Claisenův přesmyk je chemická reakce sloužící k tvorbě vazeb uhlík-uhlík, při níž allylvinylether zahříváním iniciuje [3,3]-sigmatropní přesmyk za vzniku γ,δ-nenasycené karbonylové sloučeniny. Jedná se o první popsaný případ [3,3]-sigmatropního přesmyku. Touto reakcí se zabývalo několik studií.Hiersemann, M.; Nubbemeyer, U. (2007) The Claisen Rearrangement. Wiley-VCH. střed|300x300px|Claisenův přesmyk
Mechanismus Claisenův přesmyk je exotermní pericyklická reakce. Podle Woodwardových–Hoffmannových pravidel je suprafaciální. