กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซา รอฟ หรือที่รู้จักกันในชื่อปฏิกิริยานาซารอฟเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ในเคมีอินทรีย์สำหรับการสังเคราะห์ไซโคลเพนทีโนนโดยทั่วไปปฏิกิริยานี้แบ่งออกเป็น แบบ..

การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ

บทความนี้ดีมาก คลิกที่นี่เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติม

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซา รอฟ หรือที่รู้จักกันในชื่อปฏิกิริยานาซารอฟเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ในเคมีอินทรีย์สำหรับการสังเคราะห์ไซโคลเพนทีโนนโดยทั่วไปปฏิกิริยานี้แบ่งออกเป็น แบบ คลาสสิกและ แบบ สมัยใหม่ขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นและสารตั้งต้นที่ใช้ ปฏิกิริยานี้ถูกค้นพบครั้งแรกโดยอีวาน นิโคลาเยวิช นาซารอฟ (1906–1957) ในปี 1941 ขณะศึกษาการจัดเรียงตัวใหม่ของอัลลิลไวนิลคีโตน[ 1 ]

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟ
ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟ

ตามที่อธิบายไว้แต่เดิม ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นไดไวนิลคีโตนโดยใช้กรดลูอิสหรือกรดโปรติกในปริมาณที่เหมาะสม ขั้นตอนสำคัญของกลไกปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับการปิดวงแหวนแบบอิเล็ก โทรไซคลิก 4π ที่เป็นประจุบวก ซึ่งก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ไซโคลเพนทีโนน (ดูกลไกด้านล่าง) เนื่องจากมีการพัฒนาปฏิกิริยานี้ขึ้น ปฏิกิริยาที่มีสารตั้งต้นอื่นที่ไม่ใช่ไดไวนิลคีโตนและตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นที่ไม่ใช่กรดลูอิสจึงถูกรวมไว้ภายใต้ชื่อการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟเช่นกัน โดยมีเงื่อนไขว่าต้องมีกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่ คล้ายคลึงกัน

ความสำเร็จของการเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟในฐานะเครื่องมือในการสังเคราะห์สารอินทรีย์นั้นมาจากประโยชน์และความแพร่หลายของไซโคลเพนทีโนนทั้งในฐานะโครงสร้างในผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ (รวมถึงจัสมอนอะฟลาทอกซินและโปรสตาแกลนดิน บางชนิด ) และในฐานะตัวกลางสังเคราะห์ที่มีประโยชน์สำหรับการสังเคราะห์แบบสมบูรณ์ปฏิกิริยานี้ถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์แบบสมบูรณ์หลายครั้ง และมีการตีพิมพ์บทวิจารณ์หลายฉบับ[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

กลไก

กลไกของปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบคลาสสิกของ Nazarov ได้รับการสาธิตเชิงทดลองครั้งแรกโดยCharles Shoppeeว่าเป็นการ สร้างวงแหวน ด้วยไฟฟ้าภายใน โมเลกุล และมีรายละเอียดดังต่อไปนี้ การกระตุ้นคีโตนโดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดจะสร้าง แค ตไอออนเพน ตาไดอีนิล ซึ่งจะเกิด การสร้างวงแหวนด้วยไฟฟ้า แบบคอนโรทาโทรี 4π ที่ได้รับอนุญาตทางความร้อน ตามกฎของ Woodward-Hoffmanสิ่งนี้จะสร้างแคตไอออนออกซีอัลลิลซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาการกำจัดเพื่อสูญเสีย β-ไฮโดรเจน การเกิด ทอโทเมอไรเซชันของอีโนเลต ในภายหลัง จะสร้างผลิตภัณฑ์ไซโคลเพนทีโนน[ 8 ] [ 9 ]

กลไกของการเกิดวงแหวนแบบคลาสสิกของนาซารอฟที่ถูกกระตุ้นด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาแบบกรดลูอิส โปรดทราบว่าการแทนที่ที่ตำแหน่ง α และ β ไม่จำเป็นสำหรับการเกิดปฏิกิริยา และการแทนที่ที่ตำแหน่ง α ที่ซับซ้อนกว่าก็เป็นไปได้เช่นกัน

