Condens aldolic

Condensarea aldolică ( condensarea aldol-crotonică , reacția aldolă ) este o reacție chimică între două molecule de aldehidă sau cetonă în prezența unui acid sau a unei baze pentru a forma un aldol (β-hidroxialdehidă sau β-hidroxicetonă) și, în unele cazuri, un produs de deshidratare al aldolului (α,β -aldehidă nesaturată sau cetonă) [1] .

Reacția a fost descoperită independent de Charles Adolph Wurtz și Alexander Borodin în 1872, iar în 1880 Schmidt a propus un fel de condensare aldolică - reacția Claisen-Schmidt  - și pentru prima dată a efectuat condensarea aldolică în condiții de cataliză bazică . K 1] [2] [3 ] .

Reacția aldolică este una dintre cele mai importante metode în sinteza organică . Au fost dezvoltate metode pentru conducerea dirijată a acestei reacții, analogii ei regioselectivi și stereoselectivi. Reacția este de mare valoare în sinteza compușilor naturali. Condensarea aldolica apare si in sistemele biologice.

Uneori, termenul de condensare aldolică este aplicat unui număr de reacții care au un mecanism similar, dar reactanți și produși diferiți ( reacții Claisen , Knoevenagel , Döbner , Perkin , Stobbe și Reformatsky ) [2] .

Reactivi care interacționează

Pentru comoditatea descrierii reacțiilor, substanțele care interacționează în condensarea aldolică sunt împărțite în funcție de rolul lor. O aldehidă sau cetonă care reacționează cu o grupare carbonil se numește componentă carbonil , iar o substanță care participă la reacția cu o grupare α-metilen și se transformă într-un ion enolat sau enol sub acțiunea unui catalizator se numește componentă metilen . 4] . În mod evident, orice aldehidă sau cetonă poate fi teoretic componenta carbonil și numai una care are cel puțin un atom de hidrogen a poate fi componenta metilen. De exemplu, componenta metilenă nu poate fi formaldehidă , benzaldehidă sau pivalaldehidă [5] .

Componente carbonil

Componentele carbonil diferă în reactivitate, care este determinată de mărimea sarcinii parțiale pozitive pe atomul de carbon al grupării carbonil. În acest sens, o scădere a activității compușilor carbonilici se observă în următoarele serii: formaldehidă  - aldehide  - cetone [6] .

Formaldehida depășește toate celelalte aldehide în reactivitate, prin urmare este adesea folosită ca componentă carbonil în reacțiile cu alte aldehide, fără teama că acestea din urmă se vor condensa cu ele însele. Dacă formaldehida este utilizată în exces, atunci reacția nu se oprește în stadiul formării aldolului, ci continuă cu participarea altor atomi de hidrogen α ai componentei de metilen. Acest fenomen este utilizat în sinteza pentaeritritolului , care se bazează pe reacția aldolică dintre formaldehidă și acetaldehidă [7] .

Componente de metilen

Ca componente de metilen în reacție, pot acționa nu numai compușii carbonilici (aldehide și cetone), ci și orice alții cu aciditate CH, adică cei din atomul de carbon al căror proton poate fi desprins cu o bază (de exemplu, derivați). a acizilor carboxilici ) [8] . Prezența grupărilor acceptoare în structura unei aldehide sau cetone crește aciditatea acesteia și facilitează eliminarea unui proton din poziția α [9] .

Dacă rolul componentului metilen este jucat de o cetonă nesimetrică, atunci eliminarea protonului α-metilen poate avea loc din două poziții α inegale, ceea ce duce la formarea a doi produși de condensare diferiți. Se preferă eliminarea unui proton dintr-un atom de carbon mai substituit, deoarece acesta formează un enolat mai stabil , în care legătura dublă conține mai mulți substituenți (vezi regula lui Zaitsev ) [10] . Există, totuși, metode de obținere a enolaților cu o legătură dublă mai puțin substituită, bazate pe utilizarea bazelor împiedicate steric. În acest caz, direcția reacției de enolizare este determinată nu de stabilitatea enolatului, ci de efectele spațiale. .

Combinații de reactivi

Ținând cont de faptul că doi compuși carbonilici iau parte la reacția aldolică, există mai multe combinații fundamentale de reactivi în care reacția decurge într-un mod diferit [11] .

Mecanism

Condensarea aldolică poate fi realizată în condiții de cataliză acidă sau bazică (aceasta din urmă este folosită mai des) [12] .

Cataliza de bază

Reacția catalizată de bază implică trei etape [4] [13] [14] .

  1. În prima etapă, un proton este îndepărtat din poziția α a compusului carbonil și se formează un ion enolat . Dacă un alcalin este utilizat ca bază, atunci enolatul se formează într-o concentrație mică (de obicei 1-3%), deoarece ionul hidroxid OH - nu este suficient de puternic pentru a deprotona toate moleculele compusului carbonil. Cu toate acestea, această cantitate este suficientă pentru ca reacția să continue.
  2. Aceasta este urmată de a doua etapă: adăugarea ionului enolat la gruparea carbonil a unei alte molecule. Sarcina negativă din enolat este distribuită între atomul de oxigen al grupării carbonil și atomul de carbon α, cu cea mai mare parte a densității electronice concentrată pe atomul de oxigen. În ciuda acestui fapt, atomul de carbon are o capacitate nucleofilă mai mare; prin urmare, în această etapă, are loc formarea unei legături carbon-carbon mai degrabă decât a unei legături carbon-oxigen [15] .
  3. În cele din urmă, în a treia etapă, anionul aldolic extrage un proton din solvent, se formează produsul de reacție, iar catalizatorul este regenerat. Astfel, esența catalizei principale este activarea componentei metilen prin creșterea nucleofilității acesteia.

La o concentrație mare de aldehidă, viteza de reacție este limitată de etapa de eliminare a protonilor; totuși, la diluare, reacția capătă ordinul doi în ceea ce privește aldehida. Pentru majoritatea reacțiilor care implică cetone, etapa limitativă este etapa de adăugare a enolatului la compusul carbonil [16] .

Cataliza acidă

Reacția poate fi catalizată și de acizi. În acest caz, activarea componentei carbonil are loc prin protonarea grupării sale carbonil [13] . Componenta metilenă este transformată în enol, care are o reactivitate nucleofilă (deși mult mai mică decât ionul enolat) și este adăugată la componenta carbonil activată în etapa următoare [17] . Viteza întregului proces este determinată de viteza celei de-a doua etape [4] .

De regulă, cei mai des întâlniți produși în condiții acide sunt compușii α,β-nesaturați, deoarece deshidratarea în urma formării aldolului are loc destul de repede [18] .

Toate etapele de condensare aldolică sunt echilibrate (inclusiv etapa de deshidratare ), astfel încât produsele sale, atunci când sunt tratate cu alcali, pot fi împărțite din nou în reactivii originali. Un astfel de proces este cunoscut sub numele de reacție retroaldolica [14] .

Condiții de reacție

Condițiile clasice pentru efectuarea condensării aldolice includ tratarea unui compus carbonil cu o bază alcalină sau altă bază într-un mediu apos sau apos-alcoolic la 0-5 °C. În aceste condiții, se formează un aldol (abreviat de la aldehidă și alcool ) - β-hidroxialdehidă. În condiții mai severe (de exemplu, atunci când este încălzit), aldolul pierde o moleculă de apă pentru a forma croton  , o aldehidă α,β-nesaturată. Când reacția este efectuată într-un mediu acid, este dificil să se oprească reacția în stadiul de formare aldolului, iar produsul de reacție este un compus carbonil α,β-nesaturat [4] .

