Benzilic Acid 重排反应
重要性
[开创性文献1,2;综述3-6;改进与优化7-10;理论研究11]
Benzilic Acid 重排反应是 α-二酮在碱(如 NaOH)作用下重排生成 α-羟基酸盐的过程。该反应适用于脂肪族和芳香族 α-二酮以及 α-酮醛。通常,二芳基二酮能以极高的产率发生重排,而具有可烯醇化 α-质子的脂肪族 α-二酮由于竞争的醇醛缩合反应,产率较低。环状 α-二酮在这些条件下可以发生具有合成价值的缩环 Benzilic Acid 重排反应。当使用醇盐或酰胺阴离子代替氢氧化物时,可分别生成相应的酯或酰胺(Benzilic 酯重排)。但易被氧化的醇盐(如乙醇钠或异丙醇钠)不适用于此反应,因为它们会将 α-二酮还原为相应的 α-羟基酮。在迁移趋势上,芳基比烷基迁移更快;当有两个不同芳基时,通常含有更强吸电子基团的芳环优先迁移。
机理12-16,11,17,18,8,6
Benzilic Acid 重排反应是一个不可逆过程。其机理的第一步是亲核试剂(HO-、醇盐或酰胺阴离子)加成到 C=O 键,形成四面体中间体。接着发生芳基或烷基的迁移,生成相应的 α-羟基酸盐。
合成应用
1. (+)-K252a 的合成: J.L. Wood 等人利用立体选择性缩环 Benzilic Acid 重排反应,将吡喃基化吲哚咔唑转化为 (+)-K252a 的糖基部分。该反应揭示了呋喃基化和吡喃基化吲哚咔唑之间可能的生物合成联系19。
2. 16α,17α-二羟基孕酮的意外产物: 在尝试用十六烷基三甲基氯化铵高锰酸盐 (CTAP) 对 16-脱氢孕酮进行顺式二羟基化以获得 16α,17α-二羟基孕酮的实验中,J.A. Katzenellenbogen 等人意外分离出了一个新型五元环 D-去同甾体。其最后一步的机理类似于 Benzilic Acid 重排反应20。
3. (±)-Hinesol 和 (±)-Agarospirol 的合成: H. Takeshita 等人通过温和碱催化的反 Benzilic Acid 重排反应,从 [2+2] 光环加成前体简便地合成了 (±)-Hinesol 和 (±)-Agarospirol 的 spiro[4,5] 十元酮框架21。
4. (±)-Shinjudilactone 的合成: P.A. Grieco 等人通过 Benzilic Acid 型重排反应实现了 (±)-Shinjudilactone 和 (±)-13-Epi-Shinjudilactone 的全合成。底物在碱性条件下反应,生成了两种目标产物的 1:1 混合物22。