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经典&交叉羟醛缩合反应2018-12-04

经典羟醛反应以及交叉羟醛缩合。酮,醛→醇概要・羰基化合物产生的烯醇对醛/酮亲核进攻,产生β-羟基酮(羟醛)。经典方法是用Brönsted酸或Brönsted碱做催化剂,加热条件下进行反应。
・反应是平衡/可逆反应。逆反应称Retro-aldol reaction。主产物是由化合物热力学较稳定决定,反应底物也决定产物的收率。要严密控制本反应的立体化学比较困难。另外、许多副产物(不如脱水、自缩合产物等)也会同时产生。想减少副产物提高收率需要些合成技巧和经验。
・酸或加热处理使羟基酮进行脱水反应后能得到α,β-不饱和酮 (羟醛缩合)。
基本文献・Kane, R. J. Prakt. Chem. 1838, 15, 129.
・Kane, R. Ann. Phys. Chem. Ser. 2 1838, 44, 475.
・Heathcock, C. H. Comprehensive Organic Synthesis 1991, 133.
・Mahrwald, R. ed. Modern Aldol Reactions Wiley-VCH, 2004
・Review: Palomo, C.; Oiarbide, M.; Garcia, J. M. Chem. Eur. J. 2002, 8, 36. [abstract]
・Review: Palomo, C.; Oiarbide, M.; Garcia, J. M. Chem. Soc. Rev. 2004, 33, 65. DOI:10.1039/b202901d
・Review: Schetter, B.; Mahrwald, R. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7506. doi:10.1002/anie.200602780反应机理反应实例不经过烯醇的交叉羟醛反应(下文有具体介绍)。如果能控制反应的立体化学,此反应在原子经济性方面也能成为非常有利的一个反应。柴崎group利用镧系元素-碱金属的混合催化剂,首次报道了直接不对称催化羟醛反应List,Barbas group 发现用催化剂量的脯氨酸,能进行直接不对称催化羟醛反应。他的研究可以说是后来的有机分子催化研究的先驱。 (List-Barbas羟醛反应)。


交叉羟醛缩合反应Cross Aldol Reaction概要在LDA等强碱下,将doner一侧的羰基化合物的α位完全脱氢、提前制备金属烯醇盐,抑制其自缩合,得到交叉缩合产物的方法。
根据烯醇盐的立体差异性、与立体特异的醛及酮反应,可相应得到syn/anti-羟醛体。
由迁移金属化可以制备Li、Na、Mg、Zn、B、Al、Ti等各种金属烯醇盐、其中只有硅和锡的烯醇盐可以分离精制。特别是在路易斯酸性条件下硅烯醇盐的羟醛加成反应通常称作向山羟醛缩合反应。
在全合成中,该偶联缩合的例子也不少。其他的例子详见文献・Review。基本文献
・Heathcock, C. H. Comprehensive Organic Synthesis 1991, 2, 133.
・Kim, B. M. et al. Comprehensive Organic Synthesis 1991, 2, 239.
・Paterson, I. Comprehensive Organic Synthesis 1991, 2, 301.
・Mahrwald, R. ed. Modern Aldol Reactions Wiley-VCH, 2004
・Review: Palomo, C.; Oiarbide, M.; Garcia, J. M. Chem. Eur. J. 2002, 8, 36. [abstract]
・Review: Palomo, C.; Oiarbide, M.; Garcia, J. M. Chem. Soc. Rev. 2004, 33, 65. DOI:10.1039/b202901d
・Review: Schetter, B.; Mahrwald, R. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7506. doi:10.1002/anie.200602780反应机理Zimmerman-Traxler六元环过渡态模型(J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 1920.)能够较好的解释说明底物与产物立体化学见得关系。因为醛的取代基equatorial处在平伏位置的过渡态稳定,有烯醇的立体特异性决定产物的立体化学。也就是说,由Z-烯醇盐得到syn构型羟醛产物、由E-烯醇盐得到anti构型产物。
一般而言,使用M-O键强的金属(硬酸,络合能较大的金属)六元环过渡态的环足够稳固,立体选择性会提高。反应实例含有取代基的同的烯醇盐制备,位置选择性是常见问题, 通过热力学/速度论的条件控制也能实现高位置选择性。硼的烯醇盐B-O键较短,能够形成稳固的六元环、相比锂的烯醇盐立体选择性会提高。硼的烯醇盐,通过不同试剂处理可以选择性的得到E/Z式烯醇盐Merrilactone A的合成:非対称分子内羟醛反应的应用。羰基化合物的如果不能产生烯醇化合物(例如HCHO、ArCHO、Ar2CO等)、则容易发生交叉羟醛反应。(Claisen-Schmidt反応)

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