「NR」Claisen rearrangement 克莱森重排

定义

以其发现者的名字命名，烯丙基乙烯基醚在加热条件下发生[3,3]单键转移，重排生成相应的γ,δ-不饱和羰基化合物，该类型反应称为克莱森重排

反应通式

可以发现，苯基烯丙基醚邻位均被取代后，将会发生进一步的克莱森重排，得到的产物相当于与氧直接相连的基团平移至对位上。

此外，还有反常克莱森重排：

Eschenmoser–Claisen amide acetal rearrangement

Ireland–Claisen (silyl ketene acetal) rearrangement

Johnson–Claisen orthoester rearrangement

起源与发展

在1912年，L. Claisen描述了烯丙基苯醚在相应的O-烯丙基酚中的重排，还描述了邻烯丙基乙酰乙酸酯在氯化铵存在下蒸馏后向其O-烯丙基异构体的转化。

反应的一般特征

烯丙基乙烯基醚可以通过几种不同的方式制备:

1)烯丙基醇与乙基乙烯基醚通过汞离子交换;

2)烯丙基醇类和乙烯基醚经过酸催化交换;

3)热消除;

4)烯丙基甲酸酯和羰基化合物通过Wittig烯化;

5)不饱和酯Tebbe烯化;

烯丙基乙烯醚通常不需要分离，因为它们是在诱导重排的条件下制备的。

机理

机理上，反应可以被描述为超物种的、协同的、非同步的[3,3]-单键重排。克来森重排是一个单分子过程，其激活参数(负熵和激活体积)表明跃迁态受到约束。研究显示,双键的立体化学的信息转移到新形成的σ-键。基于这一观察，一个早期的六元椅状过渡态被认为参与其中。有几种可能的过渡状态极值。

实际的过渡态取决于起始烯丙基乙烯醚不同位置上取代基的性质。如果用手性烯丙醇制备起始烯丙基乙烯醚，则手性转移到产物中;立体选择性取决于非对映类椅形跃迁态之间的能量差。在无环系统中，观察到的立体选择性通常可以通过假设不利的1,3-双轴相互作用在椅形过渡态被最小化，而大群采用赤道位置来合理化。当环的几何形状或其他空间效应排除或不利于椅状结构时，反应可以通过船型过渡态进行。

反应实例

1) Claisen thermally rearranged (CTR) polymers

Tena et al. Sci. Adv. 2016; 2 : e1501859

2) Organocatalytic Claisen Rearrangement:  Theory and Experiment

DOI: 10.1021/jo062455y

3) Catalytic Diastereoselective Reductive Claisen Rearrangement

DOI: 10.1021/ol026273b

4) Yttrium-Catalyzed Tandem Intermolecular Hydroalkoxylation/Claisen Rearrangement

DOI: 10.1021/acs.joc.7b01612

5) Gold(I)-Catalyzed Propargyl Claisen Rearrangement

DOI: 10.1021/ja044602k

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

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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