Darzens縮合反應(Darzens Reaction)
Darzens縮合反應(達參反應、達琴反應),是醛或酮在強鹼(如氨基鈉、醇鈉)作用下與α-滷代羧酸酯反應,生成α,β-環氧酸酯的反應。以發現者奧古斯特·喬治·達金(1867-1954)命名。產物α,β-環氧羧酸酯也稱作「縮水甘油酸酯」,經水解可以得到醛和酮。含α-活潑氫的其他化合物也能與醛或酮發生類似反應。
Darzens縮合具有良好的普適性,芳香族醛和酮、脂肪族酮以及α,β-不飽和酮和環狀酮均能取得不錯的產率;脂肪族醛也能用於該反應,但產率較低。由於能更大程度上避免分子間SN2取代反應的發生,α-氯代羧酸酯反應的產率往往要優於相應的溴代物和碘代物。除了α-滷代羧酸酯外,α-滷代碸、α-滷代氰、α-滷代酮亞胺、α-滷代硫羥酸酯、α-滷代醯胺和γ-滷代巴豆酸酯等有吸電子基團取代的滷代物都可以用於Darzens縮合。
Darzens縮合反應機理
首先是α-滷代酯在鹼性條件下生成相應的碳負離子中間體,接著與醛/酮羰基進行親核加成,得到順式和反式非對映異構體:
氧上的負電荷以分子內SN2機理進攻α-碳,滷離子離去,最終生成環氧丙酸酯類化合物:
通常,環氧化物形成的順式:反式比例在1:1和1:2之間。
在過去,Darzens反應主要用於合成醛和酮,作為同系反應,不考慮環氧化物形成中的立體控制。 對於該序列,皂化α,β-環氧酯,然後脫羧,得到取代的羰基化合物:
Darzens方法也可用於α-滷代羰基化合物或類似化合物,這些化合物可以進行脫質子化並帶有吸電子基團。此外,反應可以用重氮乙酸酯進行,其中N2是離開基,或硫葉立德與SR2作為離開基(見Corey Chaykovsky)。有機人名反應——Corey-Chaykovsky反應
如Aggarwal所述,在以下特定的取代模式中,反應的結果取決於加成,旋轉和閉環過渡態的能量。 儘管給出了非對映選擇性的解釋,但樟腦衍生的鋶基團誘導的對映選擇性尚未得到充分理解:
V. K. Aggarwal, G. Hynd, W. Picoul, J.-L. Vasse, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 2105-2114. DOI
Arai提出了另一個非對映選擇性和對映選擇性轉換的概念:
S. Arai, Y. Shirai, T. Ishida, T. Shioiri, Tetrahedron, 1999, 55, 6375-6386.
在該系統中,手性相轉移催化劑(PTC)能夠選擇性識別一種醛縮醛。通過逆向羥醛加成,順式和 反式醛醇酸酯之間達到平衡,並且形成穩定的螯合鋰鹽會阻止後續的非催化反應生成環氧化物產物:
以下aza-Darzens反應中,預先形成的α-溴烯酸鋰與亞磺胺反應生成氮丙啶,其六元過渡態具有很高的非對映選擇性:
F. A. Davies, H. Liu, P. Zhou, T. Fang, G. V. Reddy, Y. Zhang, J. Org. Chem., 1999, 64, 7559-7567. DOI
對映選擇性方法的發展仍然具有挑戰性。原則上,也可以在Darzens反應中測試用於立體選擇性羥醛加成的任何方法,因為第一步是羥醛加成。