上世紀五十年代,C.A.Grob第一次系統的研究了一些含有特定的碳和雜原子(如B, O,N, S, P,鹵素)鍵的分子的異裂反應,此類裂解反應被稱為Grob裂解反應,此反應會生成三個裂解片段。分子通式“a-b-c-d-X” 代表三個未裂解前的片段:1)“a-b”是離電體,其離去時不帶電子對,離去后形成離電體片段;2)“c-d”反應后會形成含有不飽和鍵的產物;3)“X”是離核體,其帶有一對孤電子對離去。常見的離電體產物有羰基化合物,二氧化碳,亞胺基,碳正離子和酰基正離子,烯烴,和氮氣分子。
“b”原子的所帶的正電荷的穩定性和“a”原子的誘導效應共同決定離電體的形成的難易程度。不飽和片段產物通常是烯烴,炔烴,亞胺,腈,而離核體片段通常有鹵素,羧酸離子和磺酸離子。在裂解發生前如果離核體含有一個電荷(如重氮離子),可以加快b-c 和 d-X 鍵的斷裂。

此反應常常伴隨有副反應,如取代反應,消除反應和關環反應。此反應在有機合成中非常有用,特別是在剛性二環或多環化合物中,通常會以協同方式發生并有很高的立體異構選擇性,因此產物的立體化學結果是可以預測的。
反應機理:
像Grob裂解反應此類的異裂反應有很多機理,具體的機理與底物的結構,空間位阻和底物帶電荷情況有關。主要有三種機理:1)協同裂解,a=b 形成,X 片段離去和c=d 鍵的形成是同時進行的;2)開始X 片段先離去,然后a=b片段從碳正離子中間體上離去;3)a=b片段先離去,X從碳負離子中間體上離去(此類機理很少發生)。
協同機理對剛性結構和立體化學結構要求很高,因為五個原子需要處在原子軌道重疊的的過渡態。協同機理常發生在剛性多環體系中,在此類分子中Grob裂解的協同機理反應速率比非協同機理明顯提高(frangomeric effect)。當底物的立體化學結構有環張力不能按協同機理裂解時,就可能發生所謂的順式裂解(syn fragmentation)或發生副反應(如消除)。

反應實例:



參考文獻:
StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis, László Kürti and BarbaraCzakó, Grob fragmentations, page 190-191.