Catalizatori

Multe condensări aldolice nu sunt foarte sensibile la concentrația catalizatorului și, în majoritatea cazurilor, o cantitate mică de bază este suficientă pentru a da un randament acceptabil. Excesul de bază favorizează reacția retroaldolică și deshidratarea. Reacțiile catalizate de acid sunt, de asemenea, insensibile la concentrația de acid și în general conduc cu ușurință la produse α,β-nesaturate [19] .

Multe substanțe au fost folosite ca catalizatori, dar cel mai adesea se folosește doar o cantitate limitată. Hidroxizii metalelor alcaline și alcalino -pământoase au găsit cea mai largă aplicație. Hidroxidul de sodiu este adesea folosit , dar hidroxidul de potasiu este la fel de eficient. Dacă aldehida este sensibilă la alcalii, se alege hidroxid de calciu sau hidroxid de bariu ca catalizator . În cazurile în care hidroxidul de sodiu este ineficient, se folosesc alcoolați de metale alcaline (cel mai adesea etoxid de sodiu în etanol ). Sărurile metalelor alcaline și acizii slabi (carbonat de sodiu , carbonat de potasiu ) și-au găsit un anumit domeniu de aplicare , permițând menținerea unei valori constante a pH -ului mediului de reacție. De asemenea, rășini schimbătoare de ioni , unii reactivi Grignard etc. sunt utilizați ca catalizatori [19]

Aminele primare și secundare sunt catalizatori valoroși în reacțiile de condensare ale aldehidelor sensibile la alcali, precum și compuși carbonilici cu un conținut ridicat de formă enol (de exemplu, 1,3-dicetone). Cele mai eficiente în acest sens sunt pirolidina și piperidina . Adăugarea de acid acetic la aceste amine accelerează condensarea (uneori se folosesc direct acetații acestor amine) [19] .

Catalizatorii acizi sunt utilizați mai puțin frecvent deoarece dau randamente mai mici și procedura de purificare a produsului este mai complicată. În cazul condensării aldehidelor cu aldehide se formează rășini. Principalul catalizator din acizi este clorura de hidrogen , cu toate acestea, cu participarea sa, compușii β-halocarbonil pot fi obținuți ca produse. Se mai folosesc acid sulfuric , acid para - toluensulfonic , mai rar acid azotic , trifluorura de bor , oxiclorura de fosfor , anhidrida acetica si alti acizi [20] .

Solvenți

Alegerea solventului depinde de solubilitatea reactivilor. Cele mai frecvente sunt amestecurile de apă, etanol și apă-alcool. Pentru aldehidele reactive, amestecurile eterogene sunt bine potrivite (hidroxid de sodiu apos - dietil eter ). În cazul bazelor puternice , sunt necesari solvenți aprotici , iar clorura de hidrogen este adesea folosită fără un solvent [21] .

Temperatura și timpul de reacție

Cele mai bune randamente se obțin la 5-25°C. Viteza de reacţie este de obicei suficientă pentru a efectua reacţia în 12 sau 24 de ore. Daca in condensarea aldolica se obtin produse instabile, temperatura scade la 0-5 °C. Reacțiile catalizate de acizi necesită de obicei o temperatură mai scăzută [22] .

Raportul de reactivi

În mod obișnuit, cantități stoechiometrice din cei doi compuși carbonil sunt utilizate pentru a efectua reacția. O excepție importantă este în reacțiile dintre aldehidele reactive și cetone, unde un exces mare de cetonă este utilizat pentru a preveni autocondensarea aldehidei. Autocondensarea aldehidei poate fi evitată și prin adăugarea lent a aldehidei la excesul de cetonă care conține catalizatorul [23] .

Un exces de aldehidă poate fi util atunci când cetona nu este suficient de activă în reacția aldolică, iar aldehida nu este capabilă să se condenseze cu ea însăși (cum ar fi, de exemplu, benzaldehida) [23] .