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ตัวแปรที่เบี่ยงเบนจากแม่แบบนี้เป็นที่ทราบกันดี สิ่งที่บ่งชี้ถึงการเกิดวงแหวน Nazarov โดยเฉพาะคือการสร้างแคตไอออนเพนตาไดอีนิลตามด้วยการปิดวงแหวนแบบอิเล็กโทรไซคลิกเป็นแคตไอออนออกซีอัลลิล เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น โมเลกุลจะต้องอยู่ในคอนฟอร์เมชัน s-trans/s-trans โดยวาง กลุ่ม ไวนิลในทิศทางที่เหมาะสม แนวโน้มของระบบที่จะเข้าสู่คอนฟอร์เมชันนี้มีอิทธิพลอย่างมากต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยสารตั้งต้นที่มีการแทนที่ที่ตำแหน่ง α จะมีจำนวนคอนฟอร์เมอร์ที่จำเป็นเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเครียดของอัลลิลการประสานงานของสารทดแทนที่ตำแหน่ง α ที่ให้อิเล็กตรอนโดยตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้เช่นกันโดยการบังคับให้เกิดคอนฟอร์เมชันนี้[ 2 ]

โครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ; การคีเลตของกรดลูอิสในโครงสร้างแบบ s-cis

ในทำนองเดียวกัน การแทนที่ β ที่มุ่งเข้าด้านในจำกัดโครงสร้าง s-trans อย่างรุนแรงจนพบ ว่า การไอโซเมอไรเซชันEZ เกิดขึ้นก่อนการเกิดวงแหวนบนสารตั้งต้นที่หลากหลาย ทำให้เกิดไซโคลเพนเทโนนทรานส์โดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างเริ่มต้น ด้วยวิธีนี้ การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟจึงเป็นตัวอย่างที่หายากของ ปฏิกิริยาเพอริไซคลิกแบบเลือก สเตอริโอ ในขณะที่การเกิดวงแหวน ด้วยไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็นแบบเฉพาะ สเตอริโอ ตัวอย่างด้านล่างใช้ไตรเอทิลไซเลนเพื่อดักจับแคตไอออนออกซีอัลลิลเพื่อไม่ให้เกิดการกำจัด[ 2 ] (ดู การเกิด วงแหวนที่ถูกขัดจังหวะด้านล่าง)

ความเลือกเชิงสเตอริโอในปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนนาซารอฟปรากฏให้เห็นได้ชัดเจนผ่านการดักจับแบบรีดักชัน

ในทำนองเดียวกัน อัลเลนิลไวนิลคีโตนประเภทที่ศึกษาอย่างกว้างขวางโดย Marcus Tius แห่งมหาวิทยาลัยฮาวายแสดงให้เห็นถึงการเร่งอัตราอย่างมากเนื่องจากการกำจัด β-ไฮโดรเจน ซึ่งช่วยลดความเครียดเชิงสเตอริกจำนวนมากในคอนฟอร์เมอร์ s-cis [ 6 ]

สารตั้งต้นอัลลีนสำหรับการเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟที่มีปฏิสัมพันธ์เชิงสเตอริกต่ำ

ไซคลิเซชันแบบนาซารอฟคลาสสิก

แม้ว่าการเกิดวงแหวนตามแม่แบบทั่วไปข้างต้นจะได้รับการสังเกตมาก่อนที่นาซารอฟจะเข้ามาเกี่ยวข้อง แต่การศึกษาการจัดเรียงตัวใหม่ของอัลลิลไวนิลคีโตน ของเขา ถือเป็นการตรวจสอบกระบวนการนี้ครั้งสำคัญครั้งแรก นาซารอฟให้เหตุผลอย่างถูกต้องว่าอัลลิลโอเลฟิน เกิดการไอโซเมอ ไรซ์ในแหล่งกำเนิดเพื่อสร้างไดไวนิลคีโตนก่อนที่จะปิดวงแหวนเป็นผลิตภัณฑ์ไซโคลเพนทีโนน ปฏิกิริยาที่แสดงด้านล่างเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาออกซีเมอร์คิวเรชันของอัลไคน์ เพื่อสร้างคีโตนที่จำเป็น[ 10 ]

การศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับการเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ

การวิจัยที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาค่อนข้างเงียบในช่วงหลายปีต่อมา จนกระทั่งในช่วงกลางทศวรรษ 1980 เมื่อมีการตีพิมพ์การสังเคราะห์หลายรายการที่ใช้การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ ขั้นตอนสำคัญในการสังเคราะห์ไตรโคไดอีนและนอร์-สเตอรีโพลิดแสดงไว้ด้านล่าง โดยเชื่อว่าการสังเคราะห์นอร์-สเตอรีโพลิดเกิดขึ้นผ่านการไอโซเมอไรเซชันของอัลไคน์ - อัลลีน ที่ผิดปกติ ซึ่งก่อให้เกิดไดไวนิลคีโตน[ 11 ] [ 12 ]

การสังเคราะห์ไตรโคดีนโดยใช้ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟแบบดั้งเดิม
การสังเคราะห์นอร์-สเตอรีโพลิดโดยใช้ปฏิกิริยาไซคลิเซชันแบบนาซารอฟแบบดั้งเดิม

ข้อบกพร่อง

เวอร์ชันคลาสสิกของการเกิดวงแหวน Nazarov ประสบปัญหาข้อเสียหลายประการ ซึ่งเวอร์ชันสมัยใหม่พยายามหลีกเลี่ยง ข้อเสียสองข้อแรกไม่ปรากฏชัดจากกลไกเพียงอย่างเดียว แต่บ่งชี้ถึงอุปสรรคในการเกิดวงแหวน ข้อเสียสามข้อสุดท้ายเกิดจากปัญหาการเลือกที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดและการโปรตอนของสารตัวกลาง[ 2 ]

  1. ต้องการกรดลูอิสหรือกรดโปรติกที่แรง (เช่นTiCl₄ , BF₃ , MeSO₃H ) ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่เข้ากันกับหมู่ฟังก์ชันที่ไวต่อปฏิกิริยา ทำให้ขอบเขตของสารตั้งต้นมี
  2. แม้ว่าจะมีกลไกการเร่งปฏิกิริยา ที่เป็นไปได้ แต่โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้ ตัวเร่ง ปฏิกิริยา หลายเท่าเพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้น ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพการใช้ธาตุในปฏิกิริยา
  3. ขั้นตอนการกำจัดไม่เป็นไปตามลำดับตำแหน่งหากมีไฮโดรเจนเบต้าหลายตัวที่สามารถถูกกำจัดได้ มักจะพบผลิตภัณฑ์ต่างๆ ปะปนกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่งจากมุมมองด้านประสิทธิภาพ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วต้องใช้กระบวนการแยก ที่ยุ่งยาก
  4. ปฏิกิริยาการกำจัดจะทำลายศูนย์สเตอริโอ ที่มีศักยภาพ ทำให้ประโยชน์ของปฏิกิริยาลดลง
  5. บางครั้งการเติมโปรตอนลงในอีโนเลตอาจไม่เป็นไปตามหลักสเตอริโอซีเลคทีฟซึ่งหมายความว่าผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นอาจเป็นส่วนผสมของอีพิเมอร์ได้
ข้อจำกัดของปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟ

รูปแบบสมัยใหม่

ข้อจำกัดที่กล่าวมาข้างต้นทำให้ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟในรูปแบบดั้งเดิมมีประโยชน์จำกัด อย่างไรก็ตาม การดัดแปลงปฏิกิริยาโดยมุ่งเน้นแก้ไขปัญหาเหล่านี้ยังคงเป็นหัวข้อการวิจัยทางวิชาการ ที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวิจัยได้มุ่งเน้นไปที่ประเด็นสำคัญบางประการ ได้แก่ การทำให้ปฏิกิริยามีตัวเร่ง ปฏิกิริยา ในตัวส่งเสริมปฏิกิริยา การใช้ตัวส่งเสริมปฏิกิริยาที่อ่อนโยนกว่าเพื่อเพิ่มความทนทานต่อหมู่ฟังก์ชัน การควบคุม การเลือกตำแหน่ง ของขั้นตอนการกำจัด และการปรับปรุง การเลือกสเตอริโอโดยรวมซึ่งประสบความสำเร็จในระดับที่แตกต่างกันไป

นอกจากนี้ การปรับเปลี่ยนยังมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงความคืบหน้าของปฏิกิริยา ไม่ว่าจะเป็นการสร้างเพนตาไดอีนิลแคตไอออนในรูปแบบที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน หรือการ "ดักจับ" ออกซีอัลลิลแคตไอออนด้วยวิธีต่างๆ ยิ่งไปกว่านั้น ยัง มีการพัฒนาตัวแปร ที่เลือกเฉพาะไอโซเมอร์แบบเอนันติโอเมอร์หลายชนิด ปริมาณเอกสารทางวิชาการในหัวข้อนี้มีมากมายจนไม่สามารถตรวจสอบทุกแง่มุมได้อย่างครอบคลุม ตัวอย่างที่สำคัญบางส่วนมีดังต่อไปนี้

การสร้างวงแหวนที่ควบคุมโดยซิลิคอน

ความพยายามในช่วงแรกในการปรับปรุงการเลือกสรรของการเกิดวงแหวน Nazarov ได้ใช้ประโยชน์จากผลของ β-ซิลิคอนเพื่อกำหนดทิศทางการเลือกตำแหน่งของขั้นตอนการกำจัด เคมีนี้ได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวางที่สุดโดยศาสตราจารย์ Scott Denmark แห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ เออร์บานา-แชมเปญในช่วงกลางทศวรรษ 1980 และใช้เหล็กไตรคลอไรด์ ในปริมาณที่เหมาะสม เพื่อส่งเสริมปฏิกิริยา สำหรับผลิตภัณฑ์แบบไบไซคลิกไอโซเมอร์ซิสจะถูกเลือกในระดับที่แตกต่างกัน[ 13 ]

การเกิดวงแหวนนาซารอฟที่ควบคุมโดยซิลิคอน

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวน Nazarov ที่ควบคุมด้วยซิลิคอนถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ Silphinene ดังแสดงด้านล่าง การสร้างวงแหวนเกิดขึ้นก่อนการกำจัด หมู่ เบนซิลแอลกอฮอล์ดังนั้นสเตอริโอเคมีของวงแหวนที่เกิดขึ้นใหม่จึงเกิดจากการเข้าใกล้ของซิลิลอัลคีนตรงข้ามกับอีเทอร์[ 10 ]

การสังเคราะห์ซิลฟินีนโดยใช้ปฏิกิริยาไซคลิเซชันของนาซารอฟ

การโพลาไรเซชัน

ศาสตราจารย์ Alison Frontier แห่ง มหาวิทยาลัย Rochester ได้พัฒนาแบบจำลองสำหรับปฏิกิริยา Nazarov แบบ "โพลาไรซ์" โดยอาศัยผลของหมู่แทนที่ที่รวบรวมจากการทดลองปฏิกิริยาต่างๆซึ่งใช้ หมู่ ที่ให้และดึงอิเล็กตรอน เพื่อปรับปรุงการเลือกสรรโดยรวมของปฏิกิริยา การสร้างนิวคลีโอ ไฟล์ไวนิล และอิเล็กโทรไฟล์ไว นิลที่มีประสิทธิภาพ ในสารตั้งต้นช่วยให้เกิดการกระตุ้นด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโดยใช้คอปเปอร์ไตรฟลูออเรตและการกำจัดแบบเลือกตำแหน่ง นอกจากนี้ หมู่ที่ดึงอิเล็กตรอนยังเพิ่มความเป็นกรดของโปรตอน α ทำให้เกิดการสร้าง trans-α-epimer แบบเลือกได้ผ่านสมดุล[ 14 ]

การเกิดวงแหวนนาซารอฟแบบโพลาไรซ์

โดยทั่วไปแล้วสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาได้โดยใช้เพียงหมู่ที่ให้หรือดึงอิเล็กตรอนเท่านั้น แม้ว่าประสิทธิภาพของปฏิกิริยา (ผลผลิต เวลาในการทำปฏิกิริยา ฯลฯ) มักจะต่ำกว่าก็ตาม

