ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อพินาคอล
| ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อพินาคอล | |
|---|---|
| ตั้งชื่อตาม | พินาคอล |
| ประเภทปฏิกิริยา | ปฏิกิริยาการจับคู่ |
| ตัวระบุ | |
| พอร์ทัลเคมีอินทรีย์ | ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อพินาคอล |

ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อพินาคอลเป็นปฏิกิริยาอินทรีย์ซึ่งพันธะคาร์บอน-คาร์บอนเกิดขึ้นระหว่าง หมู่ คาร์บอนิลของอั ล ดีไฮด์หรือคีโตนในที่ที่มีตัวให้อิเล็กตรอนในกระบวนการอนุมูลอิสระ[ 1 ]ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาคือไดออลแบบวิซินัล ปฏิกิริยานี้ตั้งชื่อตามพินาคอล (หรือที่รู้จักกันในชื่อ 2,3-ไดเมทิล-2,3-บิวเทนไดออล หรือเตตระเมทิลเอทิลีนไกลคอล) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้เมื่อทำโดยใช้อะซิโตนเป็นรีเอเจนต์ ปฏิกิริยานี้มักจะเป็นโฮโมคัปปลิง แต่ปฏิกิริยาครอสคัปปลิงภายในโมเลกุลก็เป็นไปได้เช่นกัน พินาคอลถูกค้นพบโดยวิลเฮล์ม รูดอล์ฟ ฟิตติงในปี 1859
กลไกปฏิกิริยา
ขั้นตอนแรกในกลไกปฏิกิริยาคือ การรีดิวซ์ หมู่คาร์บอนิล ด้วย อิเล็กตรอนหนึ่งตัวโดยใช้ตัวรีดิวซ์เช่นแมกนีเซียมเพื่อ สร้างอนุมูลไอออนคีทิล หมู่ คีทิลสองหมู่ทำปฏิกิริยาในปฏิกิริยาการเชื่อมต่อกันทำให้เกิดไดออลแบบวิซินัลโดยที่หมู่ไฮดรอกซิลทั้งสองหมู่ถูกกำจัดโปรตอนออกไป การเติมน้ำหรือตัวให้โปรตอนอื่นจะให้ไดออล เมื่อใช้แมกนีเซียมเป็นตัวให้อิเล็กตรอน ผลิตภัณฑ์เริ่มต้นของปฏิกิริยาจะเป็นสารประกอบวงแหวน 5 วง โดยที่อะตอมออกซิเจนสองอะตอมประสานกับไอออน Mg²⁺ ที่ถูกออกซิ ไดซ์ สารเชิงซ้อนนี้จะแตกตัวเมื่อเติมน้ำ ทำให้เกิดแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ปฏิกิริยา การเชื่อมต่อแบบพินาคอลสามารถตามด้วยการจัดเรียงตัวใหม่แบบพินาคอลได้ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องคือปฏิกิริยาแมคเมอร์รีซึ่งใช้ไทเทเนียม(III) คลอไรด์หรือไทเทเนียม(IV) คลอไรด์ร่วมกับตัวรีดิวซ์เพื่อสร้างสารเชิงซ้อนโลหะ-ไดออล และเกิดขึ้นพร้อมกับขั้นตอนปฏิกิริยาการกำจัดออกซิเจนเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์แอลคีน
ขอบเขต
ปฏิกิริยาพินาคอลได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นและทนต่อตัวรีดิวซ์ ที่แตกต่างกันหลายชนิด รวมถึงการสังเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี เป็นที่ทราบกันดีถึงรูปแบบต่างๆ สำหรับการเชื่อมต่อแบบโฮโมและแบบไขว้ ปฏิกิริยาภายในและระหว่างโมเลกุลด้วยไดแอสเตอริโอซีเลคติวิตีหรือเอนันติโอซีเลคติวิตีที่เหมาะสม[ 2 ]ณ ปี 2549 ขอบเขตที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขเพียงอย่างเดียวคือการเชื่อมต่อแบบไขว้แบบเอนันติโอซีเลคทีฟของอัลดีไฮด์อะลิฟาติก[ 3 ] โดยทั่วไป อะ ริลคาร์บอนิลให้ผลผลิตสูงกว่าอะลิฟาติกคาร์บอนิล และไดอะริลอาจทำปฏิกิริยากับตัวให้ไฮไดรด์โดยอัตโนมัติเมื่อมีแสง[ 2 ]