Reacții aldolice regioselective

Condensarea aldolică încrucișată (condensarea a doi compuși carbonilici diferiți) are un domeniu limitat. Acest lucru se datorează mai multor motive, în primul rând, cu formarea mai multor produși de reacție așteptați, precum și formarea de produse secundare, produse de auto-condensare și policondensare. De asemenea, în cazul utilizării cetonelor nesimetrice, reacția de condensare implică doi ioni enolat izomeri obținuți prin deprotonarea unor poziții α alternative, ceea ce duce la creșterea numărului de produși posibili. Utilizarea unui solvent protic nu favorizează formarea unui aldol, dar conduce la formarea unui produs α,β-nesaturat. În plus, reacția este reversibilă și nu poate fi finalizată dacă produsul de reacție este instabil. În acest sens, metodele au fost dezvoltate recent pentru a crește regioselectivitatea condensării încrucișate asociată cu utilizarea de litiu, bor, zinc și alți enolați într-un mediu aprotic. Esența acestor abordări este conversia cantitativă preliminară a componentului metilen în enolat, urmată de adăugarea unui al doilea compus carbonil, care acționează ca component carbonil, la amestecul de reacție [4] [24] .

Enolați de litiu

În această abordare, unul dintre participanții la reacție este convertit complet în enolat de litiu prin acțiunea unei baze puternice (de exemplu, diizopropilamidă de litiu LDA în tetrahidrofuran ) la -78 ° C, iar apoi al doilea substrat, care este componenta carbonil. , e adăugat. În acest caz, adăugarea enolatului la gruparea carbonil are loc mai rapid decât transferul unui proton între componente sau izomerizarea enolatului, prin urmare, se formează un produs care este specificat în ordinea amestecării reactanților. Dezavantajul enolaților de litiu este bazicitatea lor ridicată, ceea ce restrânge gama de substraturi utilizate [4] [25] . De asemenea, această abordare este rar aplicată aldehidelor, deoarece pentru acestea reacția de auto-condensare decurge prea repede, din cauza căreia nu este posibil să se obțină un enolat de litiu stabil [26] .

Silyl enolates

În 1973, chimistul japonez Teruaki Mukayama a enolații de silil ca alternativă la enolații de litiu. În varianta sa, condensarea aldolică este efectuată între enolatul de silil ca echivalent enol și se adaugă un acid Lewis , cum ar fi trifluorura de bor sau clorura de titan (IV) , pentru a activa componenta carbonil . Silienolații sunt ușor de obținut și ușor de manevrat. Principalul parametru variabil în această reacție este natura acidului Lewis: prin reacția cu diferite săruri metalice, stereochimia reacției este controlată [27] .

Reacția Mukayama în această formă este analogă cu reacția aldolică catalizată de acid. Această reacție poate fi efectuată și într-un alt mod, analog condensării aldolice catalitice de bază. În acest caz, reacția este catalizată de ionul fluor F - (de obicei se utilizează fluorura de tetrabutilamoniu sau alte surse mai complexe de fluor), iar silienolații acționează ca echivalenți cu ionii enolat [28] .

Reacții aldolice stereoselective

În unele cazuri, când are loc o condensare aldolică, se creează un nou stereocentru în produs și, prin urmare, se formează un amestec de doi stereoizomeri . Această situație se observă în acele cazuri când enolații de cetone metil-substituite reacţionează cu aldehidele (se formează o pereche de enantiomeri ). În cazul enolaților de etil cetonă, în produs apar simultan doi stereocentri, prin urmare produsul final este reprezentat de doi diastereomeri cu aranjament anti și syn de substituenți, iar fiecare dintre diastereomeri corespunde unei perechi de enantiomeri. Astfel, pentru a obține un singur produs, stereoizomeric pur, trebuie rezolvată problema stereoselectivității [29] .

De remarcat că este foarte dificil să se diferențieze enantiomerii aparținând aceluiași diastereomer, deoarece stările de tranziție care conduc la acești enantiomeri sunt și ele enantiomerice și, prin urmare, într-un mediu achiral sunt exact aceleași ca energie. Pentru ca diferențierea să devină fezabilă, un fragment chiral este de obicei introdus în structura reactivilor pentru a face stările de tranziție diastereomerice și inegale [3] .