การสร้างแคตไอออนทางเลือก

โดยการขยายความ ไอออนเพนตาไดอีนิลใดๆ ก็ตามไม่ว่าจะมีต้นกำเนิดมาจากที่ใด ก็สามารถเกิดปฏิกิริยาไซคลิเซชันแบบนาซารอฟได้ มีตัวอย่างจำนวนมากที่ได้รับการตีพิมพ์ซึ่งไอออนที่ต้องการได้มาจากการจัดเรียงตัวใหม่ที่หลากหลาย[ 2 ]ตัวอย่างหนึ่งดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการเปิดวงแหวนไอออนบวกของอัลลิลิกไดคลอโรไซโคลโพรเพนโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเงิน เกลือเงินช่วยให้เกิดการสูญเสียคลอไรด์ผ่านการตกตะกอนของซิลเวอร์คลอไรด์ที่ ไม่ละลายน้ำ [ 15 ]

การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟเริ่มต้นโดยการจัดเรียงตัวใหม่ของไดคลอโรไซโคลโพรเพน

ใน การสังเคราะห์ rocaglamide ทั้งหมดอีพอกซิเดชันของไวนิลอัลคอกซีอัลเลนิลสแตนเนนจะสร้างเพนตาไดอีนิลแคตไอออนผ่านการเปิดวงแหวนของอีพอกไซด์ที่ เกิดขึ้นเช่นกัน [ 16 ]

การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟเริ่มต้นด้วยการออกซิเดชัน

การสร้างวงจรที่ไม่ต่อเนื่อง

เมื่อเกิดการสร้างวงแหวนแล้ว จะเกิดไอออนออกซีอัลลิลขึ้น ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นอย่างละเอียดแล้ว ขั้นตอนทั่วไปสำหรับสารตัวกลางนี้คือการกำจัดตามด้วยการเกิดไอโซเมอร์ของ เอนอเลต อย่างไรก็ตาม สองขั้นตอนนี้สามารถถูกขัดจังหวะได้ด้วยนิวคลีโอไฟล์และอิเล็กโทรไฟล์ ต่างๆ ตามลำดับ การดักจับไอออนออกซีอัลลิลได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวางโดย Fredrick G. West จากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาและบทวิจารณ์ของเขาครอบคลุมสาขานี้[ 17 ]ไอออนออกซีอัลลิลสามารถถูกดักจับได้ด้วย นิวคลีโอไฟล์เฮเท อโรอะตอมและคาร์บอนและยังสามารถเกิด ปฏิกิริยา ไซโคลแอดดิชัน แบบแคตไอออนิ ก กับคู่พันธะต่างๆ ได้อีกด้วย ดังแสดงด้านล่างคือปฏิกิริยาแบบลูกโซ่ซึ่งการดักจับแคตไอออนต่อเนื่องกันจะสร้างแกนเพ ตาไซคลิกในขั้นตอนเดียวด้วยไดแอสเตอริโอซีเลคติวิตี ที่สมบูรณ์ [ 18 ]

ปฏิกิริยาไซคลิเซชันของนาซารอฟแบบแคตไอออนิกแคตตาเคด

การดักจับเอนอเลตด้วยอิเล็กโทรไฟล์ ต่างๆ นั้นพบได้น้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด ในการศึกษาหนึ่ง การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟถูกจับคู่กับปฏิกิริยาไมเคิลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอิริเดียมเพื่อเริ่มต้นการเติมคอนจูเกตแบบนิวคลี โอฟิลิก ของเอนอเลตไปยังβ-ไนโตรสไตรีนในปฏิกิริยาแบบต่อเนื่อง นี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาอิริเดียม จำเป็นสำหรับการแปลงทั้งสอง: มันทำหน้าที่เป็นกรดลูอิสในการเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ และในขั้นตอนต่อไป หมู่ ไนโตรของไนโตรสไตรีนจะประสานกับอิริเดียมก่อนในการแลกเปลี่ยนลิแกนด์กับอะตอมออกซิเจนของเอสเทอร์คาร์บอนิลก่อนที่การเติมไมเคิลจะเกิดขึ้นจริงที่ด้านตรงข้ามของหมู่ R [ 19 ]

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนนาซารอฟและปฏิกิริยาไมเคิลแบบคู่ขนาน

