Name Rxn | Mukaiyama Aldol反应

定义

Lewies酸催化的烯醇硅醚的交叉羟醛缩合反应,即:

以烯醇硅醚(silyl enol ether,enoxysilane 或者 silyl enolate,形式上还包括硅基烯酮缩醛 silyl ketene acetal) 为亲核试剂,与醛、酮、缩醛和缩酮类型亲电试剂之间的缩合反应,一般不涉产物经消除形成 α,ß-不饱和羰基化合物的转化。

该反应通常被命名为Mukaiyama Aldol 反应,还被称为Mukaiyama反应,Mukaiyama Aldol 偶联,Mukaiyama aldolization。

通式

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溯源

羟醛缩合反应是最重要的碳碳键形成方法之一,能够在一步反应中有效地构建两个手性中心,从原子经济性考虑也比较合理。

早在 1838 年, R. Kane 就报道了首例羟醛缩合反应,即丙酮的自身缩合反应

然而直到 20 世纪 70 年代,交叉提醒缩合反应才有了长足的发展。这主要是由于,在通常的碱性催化条件下,两分子不同酮或醛之间的交叉缩合反应具有选择性差和副反应多的缺点。其中的主要问题如下:

(1) 产生大量的自身缩合及多缩合副产物;
(2) 产物进一步脱水形成 α,β-不饱和羰基化合物,并能发生进一步副反应;

(3) 该反应为可逆反应,一般无法进行完全。特别是对于酮之间的反应,平衡强烈偏向原料一方。

1973 年, T.

跳出传统的思维方式,提出了 Lewis 酸促进的烯醇硅醚定向缩合 (directed condensation) 的新方法例。同年,他还提出了烯醇硼酯的羟醛缩合反应(随后由 D. A. Evans 等人加以发展,被命名为 Evans 反应 )。从此,烯醇硅醚的交叉羟醛缩合反应得到了迅猛发展,成为当代有机合成化学家最常用的重要方法之一,并被命名为 Mukaiyama 反应

作者简介

Teruaki Mukaiyama (向山光昭) (1927-) 出生于日本长野县伊那市。他于1948 年和 1957 年先后获学士学位(东京理工学院)和博士学位(东京大学 )。

1958 年,他任职东京理工学院助理教授,并于 1963 年晋升为教授。后历任东京大学 (1973) 和东京理科大学 (1987) 教授,现任北里研究所(2002- )教授及上述各学府名誉教授。

Mukaiyama 对有机合成作出了多方面的贡献,以他名字命名的还有 Mukaiyama-Michael 反应。

另外, 1- 甲基 -2-氯吡啶碘化物被称为 Mukaiyama 试剂,常用于大环内酯的关环反应。

一般特征

硅基醚的构型决定了伴随形成的近立体中心的相对立体化学性质,而羰基化合物的固有手性主要决定了羰基的面部选择性

立体选择性可以通过应用手性催化剂,或通过远端取代基的位阻效应来提高。

反应中使用的Lewis酸催化剂有BF3·Et2O、InCl3、TiCl4、Cu(OTf)2和手性(酰基氧)硼烷

该反应已扩展到几种不同类型的亲核试剂,包括丹尼舍夫斯基二烯、烯酮硅基缩醛、亚胺和乙烯基硅基烯醇醚。

1)按照原程序,需要加入化学计量的TiCl4、SnCl4、AlCl3、BCl3·OEt2、ZnCl2等Lewis酸促使反应转化;

2)近年来,以Sn(IV)、Sn(II)、Mg(II)、Zn(II)、Li(I)、Bi(III)、In(III)、Ln(III)、Pd(II)、Ti(IV)、Zr(IV)、Ru(II)、Rh(II)、Fe(II)、Al(III)、Cu(II)、Au(I)、R3SiX、Ar3C+和粘土等路易斯酸为催化剂,开发出了多种催化版本;

3)开发了几种路易斯碱催化反应;

4)烯醇硅烷组分可由醛、酮、酯和硫酯衍生;

5)考察了未取代、单取代和双取代烯醇硅烷的反应;

6)最常用的羰基反应物是醛类,但酮类和缩醛类也在适当的反应条件下反应。

一取代烯醇硅烷的非对映化学结果通常如下:

1)当R2较小而R3较大时,反应产生的反产物与双键几何无关;

2)当R2较大时,syn非对映选择性占优势,与烯醇硅烷构型无关;

3)当醛具有螯合能力时,首选生成顺非对映体。

机理

实例

1) DOI: 10.1021/jo800741c


2) DOI: 10.1021/ol2006727


3) DOI: 10.1021/ja102733a


4) DOI: 10.1021/ja407357c


5) DOI: 10.1021/ol802087u


6) DOI: 10.1021/acscatal.7b03485


7) DOI: 10.1021/acscatal.5b00438


8) DOI: 10.1021/ja2051155


9)

评述

Mukaiyama Aldol反应是Aldol反应的升级改造,使得C-C键的构建更加简便高效,同时拓展了Aldol反应的应用范畴,是一个非常具有实用意义的反应

参考

1. a)László Kürti, Barbara Czakó. StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis. b)Jie Jack Li. Name Reactions: A Collection ofDetailed Mechanisms and Synthetic Applications. c) 黄培强.有机人名反应、试剂与规则. d) 胡跃飞, 林国强. 现代有机反应

2. https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/ugi-reaction.shtm

3. a) https://pubs.acs.org/ b) https://onlinelibrary.wiley.com/

c) https://www.sciencedirect.com/ d) https://www.rsc.org/

e) https://www.thieme-connect.com/ f) http://www.sciencemag.org/

g) https://www.nature.com/natcatal/

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