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螯合控制手性化學(xué)
我們所使用的還原劑或者親核試劑常常是帶有金屬離子或者有一定的配位性的其他原子,這往往會(huì)通過(guò)配位限制還原構(gòu)象,同時(shí)使整體進(jìn)攻位阻最小的構(gòu)象即最優(yōu)反應(yīng)構(gòu)象:

如之前所言當(dāng)α位置存在諸如羥基等可以與金屬原子配位的基團(tuán)時(shí),螯合效應(yīng)會(huì)迫使羥基與羰基同向共面,這樣親核試劑將會(huì)以Burgi-Dunitz角從小位阻基團(tuán)一側(cè)進(jìn)攻,提供較好的選擇性。
與之類似的是當(dāng)β位置存在可配位基團(tuán),可以形成六元環(huán)椅式配位中間體:

這樣椅式中間體中,小位阻基團(tuán)位于直立鍵、大位阻基團(tuán)位于平伏鍵更加穩(wěn)定,即可有效控制選擇性。
這是一種控制手性的策略,事實(shí)上在沒(méi)有螯合的控制反應(yīng)中存在選擇性,但往往不會(huì)很好,相比之下這種通過(guò)螯合控制的反應(yīng)手性選擇性更好更加可靠。
當(dāng)α位置是一個(gè)環(huán)這種效應(yīng)也相當(dāng)明顯:

這樣由于螯合效應(yīng),F(xiàn)elkin模型做出的預(yù)測(cè)事實(shí)上往往錯(cuò)誤,因?yàn)?strong>螯合模型和Felkin模型所預(yù)測(cè)的產(chǎn)物選擇性剛好相反:


在此類反應(yīng)中使用不同類別的金屬試劑往往也會(huì)得到不同的結(jié)果,這可能是由于配位效應(yīng)的強(qiáng)弱,比如相對(duì)格氏試劑中配位性很強(qiáng)的Mg,鋰試劑中的Li半徑小很難與兩個(gè)氧同時(shí)配位,故螯合效應(yīng)就差得多,選擇性也下降:

其他金屬:

同時(shí)可以看出事實(shí)上溶劑的效應(yīng)并不是很明顯。
不僅如此,配位基團(tuán)上的保護(hù)基往往也會(huì)對(duì)反應(yīng)選擇性產(chǎn)生影響:

可以看出THP會(huì)導(dǎo)致這種配位效應(yīng)被干擾從而抑制了選擇性,這可能是由于THP上的其他氧原子的干擾。
除此之外保護(hù)基效應(yīng)中最出名的即叔丁基硅保護(hù)基,由于其較大的半徑導(dǎo)致氧原子幾乎無(wú)法與其他原子配位,故很難形成合適的螯合中間體,一般按照Felkin模型進(jìn)行相反的選擇性反應(yīng):

類似地對(duì)于二羰基化合物也有類似的效應(yīng):

接下來(lái)介紹一下1,3位點(diǎn)的螯合效應(yīng):
對(duì)一個(gè)β位置含有配位基團(tuán)的物質(zhì):

對(duì)大多數(shù)金屬正常螯合可以給出如下的可能的模型:

這樣的情況下,還原氫或者親核試劑來(lái)源于環(huán)外,羰基氧直接與金屬配位,親核試劑從位阻小的上方進(jìn)攻得到立體選擇性產(chǎn)物。
情況也有例外,當(dāng)還原試劑中心為B時(shí),情況會(huì)變得復(fù)雜的多:

如此例子,硼氫化鈉幾乎無(wú)選擇性,而羧基取代的硼氫化物則顯示了良好的選擇性,這是由于硼氫化鈉的還原性過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致選擇性無(wú)法區(qū)分,而取代后的硼氫化物活性下降反應(yīng)速度變慢,使之有足夠的時(shí)間與羥基配位從而可以進(jìn)行合理選擇性還原:

注意的是羧基取代的硼氫化物還原性能較差,需要在相對(duì)酸性的環(huán)境下才能順利進(jìn)行還原反應(yīng)。
類比于開(kāi)鏈的1,3類羰基,也有類似的反應(yīng)性:

由于B自身配位的飽和性,羰基無(wú)法與之絡(luò)合,故只能按照如上的能量最低構(gòu)型進(jìn)行反應(yīng)。這樣得到的產(chǎn)物一般為與正常螯合效應(yīng)相反選擇性的產(chǎn)物:

類似地,使用硅試劑也有相仿的反應(yīng)選擇性:

氯化錫作為L(zhǎng)ewis酸提升反應(yīng)性。
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人名反應(yīng)
Prins環(huán)化:

這是一個(gè)常見(jiàn)的反應(yīng),是一種在雙鍵上延長(zhǎng)帶有羥基的鏈的方法,不僅如此,利用其反應(yīng)中間體也可以進(jìn)行一系列有創(chuàng)造性的環(huán)構(gòu)筑。
機(jī)理如下:








