Baeyer-Villiger是將酮氧化成相應(yīng)的酯的一類氧化反應(yīng),也叫做 Baeyer–Villiger重排,1899年第一次報(bào)道了Baeyer–Villiger重排反應(yīng),Adolf Baeyer等科學(xué)家選擇過(guò)硫酸鈉和濃硫酸為氧化劑,對(duì)薄荷酮等進(jìn)行了的Baeyer-Villiger氧化反應(yīng)。此后,此類反應(yīng)在天然產(chǎn)物等的合成中發(fā)揮著重要的意義。Baeyer-Villiger氧化反應(yīng)是相鄰的碳-碳(羰基碳)鍵的氧化裂解反應(yīng),可以使酮生成酯或者環(huán)酮生成內(nèi)酯。該類反應(yīng)可在mCPBA,或者H2O2和路易斯酸條件下進(jìn)行。反應(yīng)實(shí)例:

1,區(qū)域選擇性是B-V反應(yīng)中最重要的問(wèn)題,它的選擇性通常是可以推測(cè)出來(lái)的。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,那些在基團(tuán)遷移過(guò)程中更能使正電荷穩(wěn)定的取代基是優(yōu)先遷移的基團(tuán)。2,通常情況下,富電子的烷基(多取代碳原子)優(yōu)先遷移,遷移能力為:叔烷基>環(huán)己基>仲烷基>芐基>苯基>伯烷基>甲基>氫。3,取代苯基的遷移能力為:p-MeO-Ar > p-Me-Ar > p-Cl-Ar > p-Br-Ar > p-NO2-Ar4,而最新研究把B-V反應(yīng)的區(qū)域選擇性歸結(jié)為兩點(diǎn),a),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,例如:空間排斥效應(yīng),偶極相互作用等;b),動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性,例如:中間態(tài)重排的能壘,正離子穩(wěn)定性等。5,另外,遷移基團(tuán)和離去的過(guò)氧酸(R’COO-)的O-O鍵需處在 反式構(gòu)像,這種立體電子效應(yīng)在遷移過(guò)程中是必須的。根據(jù)文獻(xiàn)(doi:org/10.1021/jo302151r,J. Org. Chem. 2013, 78, 146?153)報(bào)道,該反應(yīng)機(jī)理主要分成兩步:1)過(guò)氧酸和羰基加成形成過(guò)氧酸/羰基加合物,我們稱之為“Criegee中間態(tài)”;2)骨架重排生成內(nèi)酯或者酯,這是決定反應(yīng)速度的關(guān)鍵步驟。

下面是剛性的雙環(huán)體系(Tetrahedron Letters,Vo1.28,No.50,pp 6311-6312,1987),Criegee中間態(tài)(處在與O-O鍵反疊構(gòu)象的碳)只有一種遷移可能性。(Chandrasekhar’s model)

下面的構(gòu)像中,當(dāng)C-F鍵處于e鍵時(shí),由于分子內(nèi)偶極相互作用使Criegee中間態(tài)eq-I非常不穩(wěn)定,C-F鍵更容易遷移;而當(dāng)C-F鍵a鍵時(shí),分子內(nèi)的偶極作用減弱,區(qū)域選擇性則減弱。(Crudden’s model)

如上機(jī)理可解釋下面的兩個(gè)反應(yīng)。即當(dāng)F處于e鍵,可以得到主要是F取代基重排的化合物;當(dāng)F處于a鍵時(shí),由于選擇性差,而得到兩者混合物。

1,文獻(xiàn)對(duì)a-Me,F(xiàn),CF3環(huán)己酮的重排進(jìn)行了研究,并且證實(shí)只有a-CF3環(huán)己酮的重排是由正電荷穩(wěn)定性決定的。a-F環(huán)己酮?jiǎng)t是由偶極相互作用影響其區(qū)域選擇性。另外,a-甲基環(huán)己酮的區(qū)域選擇性并不是由正電荷穩(wěn)定性決定的,而是由甲基取代基和離去酸部分的空間排斥效應(yīng)決定的。
2,另外,研究表明,除非羰基a位引入強(qiáng)吸電子基團(tuán)使正電荷不穩(wěn)定,一般情況下,區(qū)域選擇性主要由結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響。
