Силиловые эфиры енолов: Мукаяма и Руботтом
Альдольная реакция Мукаямы
linkОпора
- Урок 282. Альдольная реакция — рисовать механизм и продукт альдольного присоединения
Силиловый эфир енола — это енол из урока 275, в котором атом водорода группы OH заменён группой \(\ce{Si(CH3)3}\); такой «енол» можно выделить и хранить. С кислотой Льюиса он присоединяется к альдегиду и после гидролиза даёт альдоль (урок 282), причём без щёлочи. Это альдольная реакция Мукаямы.
Как получить силиловый эфир и провести реакцию Мукаямы
- Кинетический силиловый эфир получают действием LDA в ТГФ при −78 °C, а затем \(\ce{Me3SiCl}\).
- Термодинамический силиловый эфир получают действием \(\ce{Me3SiCl}\) и \(\ce{Et3N}\) в ДМФА при нагревании.
- Атом кремния присоединяется к атому кислорода, а не углерода: связь Si–O очень прочна.
- Реакция Мукаямы: альдегид с \(\ce{TiCl4}\) (кислота Льюиса активирует группу C=O) и силиловый эфир енола после гидролиза дают β-гидроксикетон.
- Основания нет, поэтому нет самоконденсации и ретро-альдольной реакции, а роль донора задана заранее.
Примеры
1. Силиловый эфир ацетофенона. 1-Фенил-1-(триметилсилилокси)этен с 2-метилпропаналем в присутствии \(\ce{TiCl4}\) даёт 3-гидрокси-4-метил-1-фенилпентан-1-он.
2. Кинетический эфир бутанона. Силиловый эфир \(\ce{CH2=C(OSiMe3)CH2CH3}\) с бензальдегидом в присутствии \(\ce{TiCl4}\) даёт 1-гидрокси-1-фенилпентан-3-он.
errorКислота Льюиса вместо основания
В реакции Мукаямы енолята нет: нуклеофил — нейтральный силиловый эфир, а электрофил — альдегид в комплексе с \(\ce{TiCl4}\).
edit_noteПопробуйте сами
Какой силиловый эфир даст пентан-2-он с \(\ce{Me3SiCl}\) и \(\ce{Et3N}\) в ДМФА при нагревании?
expand_moreПоказать решение
Термодинамический: \(\ce{CH3C(OSiMe3)=CHCH2CH3}\) с двойной связью C2=C3.
Окисление по Руботтому
Двойная связь силилового эфира енола из первой части урока богата электронами, и надкислота эпоксидирует её, как обычный алкен (урок 218). Эпоксид раскрывается, группа \(\ce{SiMe3}\) переходит к атому кислорода, и после гидролиза получается α-гидроксикетон. Это окисление по Руботтому; положение группы OH задаётся тем, какой силиловый эфир был взят.
Как ввести группу OH в α-положение
- Силиловый эфир енола с mCPBA даёт силилоксиэпоксид.
- Эпоксид раскрывается, группа \(\ce{SiMe3}\) переходит на атом кислорода, и получается α-силилоксикетон.
- Гидролиз (кислотой или фторид-ионом) даёт α-гидроксикетон.
- Группа OH оказывается у того α-атома, который был в двойной связи силилового эфира, поэтому её положение задаётся способом получения эфира.
- Другие электрофилы: NBS даёт α-бромкетон, а \(\ce{PhSeCl}\) и затем \(\ce{H2O2}\) — енон (селеноксидное отщепление).
Примеры
1. Ацетофенон. Силиловый эфир енола ацетофенона с mCPBA и последующим гидролизом даёт 2-гидрокси-1-фенилэтанон.
2. Енон. Силиловый эфир енола циклогексанона с \(\ce{PhSeCl}\), а затем с пероксидом водорода даёт циклогекс-2-енон.
errorСначала выбирают положение, потом окисляют
Реакция Руботтома не выбирает α-атом сама: она окисляет ту двойную связь, которая есть в силиловом эфире. Кинетический эфир даёт группу OH у менее замещённого атома, термодинамический — у более замещённого.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст силиловый эфир енола циклопентанона с NBS?
expand_moreПоказать решение
2-Бромциклопентанон.
push_pinГлавное
Силиловый эфир енола — «законсервированный» енолят: LDA и \(\ce{Me3SiCl}\) при −78 °C дают кинетический изомер, \(\ce{Me3SiCl}\) с \(\ce{Et3N}\) в ДМФА при нагревании — термодинамический; кремний связывается с кислородом (прочная связь Si–O). Как электронобогатый алкен он реагирует с электрофилами. Мукаяма: с альдегидом, активированным кислотой Льюиса (\(\ce{TiCl4}\)), — перекрёстный альдоль без самоконденсации. Руботтом: mCPBA эпоксидирует C=C, силильная группа переходит на кислород, гидролиз даёт α-гидроксикетон; с NBS — α-бромкетон.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.