Reakcja Michaela
Reakcja Michaela to proces chemiczny, w którym kluczowym etapem jest addycja nukleofilowa karboanionu do α,β-nienasyconych związków karbonylowych, a proces ten jest katalizowany zasadowo. Reakcja ta prowadzi do powstania nowego wiązania węgiel-węgiel i jest stosunkowo uniwersalna, chociaż często wymaga bezwodnego środowiska.
Mechanizm reakcji
Mechanizm reakcji Michaela składa się z trzech głównych etapów:
- Tworzenie karboanionu: Kwasowa zasada atakuje związek z aktywną grupą metylenową, co prowadzi do oderwania protonu i powstania karboanionu. Związki te muszą mieć właściwości kwasowe.
- Addycja karboanionu: Powstały karboanion jako silny nukleofil przyłącza się do α,β-nienasyconego związku.
- Utworzenie produktu: Powstaje końcowy produkt, a katalizator zostaje zregenerowany.
Zastosowanie
Reakcja Michaela jest szeroko stosowana w syntezie organicznej do tworzenia wiązań węgiel-węgiel. Możliwe substraty α,β-nienasycone to m.in.:
- cynamonian etylu
- krotonian etylu
- fumaran etylu
- 2-oksocykloheksen
- keton metylowo-winylowy
- nitrostyren
- akrylonitryl
Prekursory karboanionów mogą obejmować:
- malonian dietylu
- fenylooctan etylu
- nitrometan
- malononitryl
- acetyloaceton
- acetylooctan etylu
Ważne jest, aby proces przeprowadzać w bezwodnych warunkach, ponieważ używany katalizator (etanolan sodu) jest wrażliwy na wilgoć.
Asymetryczna reakcja Michaela
W przypadku gdy reakcja prowadzi do powstania nowego centrum stereogenicznego, można uzyskać enancjomery w wyniku użycia chiralnych katalizatorów. Przykłady obejmują addycję nitrometanu do aldehydu trans-cynamonowego.
Reakcja aza-Michaela
Reakcja ta jest wariantem reakcji Michaela, w której amin przyłącza się do związków nienasyconych. Nie wymaga zasadowego katalizatora i może być przeprowadzana w wodzie lub alkoholu.
Reakcja tio-Michaela
Inny wariant reakcji Michaela, gdzie tiol przyłącza się do związków nienasyconych, prowadząc do wytworzenia wiązania węgiel-siarka. Wykorzystuje różnorodne układy katalizator/rozpuszczalnik.
Przypisy
Reakcja Michaela jest istotna w chemii organicznej, zwłaszcza w kontekście sprzęgania węgiel-węgiel.
