Перегруппировка Мейера–Шустера

Перегруппировка Мейера-Шустера — это химическая реакция , описываемая как катализируемая кислотой перегруппировка вторичных и третичных пропаргиловых спиртов в α,β-ненасыщенные кетоны , если алкиновая группа является внутренней, и в α,β-ненасыщенные альдегиды , если алкиновая группа является терминальной. ^[1] Обзоры были опубликованы Сваминатаном и Нараяном, ^[2] Вартаняном и Банбаньяном, ^[3] и Энгелем и Дадли, ^[4], последний из которых описывает способы ускорения перегруппировки Мейера-Шустера по сравнению с другими реакциями, доступными для пропаргиловых спиртов.

Механизм реакции ^[5] начинается с протонирования спирта, который в реакции E1 образует аллен из алкина . Атака молекулы воды на карбокатион и депротонирование сопровождаются таутомеризацией с образованием α,β-ненасыщенного карбонильного соединения .

Эденс и др. исследовали механизм реакции. ^[6] Они обнаружили, что он характеризуется тремя основными этапами: (1) быстрое протонирование кислорода, (2) медленный, определяющий скорость этап, включающий 1,3-сдвиг протонированной гидроксильной группы, и (3) кето-енольная таутомерия, за которой следует быстрое депротонирование.

В исследовании ограничивающего скорость этапа реакции Мейера-Шустера Андрес и др. показали, что движущей силой реакции является необратимое образование ненасыщенных карбонильных соединений через ионы карбония . ^[7] Они также обнаружили, что реакция сопровождается растворителем. Это было дополнительно исследовано Тапиа и др., которые показали, что связывание растворителя стабилизирует переходное состояние . ^[8]

Реакция третичных спиртов, содержащих α- ацетиленовую группу, не приводит к образованию ожидаемых альдегидов, а скорее α,β-ненасыщенных метилкетонов через промежуточный енин . ^{[9] [10]} Эта альтернативная реакция называется реакцией Рупе и конкурирует с перегруппировкой Мейера-Шустера в случае третичных спиртов.

В то время как традиционная перегруппировка Мейера-Шустера использует жесткие условия с сильной кислотой в качестве катализатора, это вводит конкуренцию с реакцией Рупе, если спирт является третичным. ^[2] Более мягкие условия были успешно использованы с катализаторами на основе переходных металлов и кислот Льюиса (например, катализаторами на основе Ru- ^[11] и Ag- ^[12] ). Кадьерно и др. сообщают об использовании микроволнового излучения с InCl в качестве катализатора для получения превосходных выходов при коротком времени реакции и замечательной стереоселективности . ^[13] Пример из их статьи приведен ниже:${\displaystyle _{3}}$

Перегруппировка Мейера-Шустера использовалась в различных приложениях, от превращения ω-алкинил-ω-карбиноллактамов в енамиды с использованием каталитической ПТСК ^[14] до синтеза α,β-ненасыщенных тиоэфиров из γ-серозамещенных пропаргиловых спиртов ^[15] и перегруппировки 3-алкинил-3-гидроксил-1H - изоиндолов в слабокислых условиях с получением α,β-ненасыщенных карбонильных соединений. ^[16] Однако одним из наиболее интересных приложений является синтез части паклитаксела диастереомерно - селективным способом , который приводит только к E -алкену. ^[17]

Показанный выше шаг имел выход 70% (91%, когда побочный продукт был преобразован в продукт Майера-Шустера на другом шаге). Авторы использовали перегруппировку Майера-Шустера, поскольку они хотели преобразовать затрудненный кетон в алкен, не разрушая остальную часть своей молекулы.