Mitsunobu反应构型保持的原因
第一种机理:
也是作者认为最可能的情况,由于空间位阻因素,导致PPh3−DEAD复合物无法接近和活化C-19位置的羟基。于是,相对于原料(+)-ABC大大过量的二乙基膦酸(4)将会与DEAD-PPh3复合物反应,生成4-PPh3复合物(酰基三苯基氧膦),后者受到C-19羟基的进攻,从而生成构型保持的产物。
第二种机理:
或者,原料(+)-ABC(即55)按照正常的Mitsunobu反应被三苯基膦活化。然而,由于C-19立体中心周围的位阻因素,可能会发生更容易的邻基参与反应,使C-19立体中心反转并生成高度亲电的中间体56,该中间体又经历开环以在C-19处提供构型保持的产物(+)-39。
然而,作者认为这种高区域选择性(即亲核试剂4只进攻环氧底物的C-19位置)使这一解释不太令人信服。
拓展阅读:位阻对Mitsunobu反应构型结果的影响
底物1进行Mitsunobu反应,得到结果正常的产物,即构型翻转的4。
但对于羟基位阻更大的底物5,则不能得到正常的Mitsunobu产物7,而是得到构型保持的产物8。
原因解释:
如果是醇羟基进攻甜菜碱中间体10,即下图中上面的路径,则发生正常的Mitsunobu反应,得到构型翻转的产物。
但如果发生亲核试剂(羧基)进攻中间体10的情况(比如醇羟基位阻较大,或者羧基的当量相对于醇羟基大大过量时),就会生成酰基三苯基氧膦14。
而14则会发生两种可能的反应:
对于位阻小的羟基,羟基进攻14中的磷原子,生成12,回归正常Mitsunobu反应,得到构型翻转的产物。
对于位阻大的羟基,羟基进攻14中的酰基,发生酰基转移,生成构型保持的产物。
总结
由此可见,酰基三苯基氧膦中间体是构型保持的关键。该中间体的产生与醇的位阻、亲核试剂的当量等因素有关。
综合起来说,就是亲核试剂的当量越多,醇的位阻越大,越容易发生构型保持。
参考文献:
J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 37, 11102–11113, 10.1021/ja020635t
J. Org. Chem. 2002, 67, 6, 1751–1753, 10.1021/jo001590m
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