Reacții ale aldehidelor chirale

Dacă aldehida conține deja un stereocentru cu o configurație cunoscută , atunci condensarea aldolă cu formarea celui de-al doilea stereocentru va continua cu una sau alta diastereoselectivitate, adică noul stereocentru creat va fi reprezentat predominant de o configurație predominantă. Rezultatul stereochimic al unei astfel de transformări poate fi prezis și explicat folosind modele standard care sunt utilizate în stereochimie pentru reacțiile de adiție nucleofilă la o grupare carbonil (de exemplu, modele Felkin-Ahn , modele cu chelare etc.) [30] .

Reacții cu formarea a doi stereocentri

Pentru a prezice rezultatul stereochimic al reacției unui enolat achiral cu o aldehidă achirală, în care se formează doi stereocentri, se folosesc două modele de stare de tranziție : deschis și ciclic. Modelul stereochimic deschis asigură o mobilitate relativ mare a moleculelor, în principal rotație în jurul mai multor legături simple. Prin urmare, reacțiile care au loc conform acestui model au diastereoselectivitate scăzută. Dimpotrivă, starea de tranziție cu șase membri în modelul ciclic (modele Zimmermann-Traxler) are o structură rigidă, interacțiuni spațiale mai pronunțate și, în consecință, transmite mai bine informația stereochimică, ceea ce are ca rezultat o selectivitate ridicată [31] .

Starea de tranziție în modelul Zimmerman-Traxler este un complex ciclic cu șase membri dintr-un compus carbonil și un enolat în cea mai stabilă conformație de „scaun” . Dintre posibilele aranjamente ale moleculelor în acest caz se realizează cea în care dificultățile spațiale sunt minime. Deci, pentru E -enolatul, se realizează două stări de tranziție, totuși, una dintre ele este mai puțin stabilă, deoarece conține interacțiuni nefavorabile 1,3-diaxiale între substituenții R și X. În consecință, produsul cu aranjamentul syn al substituenților, la care duce această stare de tranziție, se formează într-o cantitate mai mică, iar principalul este anti - produsul [K 3] . În mod similar, pentru Z -enolatul, formarea unui produs syn este mai avantajoasă . Astfel, în acest tip de reacții aldolice, rezultatul stereochimic este determinat de configurația dublei legături a enolatului [31] .

Modelul Zimmermann-Traxler este realizat atunci când atomul de metal din enolat are capacitatea de a se coordona cu gruparea carbonil a aldehidei. Cu cât legătura metal-oxigen este mai scurtă, cu atât starea de tranziție este mai compactă și stereoselectivitatea este mai mare. Din acest punct de vedere, cel mai avantajos este utilizarea enolaților de titan și bor [31] .

Aceste considerații se aplică în cazul controlului cinetic, când reacția este rapidă și ireversibilă. Dacă, totuși, controlul termodinamic este implementat cu stabilirea echilibrului în etapele procesului, atunci din enolații de orice configurație se formează un antiizomer ca unul mai stabil, deoarece în starea de tranziție sunt un număr mai mare de substituenți. în poziţia ecuatorială [32] .

Mărimea substituentului R din aldehidă și a substituentului X din enolat afectează, de asemenea, stereochimia procesului. Dacă aceste grupări au un volum mare ( tert -butil, neopentil etc.), atunci reacția se desfășoară cu stereoselectivitate ridicată. În același timp, la X de volum mic (etil, izopropil, terț -butoxi, diizopropilamino), stereoselectivitatea scade sau dispare [33] .