ตัวแปรที่เลือกเอนันติโอเมอร์

การพัฒนาปฏิกิริยา การสร้างวงแหวน Nazarov แบบเลือกเอนันติโอเมอร์ถือเป็นส่วนเสริมที่น่าสนใจสำหรับปฏิกิริยาการสร้างวงแหวน Nazarov ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนารูปแบบต่างๆ มากมายโดยใช้ตัวช่วยไครัลและตัวเร่งปฏิกิริยาไครัล นอกจากนี้ยังมีการสร้างวงแหวนแบบเลือก ไดแอสเตอริโอเมอร์ซึ่งศูนย์สเตอริโอ ที่มีอยู่ จะกำหนดทิศทางการสร้างวงแหวน ความพยายามเกือบทั้งหมดขึ้นอยู่กับแนวคิดของ การเลือก ทิศทางการหมุน การเลือกทิศทางหนึ่งสำหรับกลุ่มไวนิลที่จะ "หมุน" จะกำหนดสเตอริโอเคมีดังที่แสดงด้านล่าง[ 2 ]

ความเลือกเชิงแรงบิดในการเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ

การเกิดวงแหวน Nazarov ที่ควบคุมโดยซิลิคอนสามารถแสดงไดแอสเตอริโอซีเลคติวิตีที่เหนี่ยวนำได้ในลักษณะนี้ ในตัวอย่างด้านล่าง กลุ่มซิลิลทำหน้าที่ควบคุมการเกิดวงแหวนโดยป้องกันไม่ให้แอลคีนที่อยู่ห่างออกไปหมุน "เข้าหา" มันผ่านปฏิกิริยาสเตอริก ที่ไม่เอื้ออำนวย ในลักษณะนี้ ซิลิคอนทำหน้าที่เป็นตัวช่วยที่ ไม่ทิ้งร่องรอย (สารตั้งต้นไม่บริสุทธิ์ทางเอนันติโอเมอร์ แต่การคงไว้ซึ่งส่วนเกินของเอนันติโอเมอร์บ่งชี้ว่าตัวช่วยควบคุมการเกิดวงแหวน) [ 2 ]

ซิลิคอนในฐานะตัวช่วยไครัลสำหรับปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนนาซารอฟ

สารตั้งต้นอัลเลนิลของ Tius สามารถแสดงการถ่ายโอนไครัลลิตี้จากแกนเป็นเตตระเฮดรัลได้หากใช้อัลเลนบริสุทธิ์เอนันติโอเมอร์ ตัวอย่างด้านล่างสร้างไดออสเฟนพอลไครัลได้ผลผลิต 64% และส่วนเกินเอนันติโอเมอร์ 95 % [ 2 ]

การถ่ายทอดไครัลลิตีจากแกนกลางไปสู่ไครัลลิตีแบบทรงสี่หน้าในปฏิกิริยาการสร้างวงแบบนาซารอฟของอัลเลนิลไวนิลคีโตน

นอกจากนี้ Tius ยังได้พัฒนา ตัวช่วยที่ใช้ การบูรสำหรับอัลลีนที่ไม่ไครัล ซึ่งถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์โรโซฟิลิน แบบไม่สมมาตรครั้งแรก ขั้นตอนสำคัญใช้ส่วนผสมที่ผิดปกติของเฮกซาฟลูออโร-2-โพรพานอลและไตรฟลูออโรเอทานอลเป็นตัวทำละลาย[ 2 ] [ 20 ]

การสังเคราะห์โรโซฟิลินโดยใช้ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซารอฟที่ไม่สมมาตร

กรดลูอิสไครัลตัวแรกที่ส่งเสริมการเกิดวงแหวน Nazarov แบบไม่สมมาตรได้รับการรายงานโดยVarinder Aggarwalและใช้ สารเชิงซ้อน ลิแกนด์ทองแดง (II) บิสออกซาโซลีนซึ่งมีค่า ee สูงถึง 98% ค่าส่วนเกินของเอนันติโอเมอร์ไม่ได้รับผลกระทบจากการใช้สาร เชิงซ้อนทองแดง 50 โมล% แต่ผลผลิตลดลงอย่างมีนัยสำคัญ[ 2 ]

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนนาซารอฟแบบไม่สมมาตรโดยใช้กรดลูอิสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

