Кіріспе

Вольф қайта үйлестіруі - органикалық химиядағы реакция, онда α диазокарбонил қосылысы динитрогеннің жоғалуы арқылы кетенге айналады, оған қоса 1,2 қайта үйлестіруі. Вольф қайта реттеуі арқылы кетен аралық өнім ретінде пайда болады, ол карбоксил қышқылының туындыларын өндіру үшін су, спирттер және аминдер сияқты әлсіз қышқыл нуклеофилдермен нуклеофилдік шабуылға ұшырауы мүмкін немесе [2 + 2 ] циклоаддиция реакциясына ұшырауы мүмкін. Вольф қайта реттеу механизмі алғаш қолданылғаннан бері талқылануда. Бірде-бір механизм реакцияны жеткілікті түрде сипаттай алмайды, және жиі бәсекелесетін келісілген және карбенді аралас жолдар бар; қарапайымдылық үшін, тек оқулық, келісілген механизм төменде көрсетілген. Вольф қайта ретке келтіруі α диазокарбонил қосылыстарының қолжетімділігіне, кетен аралық реакцияларының әртүрлілігіне және көшіп келе жатқан топтың стереохимиялық ұсталуына байланысты үлкен синтетикалық пайдалылыққа ие. Алайда, Вольф қайта орналасуының α диазокарбонил қосылыстарының өте реактивті табиғатына байланысты шектеулері бар, олар әр түрлі бәсекелестік реакцияларға ұшырауы мүмкін. немесе өтпелі металдар катализі. Реакцияны кейде Вольф Шротердің қайта орналасуы деп атайды. Мұндай үлкен кедергі молекулалық айналуды екі конформердің, s trans және s cis конформерінің арасындағы тепе-теңдікке әкелетіндей баяулатады. s cis конформерлері оң жақ резонанстық құрылымда көрініп тұрғандай, жарым-жартылай теріс зарядты оттегі мен катиондық азот арасындағы Куломбтық тартылысқа байланысты электронды түрде артықшылыққа ие. CIDNP зерттеулері диазоацетонның фотохимиялық қайта орналасуы, негізінен, сцис конформерде бар, үйлесімді. Тiкелей және үш рет сезiктi фотолизден алынған өнiмдердiң қатынастары s cis конформерден және s трансформатордан сатылы өнiмдер пайда болады деп мәлімделген ұсыныстар үшін дәлел ретінде пайдаланылды.

Кезекті механизм

s trans α Диазокетондардың шығу және көшіру тобы арасында антиперипланарлық қатынасы жоқ, сондықтан олар әдетте сатылы түрде қайта ұйымдастырылады деп есептеледі. Кезең-кезеңмен жүргізілетін механизм азот экструзиясымен басталады, α кетокарбенді құрайды. α кетокарбен 1,2 алкил ауысуына ұшырап, кетен өнімін алады немесе 4π электроциклді сақина жабылуына ұшырап, антиароматты озидеринді құрайды. Бұл оксидерин екі жолмен қайта ашылуы мүмкін, α кетокарбенге, содан кейін кетен өнімін құрауы мүмкін. Кезең-кезеңмен жүргізілетін механизмдер үшін екі негізгі аргумент бар. Біріншісі - Вольф қайта ретке келтіруінің жылдамдық тұрақтылары көшіп-қону тобының көшіп-қону қабілетіне емес, қалыптасқан карбеннің тұрақтылығына байланысты. Ең нақты дәлел - окироген аралық түрінің болжауы бойынша кетеннің изотоптық араласуы, ол тек қадамдық жолмен ғана болуы мүмкін. Төмендегі схемада қызыл көміртек 13С деп белгіленеді. Симметриялық озидерин аралық 13C таңбасын бұзып, екі жағынан да ашылуы мүмкін. Егер R1 және R2 алмастырғыштары бірдей болса, онда біріктірілген және қадамдық механизмдерден туындайтын өнімдердің қатынасын өлшеуге болады; егер алмастырғыштар әртүрлі болса, озиден ашылатын бағытта артықшылыққа ие болады, ал қатынасты өлшеуге болмайды, бірақ кез келген араласқан кейбір реактивтің қадамдық механизмнен өтіп жатқанын көрсетеді. Фотолиз кезінде бифенил (R1=R2=фенил) субстраты 2030%-ға дейін этикеткалық көші-қонды көрсетеді, яғни өнімнің 4060% озидерин аралықтан өтеді. А- диазоциклогексанон фотолиз жағдайында таңбаның араласуын көрсетпейді, өйткені ол толығымен сциз болып табылады, сондықтан барлық субстрат озидерин аралық бөлігін болдырмау арқылы келісілген механизм арқылы өтеді. Бұл зерттеулер трансформацияларды ұнататын реактивті заттардың реакция кезеңді түрде өтуіне бейім екенін растайды. Скремблирлеу дәрежесі карбен тұрақтылығына, көшіру қабілеттеріне және еріткіштің нуклеофилдігіне де әсер етеді. Субситенттің көшіру қабілеті қалыптасқан карбен мөлшерімен кері пропорционал екендігі фотолизде көптеген Вольф реакцияларының бәсекелесетін жолдары бар екенін көрсетеді.

Механикалық қорытынды

Термолиттік және фотолиттік жағдайларда да бәсекелесетін келісілген және сатылы механизмдер бар. Көптеген механикалық зерттеулер жүргізілді, соның ішінде конформациялық, сенсибилизациялық, кинетикалық және изотоптық араластыру зерттеулері. Бұлардың барлығы бәсекелестік механизмдерге, жалпы үрдістерге нұсқайды. α Диазокетонның s cis конформациясында орналасқан кетондар, әдетте, өзара үйлесімді механизмге ұшырайды, ал s trans конформациясындағы кетондар кезең-кезеңмен механизмге ұшырайды. Арил топтарына әсер ететін алмастыру әсері аз, аз көшіп-қонушы NO2 қоспасын қоспағанда. Гетероатомдар, жалпы алғанда, нашар көшіп-қонушы топтар болып табылады, өйткені олардың p орбиталдарынан π* C=O байланысына электрондық тығыздықты тарту қабілеті көшіп-қону қабілетін төмендетеді. диазометанның қышқыл хлоридімен ацилирленуін, бастапқы α диазокетон алуын қамтиды. Диазометанның көміртек ұшы карбонилге қосылып, хлорды жоятын тетраэдрлік аралық зат жасайды. Хлорид аралық затпен депротондасып α диазокетонды өнім береді. Бұл α диазокетондар қышқыл жағдайда тұрақсыз, өйткені α көміртегі HCl-мен протондалуы мүмкін, ал азоттың SN2 орын ауыстыруы хлоридпен болуы мүмкін.

Дакин-Вест реакциясының Франзен модификациясы

Дакин-Вест реакциясы - кетоамидтер түзу үшін негіздің қатысуымен амин қышқылының қышқыл ангидридімен реакциясы. Дакин-Вест реакциясына Франзен модификациясы екіншілік α диазокетондарды жасаудың тиімді әдісі болып табылады. Франзен модификациясы кетоамидті сірке қышқылындағы N2O3мен нитрозациялайды, ал алынған өнім метанолдағы метоксидпен реакцияға келіп, екіншілік α диазокетонды береді.

Диазо-трансфер реакциялары

Диазо-өткiзу реакциялары - бұл көбінесе тосилазид және активтелген метилен (яғни екі қайтарып алатын топтары бар метилен) базаның қатысуымен α-диазо-1,3 дикетонды беру үшін реакцияға түсетін органикалық азидтер. База метиленді депротонсыздандырып, тосилазидпен әрекеттесетін энолат береді, ал әлсіз қышқылмен бірге ыдырай отырып, α диазо 1,3 дикетонды береді. Екі электронды топтың болуы бұл реакцияны шектеулі етеді. Клайзен конденсациясы арқылы кетонды формалау арқылы, содан кейін диазо-өткiзу және деформациялайтын топтарды ауыстыру арқылы бір электронды кері қайтарып алатын топты қамтитын субстраттарға қолданылу аясын кеңейтуге болады. Бұл әдістің ең үлкен артықшылықтарының бірі - оның қанықпаған кетондармен үйлесімділігі. Алайда, энолатты түзілудегі кинетикалық аймақтық іріктеуді және қанықпаған карбонилдермен жақсы үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін литий гексаметилдисилазидімен энолатты түзілуді және кейін формалитті емес, трифторацилатты индукциялауға болады.