Reacții ale enolaților chirali

După cum s-a arătat mai sus, diastereoselectivitatea reacțiilor de condensare aldolică este realizată prin utilizarea enolaților de o configurație sau alta. Formarea preferenţială a unuia dintre enantiomeri (enantioselectivitatea) se realizează prin utilizarea enolaţilor care conţin un stereocentru de o anumită configuraţie. În același timp, modelele de stare de tranziție pe șase termeni sunt, de asemenea, utilizate pentru a prezice configurația absolută a produsului rezultat. Se presupune că o astfel de stare de tranziție este mai favorabilă, în care interacțiunea atomului de hidrogen axial cu cel mai voluminos substituent al atomului chiral (RL ) este minimă (în cele din urmă, se va forma un produs cu poziția syn a gruparea metil față de cel mai mic substituent R S ) [34] .

Este departe de a fi întotdeauna ca structura enolatului să aibă un centru chiral director, prin urmare, au fost dezvoltate metode pentru introducerea de reactivi auxiliari chirali în enolați . În special, una dintre cele mai de succes abordări este metodologia Evans . Constă în utilizarea compușilor carbonilici care conțin un fragment chiral de oxazolidină . Astfel de substanțe formează predominant Z -enolați (enolații de bor , titan și staniu dau cele mai bune rezultate ) și apoi, atunci când reacţionează cu aldehida, sin -aldoli, conform modelului Zimmermann-Traksler. Diastereoselectivitatea în unele cazuri depășește 99%. Oxazolidinele pot fi apoi hidrolizate în acizi carboxilici sau transformate în amide Weinreb [35] .

Utilizarea reactanților auxiliari chirali are un dezavantaj semnificativ: sunt necesare etape suplimentare de sinteză, la care se introduce și apoi se îndepărtează un fragment chiral, ceea ce reduce randamentul total al produsului. În plus, inductorul chiral în sine este necesar într-o cantitate stoechiometrică. În acest sens, sunt în curs de dezvoltare metode care includ utilizarea unui reactiv organometalic cu un ligand chiral în stadiul de obținere a unui enolat sau catalizatori chirali [35] [36] .

Cataliza chirală

Abordarea catalizatorului chiral este cea mai atractivă deoarece stereocontrolul se realizează folosind o cantitate mică (catalitică) de material chiral, ceea ce oferă economii mult mai mari în comparație cu metodele în care compușii chirali sunt utilizați în cantități stoichiometrice . Reacția Mukayama oferă cele mai mari oportunități pentru căutarea catalizatorilor chirali , care necesită un reactiv extern - un acid Lewis. Dacă utilizați un acid Lewis chiral, vă puteți asigura că chiralitatea din produs va fi introdusă din acest acid. S-au găsit astfel de acizi. Prima metodă generală a reacției enantioselective a lui Mukayama s-a bazat pe utilizarea unui complex chiral de titan ca acid Lewis, iar consumul acestuia a fost de 2-5 moli procente, iar enantioselectivitatea a ajuns la 94% (adică, raportul de enantiomeri a fost de 97: 3). ) [37] .

Organocataliza

Recent, sa pus accentul pe reacțiile care utilizează o cantitate minimă de reactivi auxiliari (conceptul de economie atomică ). Condensarea aldolica, din acest punct de vedere, trebuie efectuata dupa metode clasice, sub actiunea unui acid sau alcalin, fara generare prealabila de enolati, dar intr-o varianta enantioselectiva. Astfel de reacții sunt numite reacții aldolice directe ( în engleză  direct aldol reactions ), spre deosebire de reacțiile aldolice dirijate ( în engleză  direct ed aldol reactions ) cu generarea de enolați [38] .

L- prolina a devenit catalizatorul optim care a fost utilizat în multe condensări aldolice stereoselective . Acțiunea sa este asociată cu prezența simultană a două grupe funcționale în molecula sa: amină și acid carboxilic . Amina formează o enamină cu componenta metilen, activând-o, iar gruparea carboxil activează componenta carbonil. Stereocontrolul în reacție se realizează datorită prezenței unui centru chiral în prolină. În mod evident, compușii carbonilici trebuie să difere semnificativ în reactivitate pentru ca condensarea încrucișată să poată continua cu formarea unui singur produs [39] .

