Phản ứng Favorskii

[Scooby-Doo]

TỔNG QUAN VỀ PHẢN ỨNG CHUYỂN VỊ FAVORSKII VÀ ĐỒNG CHUYỂN VỊ FAVORSKII (HOMO-FAVORSKII REARRANGEMENT)

Giới thiệu

Phản ứng Favorskii là phản ứng của những alpha-halo ketone (có chứa ít nhất một hydrogen alpha) với base khi có sự hiện diện của một tác nhân thân hạch (a nucleophile) như là alcohol, amine hoặc nước dẫn đến sự chuyển vị sườn carbon qua trung gian cyclopropanone để tạo ra acid carboxylic hoặc dẫn xuất ester hay amine của nó.

Phản ứng Favorskii thừơng được dùng để tổng hợp những acid carboxylic mang nhiều nhóm thế khác nhau. Halogen thường dùng là clo, brom hay iod, và base thừơng dung là alkoxide hoặc hydroxide. Khi sự chuyển vị xảy ra, alpha-halo ketone mạch hở tạo ra acid carboxylic mạch hở. Trái lại, alpha-halo ketone mạch vòng lại sẽ xảy ra sự giảm kích thước vòng và tạo ra sản phẩm là acid carboxylic mạch vòng có ít hơn một carbon so với alpha-halo ketone mạch vòng ban đầu. Phản ứng xảy ra theo sự chọn lọc lập thể và chọn lọc vùng. Sự chuyển vị của alpha-halo ketone bất đối xứng thừơng thông qua việc khử cyclopropanone tạo ra sản phẩm từ carbanion bền hơn về mặt nhiệt động học trong số hai carbanion có thể được tạo ra.



Hình 1

Ngoài alpha-halo ketone, những nhóm thế khác như alpha-hydroxy, alpha-tosyloxy và alpha,beta-epoxyketone cũng có thể cho sự chuyển vị khi được xử lý với base.

Những đặc tính chung của phản ứng chuyển vị Favorskii là:
- Chịu ảnh hưởng quan trọng bởi đặc điểm của chất nền như độ lớn của nhóm thế, số nhóm thế.
- NHóm alkyl hoặc aryl trên carbon mang nhóm halogen sẽ làm tăng vận tốc chuyển vị.
- Với alpha-halo ketone mạch vòng, sự chuyển vị được thấy xảy ra với vòng 4, và vòng 6-10.
- Hiệu suất phản ứng thường từ trunh bình đến cao.
- Có hai loại chuyển vị Favorskii quan trọng là: Khi beta-halo ketone được xử lý với base có mặt của nucleophile, sự chuyển vị homo-Favorskii sẽ xảy ra qua trung gian cyclobutanone. Nếu alpha-halo ketone không có hydrogen có thể bị enol hóa (R khác với H), phản ứng chuyển vị tương tự sẽ xảy ra.

Cơ chế

Trong thập kỷ vừa qua, có rất nhiều cơ chế khác nhau được đề nghị, Hiện nay, cơ chế được chấp nhận rộng rãi nhất gồm những bước sau:
1. Khử proton của carbon alpha và tạo thành enolate
2. Tác kích nội phân tử bởi enolate vào carbon alpha’ mang nhóm xuất để tạo thành trung gian cyclopropanone
3. Mở vòng chọn lọc chất trung gian để tạo ra carbanion bền nhất.
4. Chuyển nhượng proton cho carbanion để tạo ra sản phẩm.




Hình 2

Áp dụng

Phản ứng Favorskii đuợc áp dụng để tổng hợp nhiều hớp chất phức tạp có trong tự nhiên.





Hình 3


Dịch và chú giải
- Symmetrical: đối xứng
- Cage: lồng (khung)
- Sequential: lien tiếp, tiếp diễn
- Photocycloadditon: Phản ứng cộn quang hóa
- Bridgehead: đầu cầu
- Stereoselective: chọn lọc lập thể
- Elaborate: tạo ra
- Intermediate: chất trung gian