有机合成人名反应第11天:Stetter reaction

反应概述:

在亲核催化剂存在下,脂肪族和芳香醛通过活化双键的加成被称为Stetter反应。

相关反应Benzoin condensation。

(思路)对Benzoin condensation反应中间体的一个再反应,Benzoin condensation反应中间体中有一个负离子,此负离子进行Michael加成反应。

反应通式:

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反应发现:

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1973年,H.Stetter和M.Schreckenberg发现,在催化量的氰化钠存在下,芳香醛(如苯甲醛和对氯苯甲醛)平稳地添加到α、β-不饱和腈和酮中,从而生成相应的γ-氧代腈和γ-二酮,该方法后来通过在碱存在下使用催化量的噻唑鎓盐而 扩展到脂族醛

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反应特点:

这种转化的一般特征是:

1)当反应由氰化物离子催化时,应使用偶极非质子溶剂(例如DMF、DMSO),但也可使用噻唑鎓盐质子溶剂(如EtOH);

2) 反应温度通常在30℃以上,反应时间为数小时(~1-4h);

3) 氰化物催化的反应仅限于芳香醛,因为脂族醛发生不希望的醛醛缩合

4) 噻唑鎓盐实际上是前催化剂,因为添加的碱(例如Et3N、NaOAc)使氮原子和硫原子之间的高酸性C-H键去质子化,以原位生成叶立德结构(该叶立德的行为与氰化物离子相同)

5) 由于该机制涉及从芳香醛底物中 快速、可逆 地形成苯偶姻,因此可以使用苯偶姻代替醛(脂族醛不能用酰亚胺代替 );

6) 可以使用多种 活性烯烃底物,α,β-不饱和酮的产率特别高

7) 直链醛的产率往往高于α-支链醛;

8) 醛底物也可能是α,β-不饱和的,并且可能具有分离的双键或三键;

9)具有 硝基取代基的芳香醛 以及 2,6-二取代的芳香醛的反应失败 (由于空间位阻)。

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反应机理:

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反应应用:

在A.Millar的实验室中,实现了CI-981的收敛对映选择性合成,CI-981是HMG-CoA还原酶的有效和组织选择性*制剂抑**。通过PaalKnorr吡咯合成制备了中心四取代吡咯环。所需的1,4-二酮前体通过对氟苯甲醛和不饱和酰胺之间的Stetter反应有效地制备。有趣的是,N-苄基噻唑鎓氯化物催化剂仅提供苯偶姻缩合产物,而没有提供所需的二酮。然而,当使用N-乙基噻唑鎓溴化物催化剂时,在无水和浓缩的反应条件下,以良好的产率形成1,4-二酮。作者还注意到,反应混合物的简单稀释导致不期望的苯偶姻缩合产物的形成急剧增加。

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通过M.A.不对称全合成法测定了天然亲玫瑰素的绝对立体化学。Tius和同事26天然产物的三取代吡咯部分使用Paal Knorr吡咯合成法从大环1,4-二酮开始安装。这种二酮是通过在3-苄基-5-(羟乙基)-4-甲基噻唑鎓氯化物作为催化剂的存在下使外环α,β不饱和酮与过量的6-庚醛反应制备的。主要产物是反式非对映体,通过烯烃复分解实现大环化。值得注意的是,当醛与环戊烯酮连接时,所有在分子内Stetter反应中封闭大环的尝试都失败了。

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C.C.Galopin开发了(±)-反式沙比宁水合物的短合成,这是一种在薄荷和草本植物的多种精油中发现的重要风味化学物质。27合成序列的关键中间体是3-异丙基-2-环戊烯酮。最初,为了合成该化合物,尝试了二烯酮底物的Nazarov环化,但环化没有在各种条件下进行。因此,成功地实施了连续的Stetter反应/分子内羟醛缩合方法。

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S.Blechert等人使用顺序交叉复分解/双还原环化策略完成了(+)-单甲基苯胺I(一种3,5-二烷基取代中氮茚生物碱)的简明对映选择性全合成。28烯二酮底物分两步制备。掩蔽当量丙烯醛和丁基乙烯基酮之间的Stetter反应之后,在快速真空热解(FVP)条件下进行逆Diels-Alder反应。

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参考文献:Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis. László Kürti, Barbara Czakó, Elsevier Academic Press, 2005.

第二个版本:

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反应通式

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反应机理

反应应用:

1,4-二羰基化合物的合成。

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1,4-二羰基化合物的合成

Trost, B. M.; Shuey, C. D.; DiNinno, F., Jr.; McElvain, S. S. J. Am. Chem. Soc. 1979,

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有机合成人名反应第11天:Stetterreaction

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有机合成人名反应第11天:Stetterreaction

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有机合成人名反应第11天:Stetterreaction

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References

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(19171993), born in Bonn, Germany, was a chemist at Technische Hochschule Aachen

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2. Trost, B. M.; Shuey, C. D.; DiNinno, F., Jr.; McElvain, S. S. J. Am. Chem. Soc. 1979,

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3. El-Haji, T.; Martin, J. C.; Descotes, G. J. Heterocycl. Chem. 1983, 20, 233235.

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5. Kikuchi, K.; Hibi, S.; Yoshimura, H.; Tokuhara, N.; Tai, K.; Hida, T.; Yamauchi, T.;

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12. Yetra, S. R.; Patra, A.; Biju, A. T. Synth. 2015, 47, 13571378. (Review).

13. Ema, T.; Nanjo, Y.; Shiratori, S.; Terao, Y.; Kimura, R. Org. Lett. 2016, 18, 57645767.

14. Zhao, M.; Liu, J.-L.; Liu, H.-F.; Chen, J.; Zhou, L. Org. Lett. 2018, 20, 26762679.

15. Hsu, D.-S.; Cheng, C.-Y. J. Org. Chem. 2019, 84, 1083210842.

16. Bae, C.; Park, E.; Cho, C.-G.; Cheon, C.-H. Org. Lett. 2020, 22, 23542358.

第三个版本:

Stetter Reaction

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Stetter反应是由氰化物或噻唑鎓盐催化的醛与a,β-不饱和化合物的1,4-加成(共轭加成)。该反应与相应的1,2-加成反应竞争,即苯偶姻缩合反应。然而,苯偶姻缩合是可逆的,并且由于Stetter反应导致更稳定的产物,主要产物将衍生自1,4-加成。

一些可能的产物是:1,4-二酮、4-酮羧酸和相应的腈。

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Stetter反应机理

氰化物离子影响正常羰基电荷亲和力的非极性,亲电醛碳在脱质子化后变得亲核:

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他的原位生成的亲核试剂与不饱和化合物反应:

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噻唑鎓盐可以通过去质子化转化为叶立德。这些叶立德在有效催化Stetter反应的能力方面与氰化物加合物相当。

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反应应用:

Recent Literature

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NHC-Catalyzed Dual Stetter Reaction: A Mild Cascade Annulation for the Syntheses of Naphthoquinones, Isoflavanones, and Sugar-Based Chiral AnaloguesR. N. Mitra, K. Show, D. Barman, S. Sarkar, D. K. Maiti, J. Org. Chem. , 2019 , 84 , 42-52.

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Synthesis of 2-Aryl Naphthoquinones by the Cross-Dehydrogenative Coupling Involving an NHC-Catalyzed endo -Stetter ReactionA. Ghosh, A. Patra, S. Mukherjee, A. T. Biju, J. Org. Chem. , 2019 , 84 , 1103-1110.

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