Co to jest podłoże ambident?

W Marchs Advanced Organic Chemistry [1, str. 450–451] znajduje się podsekcja, w której znajduje się prosta definicja i kilka przykładów :

10.G.viii. Podłoża obojętne

Niektóre podłoża (np. 1,3-dichlorobutan) mogą być atakowane w dwóch lub więcej miejscach i można je nazwać podłożami obojętnymi . W podanym przykładzie w cząsteczce znajdują się dwie grupy opuszczające. Oprócz dichlorobutanu i ogólnie istnieją dwa rodzaje podłoży, które są z natury ambidentalne (chyba że są symetryczne). Jeden z nich, typ alliliczny, został już omówiony (rozdz. 10.E). Drugim jest substrat epoksydowy (lub podobny azyrydynowy ⁵²⁴ lub episulfid). ⁵²⁵ Selektywność dla jednej lub drugiej pozycji jest zwykle nazywana regioselektywnością.

Zastąpienie wolnego epoksydu, które zwykle występuje w środowisku zasadowym lub neutralnym warunków, zwykle obejmuje mechanizm S _N 2. Ponieważ pierwotne substraty łatwiej ulegają atakowi S _N 2 niż wtórne, niesymetryczne epoksydy są atakowane w roztworze obojętnym lub zasadowym na mniej silnie podstawionym węglu i stereospecyficznie z inwersją na tym węglu. W środowisku kwaśnym reakcji ulega protonowany epoksyd. W tych warunkach mechanizm może mieć postać S _N 1 lub S _N 2. W mechanizmach S _N 1, które faworyzują węgle trzeciorzędowe, można spodziewać się ataku na węgiel silniej podstawiony i rzeczywiście tak jest. Jednak nawet gdy protonowane epoksydy reagują w sposób, który ma być mechanizmem S _N 2, atak następuje zwykle w pozycji bardziej podstawionej. ⁵²⁶ Wynik ten prawdopodobnie wskazuje na znaczną karbokację znak na węglu (na przykład parowanie jonów). W ten sposób często można zmienić kierunek otwierania pierścienia, zmieniając warunki z zasadowych na kwaśne lub odwrotnie. W otwarciu pierścienia alkoholi 2,3-epoksydowych obecność $ \ ce {Ti (O \ textit iPr) 4} $ zwiększa zarówno szybkość, jak i regioselektywność , faworyzując atak na C-3 zamiast C-2. ⁵²⁷ Kiedy pierścień epoksydowy jest połączony z pierścieniem cykloheksanu, otwarcie pierścienia S _N 2 niezmiennie daje raczej dwuosiowe niż otwarcie pierścienia. ⁵²⁸

Cykliczne siarczany ( 108 ), przygotowane z 1,2-diole reagują w taki sam sposób jak epoksydy, ale zwykle szybciej: ⁵²⁹

---

⁵²⁴ Chechik, VO; Bobylev, V.A. Acta Chem. Scand. B , 1994 , 48, 837.
⁵²⁵ Rao, TAK JAK; Paknikar, S.K .; Kirtane, J.G. Czworościan 1983 , 39, 2323; Behrens, C.H .; Sharpless, K.B. Aldrichimica Acta 1983 , 16, 67; Enikolopiyan, N.S. Pure Appl. Chem. 1976 , 48, 317; Dermer, O.C .; Ham, G.E. Ethylenimine and Other Aziridines , Academic Press, NY, 1969 , pp. 206–273.
⁵²⁶ Biggs, J .; Chapman, N.B .; Finch, A.F .; Wray, V. J. Chem. Soc. B 1971 , 55.
⁵²⁷ Caron M .; Sharpless, K.B. J. Org. Chem. 1985 , 50, 1557. Patrz także, Chong, J.M .; Sharpless, K.B. J. Org. Chem. 1985 , 50, 1560; Behrens, C.H .; Sharpless, K.B. J. Org. Chem. 1985 , 50, 5696.
⁵²⁸ Murphy, DK; Alumbaugh, R.L .; Rickborn, B. J. Jestem. Chem. Soc. 1969 , 91, 2649. Sposób zastępowania tej preferencji można znaleźć w McKittrick, B.A .; Ganem, B. J. Org. Chem . 1985 , 50, 5897.
⁵²⁹ Gao, Y .; Sharpless, K.B. J. Jestem. Chem. Soc. 1988 , 110, 7538; Kim, B.M .; Sharpless, K.B. Czworościan Lett. 1989 , 30, 655.

Referencje

1. Smith, M. March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanism, and Structure , 7th ed .; Wiley: Hoboken, New Jersey, 2013 . ISBN 978-0-470-46259-1.

Zgadzam się z odpowiedzią andselisk. Jednak Ambident Substrates nie są ograniczone do przykładów Marcha podanych w tej odpowiedzi. Substrat, który może działać kolejno albo jako elektrofil nukleofila, jest również nazywany ambident substratem ( Ref.1). Jednym z najlepszych przykładów jest aldehyd octowy lub propanaldehyd w kondensacji aldolowej:

W 2002 roku współpracownicy Barbasa III & zgłosili, że L-proline ( $ \ bf {\ text {cat1}} $ ) może katalizować podwójną kondensację aldehydu propionowego ( $ \ bf {1} $ ), działając kolejno jako pro-nukleofil i elektrofil, wobec innych aldehydów alifatycznych dostarczających laktole, $ \ bf {3} $ , z umiarkowaną wydajnością po wewnątrzcząsteczkowym on miacetalizacja (Schemat B) (odniesienie 2).

Referencje:

1. Céline Sperandio, Jean Rodriguez, Adrien Quintard, " Katalityczne strategie syntezy 1,3-poliolu poprzez tworzenie enancjoselektywnych kaskad wiele funkcji alkoholowych, " Org. Biomol. Chem. 2020 , 18 , 1025-1035 (DOI: 10.1039 / C9OB02675D ).
2. Naidu S. Chowdari, DB Ramachary, Armando Córdova, Carlos F. Barbas III, " Katalizowane proliną asymetryczne reakcje składania: enzymopodobne łączenie węglowodany i poliketydy z trzech substratów aldehydowych, " Tetrahedron Lett. 2002 , 43 (52) , 9591-9595 ( https://doi.org/10.1016/S0040-4039(02) 02412-7 ).