8. CHUYỂN VỊ CLAISEN
8.2. Các biến thể của chuyển vị Claisen
Ngoài việc sử dụng chất nền cơ bản nhất trong chuyển vị Claisen là allyl vinyl ether, hóa học về hợp chất enolate đã được vận dụng và cho ra rất nhiều những biến thể Claisen khác nhau. Hình 24 biểu diễn các biến thể của chuyển vị Claisen cùng với những chất nền phổ biến nhất trong phản ứng này, bao gồm:
(1) Allyl vinyl ether 3
(2) O,O-diallylketene acetal 4 (3) Ketene aminal 5
(4) O-alkyl-O-silyl ketene acetal 6 (còn gọi là silyl ketene acetal) (5) Hợp chất lưỡng cực (ví dụ chất 7)
36
Hình 24. Một số biến thể của chuyển vị Claisen
Bài 43. Khám phá chuyển vị Aza-Claisen:
37
1. Đề xuất cơ chế cho phản ứng sau:15
2. Phản ứng Aza-Claisen cịn có thể được kích hoạt bởi xúc tác carbene dị vòng chứa nitrogen (NHC) để tạo thành sản phẩm có khả năng chức hóa cao. Hãy đề xuất cơ chế và vẽ các sản phẩm được chức hóa tương ứng cho mỗi phản ứng.16
Biết cấu trúc của 8c và DQ lần lượt là:
15 The Journal of Organic Chemistry 2021 86 (3), 3065-3073
38
Bài 44. Khám phá chuyển vị Coates-Claisen:
Phản ứng chuyển vị Coates-Claisen là phản ứng Claisen nhưng trên chất nền là một allyl vinyl acetal chứ không phải là vinyl ether. Phản ứng này có dạng như sau:
1. Từ cơ chế cơ bản trên, hãy đề xuất cơ chế cho phản ứng Coates-Claisen xúc tác NHC (biến thể Lupton) sau:17
Chuyển vị Coates-Claisen từ lâu bị quên lãng do sự tạo thành các dẫn chất allyl vinyl acetal không hề đơn giản. Tuy nhiên gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp cho vấn đề này bằng việc chuyển vị nối đơi của nhóm allyl để trở thành dẫn xuất vinyl. Quan sát ví dụ sau đây và trả lời các câu hỏi tương ứng.18
Xử lý cinnamaldehyde với allyl alcohol bằng xúc tác TiCl4, thu được hợp chất A. Đồng phân hóa hợp chất A bằng phức chất của Iridium với phối tử phù hợp thu được đồng phân B. Để thực hiện được chuyển vị Coates-Claisen, PPh3 được cho vào để bất hoạt xúc tác [Ir], sau đó đun lên đến 85
oC, thu được sản phẩm chuyển vị C. Thực hiện phản ứng thủy phân C hay khử hóa rồi thủy phân
17 J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1, 58–61
39
C đều thu được propanal kèm với các sản phẩm D và E tương ứng. Một bạn học sinh muốn chuyển
E thành D bằng cách oxide hóa E với hỗn hợp TPAP (Pr4N+RuO4-)/NMO, tuy nhiên sản phẩm thu
được không phải là D mà lại là một lacton F.
2. Vẽ cấu trúc chất A và B. Cho biết động lực của quá trình đồng phân hóa từ A → B.
3. Vẽ cấu trúc của các chất chưa biết còn lại với lập thể tương đối phù hợp. Giải thích sự chọn lọc lập thể của quá trình tạo thành C.
4. Chuyển vị Coates-Claisen còn được ứng dụng vào chuỗi phản ứng tổng hợp
isoneomatatabiol, một hợp chất tự nhiên, chỉ với 5 bước (hiệu suất toàn phần đến 50%!),
đi từ (S)-citronellal. Hãy xác định các chất chưa biết trong chuỗi.
Bài 45. Khám phá chuyển vị Zwitterionic 1,3-Diaza-Claisen:19
Đề xuất cơ chế cho phản ứng sau:
40