Сақиналық жиырылулар

Егер реактивті циклдік α диазокетон болса, онда Вольф қайта реттеу өнімдері бір көміртек сақинасы шартталған өнім болады. Бұл реакциялар әдетте s cis конформациясына байланысты біріктіріледі және фотокатализацияланады. Төмендегі реакция α диазоциклогексанонының сақиналық жиырылуының келісілген механизмін көрсетеді, содан кейін кетеннің әлсіз қышқыл нуклеофилмен тұтқындалуы. Бірінші белгілі мысал - α диазокамфордың сақиналық келісімшарттанған Вольф қайта реттеу өнімдері және кейінірек кетеннің көбірек стерикалық қолжетімді "эндо" бетінен кинетикалық гидратациясы, экзо 1,5,5 триметилбицикло[2.1.1]гексан 6 карбоксил қышқылы. Сақиналық жиырылулар кернеулі сақиналық жүйелерді құру үшін кеңінен қолданылған, өйткені сақиналық өлшем Вольфтың қайта орналасуына кедергі келтірмейді, бірақ басқа реакцияларды жиі кедергі келтіреді. Циклопентанонды циклобутанға ығыстыру үшін Вольф қайта ретке келтіру әдісін қолданған көптеген мысалдар бар. Қайта орналастыру әдетте кернеулі бициклдік және сақиналы біріктірілген жүйелерді қалыптастыру үшін қолданылады. Циклобутанондардан циклопропандарға дейінгі сақиналық жиырылулардың бірнеше мысалы бар. Вольфтың қайта реттеуі циклогексанондарды циклопентандарға қосуға қабілетті, бірақ оны жиі қолданбайды, өйткені Фаворскийдің қайта реттеуі бұл трансформацияны жүзеге асырады және Вольфтың прекурсорын синтездеу жиі қиынға соғады.

Циклоаддициялық реакциялар

Вольф қайта орналасуы арқылы өндірілген кетен аралықтары олефиндермен [2 + 2] термиялық циклоаддицияларға ұшырап, молекулааралық және молекулалық реакцияларда төрт мүшелі сақиналар түзеді, олардың мысалдары төменде көрсетілген. Кетендер әдетте тыйым салынған [2 + 2] циклоаддиция реакциясына ұшырай алады, өйткені кетендер антарафакциялық түрде әрекет етеді, бұл Вудвард Хоффманның рұқсат етілген [πs2 + πa2] циклоаддициясына әкеледі. Данхайзер бензаннуляциясы α диазокетондарды фотолиздейді және алкинмен тұзаққа түседі, ол перициклді каскадқа ұшырайды, нәтижесінде көпжақты алмастырылған фенольдер пайда болады. Бензаннуляцияның алғашқы қадамы - α диазокетонның фотолизі винилкетенді қалыптастыру үшін. Винилкетен кейін [2 + 2] циклоаддициядан өтіп, алкинмен 2 винилциклобутенонды құрайды, ол 4π электроциклді сақинаның ашылуымен диенилкетенді түзеді. Диенилкетен кейіннен 6π электроциклді сақина жабылуынан өтеді, содан кейін таутомеризациядан кейін фенолды бензануляцияланған өнім пайда болады.

Винилолограммалық Вольф қайта ұйымдастырған

Винилогты Вольф қайта үйлестіруі ВВ,γ қанықпаған диазокетоннан тұрады, ол Вольф қайта үйлестіруіне ұшырайды және CH2CO2R тобының формалды 1,3 ауысуы. Винилогты Вольф қайта орналасуы γ,δ қанықпаған карбоксил қышқылының туындысын береді, ол Клайзен қайта орналасуындағыдай ретрон болып табылады. Бұл түр 1 диазо 3,3,3 триарилпропан 2 бірліктерінің термолизі күтпеген изомерлік өнімдер бергенін байқаған кезде анықталды. Мыс (II) және родий (II) тұздары винилоидты Вольф қайта ұйымдастырылған өнімдерін береді, ал CuSO4 және Rh2 ((OAc) 4) - ең жиі қолданылатын катализаторлар. Бұл олардың металл карбенінің пайда болуына ықпал ететіндіктен, ол олефинге циклопропанды қалыптастыру үшін қосылады, ол ретро [2 + 2] арқылы қайта ашылып, формалды 1,3 ауысқан кетенді (әдеттегі Вольф қайта ұйымдастырылған кетенге қарағанда) құрайды, оны нуклеофил тұтқындап, винилогөлді Вольф өнімін береді.