Configurarea produselor nesaturate

În ceea ce privește stereochimia reacției, compușii carbonilici α,β-nesaturați rezultați pot avea diferite configurații duble legături . Exemplele disponibile arată că izomerul trans (cu poziția trans a substituentului p mai mare și a grupării carbonil) este mai avantajos și mai stabil. Izomerii cis sub acţiunea acizilor sau bazelor izomerizează în produşi trans . Transformarea inversă se realizează prin iradiere cu radiații ultraviolete [40] .

Condensarea aldolică în sistemele biologice

Reacțiile aldolice apar în multe căi metabolice, dar sunt cele mai frecvente în metabolismul carbohidraților, unde sunt catalizate de aldolaze  , enzime aparținând clasei liazelor . Din punct de vedere al mecanismului, această cataliza are loc în două moduri. Aldolazele de tip I se găsesc predominant la plantele și animalele superioare. Acţionează printr-un mecanism de enamină prin care un reziduu de lizină al enzimei generează enamina B la locul activ. Enamina atacă apoi aldehida ( C ), formând aductul D. Apoi, după hidroliză , se formează un aldol [41] [42] .

Aldolazele de tip II se găsesc în bacterii și ciuperci și folosesc ionul Zn 2+ ca cofactor . Acest ion este situat între două subunități ale proteinei homotetramerice și activează componenta metilenă datorită coordonării bidentate cu doi atomi de oxigen și formării endiolatului nucleofil F. Aldolaza activează, de asemenea, fragmentul carbonil prin legături de hidrogen . După atacul enolatului asupra componentului carbonil, complexul este distrus și se formează aldolul [41] [42] .

Atât reacțiile aldolice, cât și cele retroaldolice fac parte din căile metabolice ale carbohidraților: ambele reacții pot fi implicate în crearea sau distrugerea zaharurilor, în funcție de nevoile celulei. Astfel, secvența etapelor de biosinteză a glucozei ( gluconeogeneză ) include reacția fosfatului de dihidroxiacetonă , care acționează ca un nucleofil , și a gliceraldehidei-3-fosfatului ( electrofil ) pentru a forma fructoză-1,6-difosfat . Această reacție este, de asemenea, catalizată de aldolază și are loc regioselectiv , în ciuda abundenței grupelor funcționale din substraturi. În timpul glicolizei , are loc reacția inversă, care este în esență retroaldol [43] [44] .

Există o reacție similară în ciclul Krebs între acetil coenzima A și oxaloacetat în prezența enzimei citrat sintetazei . În acest caz, acetil-CoA este componenta metilenă, iar oxalacetatul este componenta carbonil. Enzima catalizează și descompunerea tioeterului, datorită căreia produșii de reacție sunt acidul citric și coenzima A [44] .

O serie de aldolaze, precum și anticorpi care le imită acțiunea, dar au o specificitate mai mare de substrat, sunt folosite pentru a efectua condensări aldolice în condiții blânde apropiate de fiziologice [42] . Mecanismul de acțiune al aldolazelor stimulează, de asemenea, căutarea de noi catalizatori cu greutate moleculară mică care acționează pe un principiu similar, totuși, prepararea enolatului într-o etapă separată rămâne abordarea predominantă [41] [8] .

Aplicație

Reacția aldolică este una dintre cele mai importante reacții în sinteza compușilor naturali. Acest lucru se datorează capacității sale de a crea centri chirali direcționați. În plus, o întreagă clasă de compuși naturali - policetide  - include fragmente care conțin 1,3-oxigen, astfel încât reacția aldolică joacă un rol cheie în sinteza lor [45] .

Condensarea aldolică este utilizată în sinteza industrială a butanol-1 , 2-etilhexanolului și pentaeritritolului [1] .

