Reakcja Baylisa-Hillmana
Reakcja Baylisa-Hillmana (znana też jako reakcja Morita–Baylisa–Hillmana lub reakcja MBH[1]) – reakcja chemiczna aldehydu i α,β-nienasyconej grupy elektronoakceptorowej katalizowana za pomocą DABCO (1,4-diazabicyklo[2.2.2]oktanu), w wyniku której otrzymuje się alkohol allilowy[2]. Nazwę swą zawdzięcza chemikom: Ken’ichi Moricie japońskiego pochodzenia, Anthony B. Baylisowi brytyjskiego pochodzenia oraz Melville E. D. Hillmanowi pochodzenia niemieckiego.
![Reakcja Baylisa-Hillmana](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Baylis_Hilman_Reaction_Scheme_short.svg/500px-Baylis_Hilman_Reaction_Scheme_short.svg.png)
Reakcja ta może być także katalizowana za pomocą nukleofilowych amin, np. DMAP, DBU, a także przez fosfiny.
Mechanizm reakcji
Poprzez addycję nukleofilową DABCO 2 do α,β-nienasyconego ketonu 1 powstaje jon obojnaczy 3, który przyłącza się do elektrofilowego aldehydu dając keto-alkohol 4. W wyniku eliminacji DABCO otrzymuje się alkohol allilowy 5 jako ostateczny produkt reakcji.
![Reakcja Baylisa-Hillmana](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/68/Mechanizm_reakcji_Baylisa-Hillmana.png/700px-Mechanizm_reakcji_Baylisa-Hillmana.png)
Im większe jest pKa zasady tym większa jest szybkość reakcji, dlatego chinuklidyna jest bardziej efektywna od DABCO. Rozpuszczalniki protonowe takie jak metanol, trietanolamina, formamid czy woda także przyspieszają reakcję[3].
Dla niektórych aldehydów zaproponowano alternatywny mechanizm[4][5][6]. Uwzględnia on potwierdzoną eksperymentalnie addycję drugiej cząsteczki aldehydu, w wyniku której powstaje hemiacetal 4. Następnie zachodzi przeniesienie protonu 5 (najwolniejszy, decydujący o szybkości reakcji etap). Dopiero wtedy następuje eliminacja aldehydu, co prowadzi do powstania alkoholu allilowego 7 ostatecznego produktu reakcji.
![Alternatywny mechanizm reakcji Baylisa-Hillmana](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9d/Reakcja_MBH-Mechanizm.png)
Badania in silico potwierdzają powyższy mechanizm[7] oraz tłumaczą wzrost szybkości reakcji wobec protonowych rozpuszczalników, które ułatwiają przeniesienie protonu.
Odkryta wcześniej od reakcji Baylisa-Hillmana, podobna, choć mniej znana, reakcja z zastosowaniem fosfin zamiast DABCO, nosi nazwę reakcji Rauhut-Curriera.
Możliwości
Ogólnie rzecz biorąc reakcja Baylisa-Hillmana zachodzi pomiędzy dowolnymi ubogoelektronowymi alkenami oraz elektrofilami o hybrydyzacji sp² takimi jak aldehydy, ketony czy proste iminy, katalizowane nukleofilem. W ściśle określonych warunkach jako reagent elektrofilowy może posłużyć halogenek alkilowy[8]. W tym przypadku zamiast nukleofilu aminowego stosuje się fosfiny trialkilowe, które nie reagują bezpośrednio z halogenkami. W drugim etapie reakcji dodaje się mocną zasadę, dzięki której zachodzi eliminacja do enonu.
![Reakcja Morita–Baylisa–Hillmana wobec fosfiny.](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b7/Reakcja_MBH-fosfina.png/400px-Reakcja_MBH-fosfina.png)
W reakcji aza-Baylisa-Hillmana jako elektrofil stosuje się iminę[9] .