แม้ว่าจะเป็นการลด โลหะที่ออกฤทธิ์ปฏิกิริยาพินาคอลสมัยใหม่สามารถทนต่อสารตั้งต้นโปรติกและตัวทำละลายได้บางครั้งจึงทำในน้ำ กลุ่ม เอสเทอร์ไม่ทำปฏิกิริยา แต่ไนไตรล์ บางชนิดทำปฏิกิริยา มีการศึกษาตัวแปร อะซาน้อยกว่าแต่ปฏิกิริยาที่คล้ายกันกับอิมินจะให้ไดเอมีน[ 2 ]
โดยทั่วไปแล้ว สารรีดิวซ์พินาคอลจะเป็น โลหะ อัลคาไลหรือโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธแต่จะให้ผลผลิตและความเลือกสรรต่ำ เกลือ เร่งปฏิกิริยาของโลหะทรานซิชันช่วงต้นส่วนใหญ่และสารรีดิวซ์ที่ไม่ใช่โลหะ (เช่นไอโอไดด์ ) จะให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างมาก และลิแกนด์ไครัล ที่เหมาะสม สามารถให้ค่าเอนันติโอเมอร์ส่วนเกินสูง ในทางกลับกัน เกลือโลหะทรานซิชันแบบสโตอิกิโอเมตริกมักจะเกิดปฏิกิริยาดีออกซิเจเนชันเป็นแอลคีน ( ปฏิกิริยา McMurry ) [ 3 ]
อีกทางเลือกหนึ่ง ปฏิกิริยาอาจดำเนินการภายใต้ สภาวะ สารละลายอิเล็กไตรด์ : อนุพันธ์ของ กรดทาร์ทาริก บางชนิด สามารถได้รับด้วยไดแอสเตอริโอซีเลคติวิตี สูง ในระบบของซามาเรียม(II) ไอโอไดด์และHMPA [ 4 ]
แสงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเชื่อมต่อแบบโฮโมคัปปลิงของพินาคอลกับเบนโซฟีโนน[ 5 ]เมื่อ ใช้ สารไวแสงลักษณะของสารไวแสงและการเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมที่เหมาะสมอย่างชาญฉลาดสามารถส่งผลต่อสเตอริโอเคมีของปฏิกิริยาได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น สีย้อมอินทรีย์ที่ดูดซับสีแดงถูกนำมาใช้ร่วมกับไททาโนซีนไดคลอไร ด์ในปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา และเอสเทอร์ ฮันท์สช์ในปริมาณที่เหมาะสมเป็นตัวรีดิวซ์แบบเสียสละ เพื่อให้สามารถเกิดการเชื่อมต่อแบบพินาคอลแบบไดแอสเตอริโอซีเลคทีฟของอัลดีไฮด์อะริลได้[ 6 ]
การประยุกต์ใช้ปฏิกิริยานี้รวมถึงการปิดวงแหวนขนาดใหญ่ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงสองตัวอย่างของการเชื่อมต่อพินาคอลที่ใช้ในการสังเคราะห์ทั้งหมดได้แก่การสังเคราะห์แท็กซอลทั้งหมดของมูไคยามะและการสังเคราะห์แท็กซอลทั้งหมดของนิโคลาอู[ 3 ]
อ่านเพิ่มเติม
- Adams R, Adams EW (1941). "พินาคอลไฮเดรต" . Organic Syntheses; รวมเล่มเล่ม1 หน้า459 .