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麦可反应

(2020-03-31 15:14:42) 百科综合

麦可反应

麦可(Michael)反应是指碳负离子对 α、β-不饱和醛 、酮 、羧酸 、酯、腈、硝基化合物等的共轭加成反应,该反应是一类十分重要的有机反应。在有机合成上用以增长碳链,合成带有各种官能团的有机化合物。为最有价值的有机合成反应之一,是构筑碳-碳键的最常用方法之一。有时也称为1,4-加成、共轭加成。是亲核试剂对α,β-不饱和羰基化合物发生的β位碳原子发生的加成反应,在逆合成分析中属于亲核试剂对a3合成子发生的反应。

基本介绍

  • 中文名:麦可反应
  • 外文名:Michael reaction
  • 全称:麦可加成反应
  • 别称:1,4-加成
  • 评价:最有价值的有机合成反应之一

反应介绍

麦可反应是以美国化学家 A.Michael(1853—1942)的名字命名的,整个反应由两部分构成,一是碳负离子亲核试剂,一是带有吸电子活化基Z的不饱和共轭体系。前者对后者进行共轭亲核加成直接生成C—C键 。
例如下式 :
麦可反应
上述的不饱和共轭体系通常称为 Michael受体,它由不饱和键及与不饱和键相连的不饱和活化基Z组成。典型CHO 、COR、COOH、COOR、 CONR2、CN 、NO2 、SOR、SO2R 等等。这些基团能够活化亲核试剂对烯或炔的共轭加成,其活化能力的相对大小基本上和它们稳定碳负离子的能力一致,如 NO2 >COR >CO2R >CN >CONR2

碳负离子

在 Michael 反应中,碳负离子通常是指那些具有杂原子π共轭稳定的碳负离子。它的产生通常用硷催化来实现。用的催化剂有烷氧化物(如醇钠)、硷性胺(如叔胺)、金属氢化物(如 NaH)和胺基锂(如二异丙胺锂 LDA)等。只含有一个羰基 、酯基或氰基的化合物,其活泼亚甲基的酸性不够强,需要较强的硷才能使其产生碳负离子或烯醇负离子。如下图:
麦可反应
被一个硝基或两个羰基 、酯基 、氰基等活化的亚甲基其酸性较强(通常比一般的脂肪醇的酸性 强),用金属烷氧化物 、金属氢氧化物或胺处理就可生成烯醇负离子。

反应机理

以丙二酸酯和 α,β-不饱和羰基化合物的加成为例:
麦可反应
这一硷催化的Michael反应的结果是不饱和共轭体系的C —Cπ键被打破,在产物中形成了新的C—Cσ键。

竞争反应

与Michael加成相竞争的加成是1,2-加成,通过选择适当的实验条件和反应物可以使 1,2-加成的竞争趋于最小 。下列因素有利于 Michael 加成:
① 增大碳负离子和羰基周围的立体阻碍;
② 使用极性溶剂如 HMPA ;
③ 更稳定的碳负离子 ;
④ 较高的温 度 ;
⑤ 较长的反应时间。
在反应中,1,2-加成产物为动力学控制产物,上述因素均能促使形成的1,2-加成产物和初始原料达成平衡,最终转化为更稳定的共轭加成产物 。

有机套用

Michael反应最直接的套用就是增长碳链,合成含有多个官能团的化合物,这些化合物均具有进一步反应的能力,生成各种类型的有机化合物。
α、β-不饱和醛、酮是最有效和最有用的 Michael 受体,由羰基稳定的碳负离子(烯醇负离子)与之共轭加成生成 1,5-二羰基化合物,后者在硷性条件下发生分子内羟醛缩合反应,失水生成 α、β-不饱和环酮。这一过程称为 Robinson 成环反应:
麦可反应
这是製取带有一个角甲基的氢化萘酮(天然甾族分子的部分结构)的首选方法,通过选择适当的溶剂可以获得高立体选择性的产物 。
Robinson成环反应的操作通常是将 α、β-不饱和酮慢慢加到活泼亚甲基化合物和催化量的 冷的乙醇钠溶液中,形成的加成产物紧接着发生羟醛缩合 。酯或醯胺作为碳负离子源与 α、β- 不饱和醛 、酮的 Michael反应产生 γ-酮酸酯或 γ-酮醯胺。
麦可反应

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