W ostatnich latach Namboothiri oraz Deb[10] opracowali nowatorską technikę syntezy podstawionych α-hydroksyalkilowanych nitroalkenów, stosując reakcję Baylisa-Hillmana wobec DMAP/MeCN oraz imidazolu/THF jako katalizatora. Jako elektrofilu użyli takich związków jak pirgronianu trifluorometylu, metyloglioksalu, etyloglioksalu, dietyloketomalonianu. Natomiast jako substraty posłużyły aromatyczne i heteroaromatyczne nitroalkeny.
Ograniczenia
Reakcja MBH ketonu fenylo-winylowego z benzaldehydem katalizowana przez DABCO wobec DMF prowadzi do powstania monoadduktu, który reaguje dalej z drugą cząsteczką ketonu, tworząc produkt uboczny[11].
Przypisy
- ↑ K. Morita, Z. Suzuki and H. Hirose, Bull. Chem. Soc. Jpn.,1968, 41, 2815.
- ↑ Baylis, A. B.; Hillman, M. E. D. German Patent 2155113, 1972.
- ↑ Varinder K.V.K. Aggarwal Varinder K.V.K., IngoI. Emme IngoI., Sarah Y.S.Y. Fulford Sarah Y.S.Y., Correlation between pKa and Reactivity of Quinuclidine-Based Catalysts in the Baylis–Hillman Reaction: Discovery of Quinuclidine as Optimum Catalyst Leading to Substantial Enhancement of Scope, „Journal of Organic Chemistry”, 68 (3), 2003, s. 692–700, DOI: 10.1021/jo026671s, ISSN 0022-3263 .
- ↑ Kristin E.K.E. Price Kristin E.K.E. i inni, Baylis–Hillman Mechanism: A New Interpretation in Aprotic Solvents, „Organic Letters”, 7 (1), 2005, s. 147–150, DOI: 10.1021/ol047739o, ISSN 1523-7060 .
- ↑ Kristin E.K.E. Price Kristin E.K.E. i inni, A New Interpretation of the Baylis–Hillman Mechanism, „Journal of Organic Chemistry”, 70 (10), 2005, s. 3980–3987, DOI: 10.1021/jo050202j, ISSN 0022-3263 .
- ↑ Siegfried E.S.E. Drewes Siegfried E.S.E., Gregory H.P.G.H.P. Roos Gregory H.P.G.H.P., Synthetic potential of the tertiary-amine-catalysed reaction of activated vinyl carbanions with aldehydes, „Tetrahedron”, 44 (15), 1988, s. 4653–4670, DOI: 10.1016/s0040-4020(01)86168-8 (ang.).
- ↑ RaphaëlR. Robiette RaphaëlR., Varinder KV.K. Aggarwal Varinder KV.K., Jeremy N.J.N. Harvey Jeremy N.J.N., Mechanism of the Morita–Baylis–Hillman Reaction: A Computational Investigation, „Journal of the American Chemical Society”, 129 (50), 2007, s. 15513–15525, DOI: 10.1021/ja0717865, ISSN 0002-7863 .
- ↑ Unprecedented reactivity in the Morita–Baylis–Hillman reaction; intramolecular -alkylation of enones using saturated alkyl halides Marie E. Krafft, Kimberly A. Seibert, Thomas F. N. Haxell and Chitaru Hirosawa Chemical Communications, 2005, (46), 5772 – 5774 DOI: 10.1039/b512665g Abstract.
- ↑ Enantioselective aza-Baylis-Hillman Reaction Vasco D.B. Bonifacio, Org. Chem. Highlights, 2006, Full Article.
- ↑ Hydroxyalkylation of Conjugated Nitroalkenes with Activated Nonenolizable Carbonyl Compounds Indubhusan Deb, Mamta Dadwal, Shaikh M. Mobin, and Irishi N. N. Namboothiri Organic Letters, 2006, (8), 1201 – 1204 Doi: [1].
- ↑ Different Reaction Patterns in the Baylis-Hillman Reaction of Aryl Aldehydes with Phenyl Vinyl Ketone, Phenyl Acrylate and Phenyl Thioacrylate Min Shi, Chao-Qun Li and Jian-Kang Jiang Molecules 2002, 7, 721-733 Full Article.