化学部落~~格格

揭开50年前的反应的秘密

译自Chem-Station网站日本版 原文链接:50年来の謎反応を解明せよ

翻译:炸鸡

标题图片上画的是50年前的一篇论文上记载的一个反应,你能试试写出反应机理吗?

即便是有机化学专业的学生第一眼也会不明白吧。怎么会凭空多了一个碳原子呢?

这个反应出自1973年Comer和Temple在J. Org. Chem.刊登的论文。

“The reaction of cyclopentanones with methylsulfinyl carbanion”

Comer, W. T.; Temple, D. L.

J. Org. Chem.1973, 38, 2121. DOI: 10.1021/jo00952a002

二甲基亚砜(DMSO)经过强碱氢化钠(NaH)作用生产的阴离子会夺取环戊酮的羰基α位的质子,使得环戊酮变成烯醇形式。但环戊酮的烯醇式也很可能会和另一分子的环戊酮发生Aldol反应,这是有烯醇参与的反应里常见的副反应了,在这个副反应中新生产的醇羟基可能会发生消除反应进一步生成不饱和酮。受到这个副反应的启发,Comer等人提出了标题图片里的反应的可能的反应机理。

通过将氘代DMSO作为溶剂,成功得出了产物上多出的一个碳是来自DMSO上的一个碳的结论。

我不禁怀疑道“DMSO阴离子会不会与酮发生亲核加成反应呢?”Stuart L. Schreiber教授(现任哈佛大学教授)当时正在R. B. Woodward教授门下攻读博士学位,他当时也研究了这个反应,我不知道他当时是否有和我一样的疑问。1974年,他亲手再现了这个实验,Woodward教授的分析也证实了产物结构的无误。然而,由于他自己的项目繁忙,随着时间流逝,他不知不觉地忘记了这件事。然而,最近有人从他的研究生时代的论文中发现了这个反应,他的同事Andrew G. Myers教授和他的同事们才开始思考真正的反应机理。

“Proposed resolution of a mechanistic puzzle of long duration: Self-condensation of cyclopentanone to form an 11-carbon dienoic acid”

Peszko, M. T.; Schreiber, S. L.; Myers, A. G.

J. Org. Chem., in press DOI: 10.1021/acs.joc.3c00492

为了复刻Comer等人的实验,反应在氘代DMSO中进行,但却复刻失败。最重要的末端烯烃的11号碳上却没有氘原子。这个11号碳是从哪儿来的呢?

这个问题的答案藏在实验操作里。在原论文中,放热反应结束后,有将反应物倒入乙醚和二氯甲烷(1:1)的混合溶剂中,并在冰箱中放置过夜的操作。因此,Meyers等人在反应结束后将反应液倒入氚代二氯甲烷(重二氯甲烷)中,发现第11位的亚甲基几乎完全氚化。因此,原有的反应机理被推翻,新的反应机理需要被考虑。如eq 3所示,一种可能的反应机理是环戊酮二聚体首先在碱的作用下变成二烯醇阴离子(3),然后与二氯甲烷反应生成氯甲基化的 4。在此基础上,碳-碳键通过加成和消除反应发生裂解,形成产物1

为了验证猜想的正确性,还将以其他方法合成出的化合物4与碱搅拌,结果也证实了化合物1以高收率被合成出来了,所以这个机理应该是准确无误的。尘封了50年的谜题终于被解开了,你的心中感觉如何呢?

本文版权属于 Chem-Station化学空间, 欢迎点击按钮分享,未经许可,谢绝转载

Related post

  1. 被药界遗忘的叠氮药物:首个抗艾滋药物竟是它
  2. 淀粉样纤维(Amyloid-β)–催化剂?!?!
  3. 有機化合物の日本語名称10
  4. C&EN 的年度分子 (2022)
  5. 俯瞰有机反应—缩合反应
  6. 有机叠氮化合物(4):芳香族叠氮化合物的合成
  7. 螺旋不对称守恒原理(二)
  8. 谈谈那些年深爱过的保护基

Comment

  1. No comments yet.

  1. No trackbacks yet.

You must be logged in to post a comment.

Pick UP!

微信

QQ

广告专区

PAGE TOP