Альдольная реакция

Введение

Альдольная реакция — один из универсальных методов образования С—С-связи. Открытая более 100 лет назад, эта реакция и по сей день широко используется в синтетической практике, однако за прошедший период методология альдольной реакции претерпела прямо-таки фантастические изменения. Условия проведения реакции, реагенты, круг целевых продуктов — все эти составляющие приобрели совершенно иной вид. Более того, кроме самого факта образования С—Cl- связи на первый план вышли вопросы диастерео- и энантиоселектив- ности. В рамках одной главы невозможно изложить все методики синтеза и приложения альдольной реакции, поэтому мы ограничимся рассмотрением лишь принципиальных подходов.

Основный и кислотный катализ

Согласно общему уравнению, альдольная реакция включает взаимодействие двух карбонильных соединений, одно из которых способно к енолизации (схема 8.1). Образование С—С-связи можно представить как взаимодействие карбонильной группы с енолом. Однако на самом деле эти компоненты недостаточно реакционноспособны, и для проведения реакции необходимо активировать либо электрофильный компонент (карбонильную группу), либо нуклеофильный (енол). Для активации карбонильной группы используется кислота, для активации нуклеофила — основание. Таким образом, альдольная реакция может быть проведена как в кислых, так и в основных условиях, но, несмотря на это различие, по своему механизму оба варианта очень похожи, поскольку на стадии образования С—С-связи происходит один и тот же тип перемещения электронной плотности — от л-системы енола к л-системе карбонильной группы.

Схема 8.1

В классическом варианте реакцию проводят при действии щелочи в водноспиртовых средах.1 Согласно общему механизму, щелочь выступает в качестве катализатора, но иногда для ускорения процесса ее берут в стехиометрических количествах. В реакцию можно вводить алифатические альдегиды, когда один и тот же реагент выступает в качестве как электрофильного, так и нуклеофильного компонента, однако выходы соответствующих альдолей ((3-гидро кс и карбон ил ь- ных соединений) зачастую невысокие из-за множества побочных процессов. Например, при конденсации ацетальдегида выход альдоля составляет всего 50%, а остальное — продукты олигомеризации (уравнение 1, схема 8.2). Еще сложнее провести направленное сочетание двух близких по реакционной способности карбонильных соединений.

Конденсацию двух разных субстратов удается провести эффективно лишь в том случае, когда вещества существенно различаются по склонности к енолизации и способности к электрофильной атаке. Например, если используются неенолизуемые субстраты, такие как ароматические альдегиды, в сочетании с кетонами (уравнение 2). При этом, однако, от альдолей происходит отщепление воды, что, очевидно, связано с образованием сопряженной системы двойной связи с ароматическим кольцом.

Основная проблема классического подхода, который подразумевает использование протонной кислоты или основания, заключается в равновесном образовании енолов и енолят-анионов. Концентрация этих частиц в протонных растворителях, как правило, очень небольшая, а концентрации исходных субстратов и продуктов очень высокие, и они могут реагировать с

Схема 8.2

енолами (или енолят-анионами). В результате проведение направленного сочетания во многих случаях становится крайне затруднительной задачей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >