在強堿作用下,含有α-H的酯和另外一分子相同的酯縮合得到β-酮酯的反應被稱為Claisen縮合反應。如果發(fā)生分子內(nèi)的酯縮合反應關環(huán),則被稱為Dieckmann縮合反應。兩種不同的酯在此條件下縮合被稱為交叉Claisen縮合反應。交叉Claisen縮合可能會生成四種不同的縮合產(chǎn)物,因此做此反應時通常會選擇一個無α-H的酯(如苯甲酸酯,甲酸酯或草酸酯)作為底物。控制好加料順序,無α-H的酯只作為受體,這樣就只生成一種產(chǎn)物。反應至少需要一個當量的堿(通常為醇鈉,LDA或NaH),當醇鈉作為堿時,醇鈉的醇最好和酯的醇相同,以減少發(fā)生酯交換反應。
此反應有三種變體:一、酯的烯醇鹽和醛酮反應可以制備β-羥基酯(類似aldol反應);二、醛酮的烯醇鹽和酯反應可以生成 1,3-二酮;三、酯的烯醇鹽和酰氯反應生成β-酮酯。這三種變體都被稱為Claisen縮合反應。
反應機理
首先,堿脫去酯α-H得到酯烯醇鹽,作為親核試劑進行下一步反應;接著,烯醇鹽進攻酯(或者酰氯,酸酐)的羰基,生成季碳四面體中間體;最后,離去一個烷氧基或鹵素生β-酮酯。由于兩個羰基之間的碳上有質(zhì)子,其酸性很強【最全化合物pKa表】,在此堿性條件下很容易脫質(zhì)子生成一種共振穩(wěn)定陰離子,此陰離子反應活性低于第一步的酯烯醇鹽,因此不會進一步反應。
反應實例
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【Org. Lett. 1999, 1, 957-959】
【Tetrahedron Lett. 2001, 42, 6973-6975】
【Tetrahedron Lett. 2001, 42, 7983-7985】
【Org. Lett. 2002, 4, 447-449.】
反Claisen縮合反應
【Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7793-7795】
無溶劑條件下的Claisen縮合反應
【J. Labelled Compd. Radiopharm. 2008, 51, 167-169】
Ester (5). A solution of TiCl4 (8.78 mL, 80 mmol) and Et3N (13.3 mL, 96 mmol) were successively added dropwise to a stirred solution of a methyl ester 4 (40 mmol) and HCO2Me 3 (7.21 g, 120 mmol) in DCM (80 mL) at 0–5 ℃ under Ar, The mixture was stirred at 5 ℃ for 1 h and at r.t. for another 1 h. Usual workup followed by distillation and chromatography afforded 5 in 81% yield.
【Org Lett. 2009, 11, 4258】
【Tetrahedron Lett. 2013, 54, 2658-2660】
Rainer Ludwig Claisen (1851-1930)生于德國科隆,他在有機化學史上可謂師出名門。在他獨立進行研究之前曾經(jīng)師從凱庫勒,維勒,von Baeyer和Fischer 。
參考文獻
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參考資料
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二、J.J. Li, Name Reactions: A Collection of Detailed Mechanisms and Synthetic Applications, Claisen condensation,page 136-137.