Note

Comentarii
  1. ↑ Wurtz și Borodin au sintetizat 3-hidroxibutanalul prin auto-condensarea acetaldehidei în acid clorhidric. Schmidt a condensat furfural cu acetaldehidă și acetonă , iar această reacție a fost dezvoltată ulterior de Claisen.
  2. ↑ Sinteza alcoolului diaceton din acetonă este asociată cu utilizarea acestui dispozitiv . Catalizatorul ( hidroxid de calciu ) este plasat într-un manșon în care curge condensatul de acetonă care fierbe. În acest manșon, acetona și catalizatorul sunt în contact și se formează produsul. După umplerea manșonului cu condens, tot conținutul acestuia este returnat în balonul principal și o nouă porțiune de acetonă este colectată în manșon. În acest caz, produsul nu fierbe departe de balonul principal (punctul său de fierbere este de 166 °C) și nu pătrunde în manșon, fiind îndepărtat din sfera de reacție, din cauza căreia echilibrul se deplasează spre formarea lui.
  3. ↑ Unele surse folosesc nomenclatura eritro / treo pentru a indica configurația relativă a diastereomerilor , corespunzând fără ambiguitate nomenclaturii syn / anti .
Literatură și surse folosite
  1. ↑ 1 2 Enciclopedia chimică, 1988 .
  2. ↑ 1 2 Reacții organice, 1968 , p. 3-4.
  3. ↑ 12 Myers . _
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Reutov, Kurts, Butin, 2010 .
  5. ↑ Agronomov, 1990 , p. 198.
  6. ↑ Agronomov, 1990 , p. 193-198.
  7. ↑ Agronomov, 1990 , p. 200.
  8. ↑ 12 Palomo , 2004 , p. 65.
  9. ↑ Agronomov, 1990 , p. 194-195.
  10. ↑ Agronomov, 1990 , p. 201-202.
  11. ↑ martie, 1987 , p. 382-383.
  12. ↑ Reacții organice, 1968 , p. patru.
  13. ↑ 1 2 Smith, Dillman, 2009 , p. 203-205.
  14. ↑ 1 2 martie 1987 , p. 381.
  15. ↑ Agronomov, 1990 , p. 189.
  16. ↑ Reacții organice, 1968 , p. 4-7.
  17. ↑ Agronomov, 1990 , p. 192.
  18. ↑ Reacții organice, 1968 , p. 9-10.
  19. ↑ 1 2 3 Reacții organice, 1968 , p. 71-75.
  20. ↑ Reacții organice, 1968 , p. 75-76.
  21. ↑ Reacții organice, 1968 , p. 76-77.
  22. ↑ Reacții organice, 1968 , p. 77.
  23. ↑ 1 2 Reacții organice, 1968 , p. 77-78.
  24. ↑ Reacții organice, 1982 , p. 204.
  25. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 205.
  26. ↑ Clayden, 2000 , p. 698.
  27. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 205-207.
  28. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 210-212.
  29. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 212.
  30. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 212-214.
  31. ↑ 1 2 3 Smith și Dillman, 2009 , p. 214-217.
  32. ↑ Reacții organice, 1982 , p. 207.
  33. ↑ Reacții organice, 1982 , p. 208-209.
  34. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 217-219.
  35. ↑ 1 2 Smith, Dillman, 2009 , p. 219-221.
  36. ↑ Palomo, 2004 , p. 66.
  37. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 222-224.
  38. ↑ Palomo, 2004 , p. 71-73.
  39. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 224-226.
  40. ↑ Reacții organice, 1968 , p. 12-13.
  41. ↑ 1 2 3 Trost, 2010 , p. 1601.
  42. ↑ 123 Dickerson , 2002 .
  43. ↑ McMurry, 2012 , p. 928-931.
  44. ↑ 12 Dewick , 2013 , p. 363.
  45. ↑ Smith, Dielman, 2009 , p. 226-230.

Literatură

Manuale și monografii în limba rusă Recenzii și tutoriale în limba engleză Date experimentale

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii