcí lze použít na další přeměny. Původně karbonylový uhlík je v důsledku své blízkosti k fosfonátové skupině kyselý. +more Jeho deprotonací vzniká maskovaný acylový anion, ze kterého lze odštěpit fosfonátovou skupinu. Fosfonátové anionty se mohou účastnit alkylací a alkenací (jako je Hornerova-Wadsworthova-Emmonsova reakce).

Pokud jsou do alkenace zapojeny α-aminoalkylfosfonáty, tak se vzniklé enaminy dají hydrolyzovat za vzniku ketonů.

(12)

Adicemi na nenasycené karbonylové sloučeniny a následnými deprotonacemi vznikají ekvivalenty homoenolátů.

Srovnání s ostatními metodami

Silylovaná fosfitová činidla patří k nejúčinnějším při přípravě α-hydroxyfosfonátů, existuje však i několik dalších způsobů tvorby těchto sloučenin. Příkladem může být fosfáto-fosfonátový přesmyk, kdy se α-hydroxyfosfonáty vytváří z tříčlenného cyklického meziproduktu.

(13)Soubor:PhosAddAlt.png

Experimentální podmínky a postupy

Provedení adicí sloučenin fosforu je obecně jednoduché. Reaktanty mohou být rozpuštěny v polárních rozpouštědlech, jako jsou acetonitril, ethanol a terc-butanol, a nepolárích rozpouštědlech, například benzenu. +more Při adicích fosfitových diesterů nebo in situ tvorbě iminů může být nutná kyselá katalýza; v ostatních případech lze k tomuto účelu použít též zásady. K izolaci čistých produktů obvykle postačuje destilace.

Odkazy

Související články

Michaelisova-Arbuzovova reakce - reakce trialkylfosfitu s alkylhalogenidem za vzniku fosfonátu

Reference

Kategorie:Adiční reakce Kategorie:Párovací reakce Kategorie:Jmenné reakce