โดยทั่วไปแล้ว การขยายของปฏิกิริยาไซคลิเซชันของนาซารอฟจะถูกรวมไว้ภายใต้ชื่อเดียวกัน ตัวอย่างเช่นคีโตน ไม่อิ่มตัว α-β, γ-δ สามารถเกิดปฏิกิริยาไซคลิเซชันแบบคอนโรทาโทรีที่มีประจุบวกคล้ายกัน ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าปฏิกิริยาไซคลิเซชันแบบไอโซ-นาซารอ[ 21 ]การขยายอื่นๆ ดังกล่าวได้รับชื่อที่คล้ายกัน รวมถึง ปฏิกิริยาไซคลิเซชัน แบบโฮโม - นาซารอฟ และ ปฏิกิริยาไซคลิเซชัน แบบไวนิลโลจัสของนาซารอฟ[ 22 ] [ 23 ]

ปฏิกิริยาเรโทร-นาซารอฟ

เนื่องจากสารทดแทนที่ให้ β-อิเล็กตรอนทำให้ pentadienyl cation มีเสถียรภาพมากเกินไป จึงมักขัดขวางการเกิดวงแหวน Nazarov อย่างรุนแรง จากนี้จึงมีการรายงานการเปิดวงแหวนแบบอิเล็กโทรไซคลิกของ β-alkoxy cyclopentanes หลายกรณี ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าปฏิกิริยา retro-Nazarov cyclization [ 2 ]

ปฏิกิริยาเรโทร-นาซารอฟ

ปฏิกิริยาอิมิโน-นาซารอฟ

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบ Nazarov ที่มีไนโตรเจนเป็นอะนาล็อก (เรียกว่าปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบ imino-Nazarov ) มีตัวอย่างน้อยมาก มีตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบ imino-Nazarov ทั่วไปที่รายงานไว้ (แสดงด้านล่าง) [ 24 ]และปฏิกิริยา iso-imino-Nazarov หลายรายการในเอกสาร[ 25 ] [ 26 ]แม้แต่ปฏิกิริยาเหล่านี้ก็มักจะมีปัญหาเรื่องการเลือกสเตอริโอที่ไม่ดี ผลผลิตต่ำ หรือขอบเขตที่แคบ ความยากลำบากเกิดจากการทำให้แคตไอออนเพนตาไดอีนิลมีเสถียรภาพมากเกินไปโดยการบริจาคอิเล็กตรอน ซึ่งขัดขวางการสร้างวงแหวน[ 27 ]

การเกิดวงแหวนอิมิโน-นาซารอฟ

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การเกิดวงแหวนแบบนาซารอฟ

ปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบนาซา รอฟ หรือที่รู้จักกันในชื่อปฏิกิริยานาซารอฟเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ในเคมีอินทรีย์สำหรับการสังเคราะห์ไซโคลเพนทีโนนโดยทั่วไปปฏิกิริยานี้แบ่งออกเป็น แบบ..

กลไก

กลไกของปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบคลาสสิกของ Nazarov ได้รับการสาธิตเชิงทดลองครั้งแรกโดย Charles Shoppee ว่าเป็นการ สร้างวงแหวน ด้วยไฟฟ้า ภายใน โมเลกุล และมีรายละเอียดดังต่อไปนี้ การกระตุ้น คีโตน โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดจะสร้าง แค ตไอออนเพน ตาไดอีนิล...

ไซคลิเซชันแบบนาซารอฟคลาสสิก

แม้ว่าการเกิดวงแหวนตามแม่แบบทั่วไปข้างต้นจะได้รับการสังเกตมาก่อนที่นาซารอฟจะเข้ามาเกี่ยวข้อง แต่การศึกษาการจัดเรียงตัวใหม่ของอัลลิลไวนิล คีโตน ของเขา ถือเป็นการตรวจสอบกระบวนการนี้ครั้งสำคัญครั้งแรก นาซารอฟให้เหตุผลอย่างถูกต้องว่า อัลลิล โอเลฟิน เกิดการไอโซเมอ...

ข้อบกพร่อง

เวอร์ชันคลาสสิกของการเกิดวงแหวน Nazarov ประสบปัญหาข้อเสียหลายประการ ซึ่งเวอร์ชันสมัยใหม่พยายามหลีกเลี่ยง ข้อเสียสองข้อแรกไม่ปรากฏชัดจากกลไกเพียงอย่างเดียว แต่บ่งชี้ถึงอุปสรรคในการเกิดวงแหวน...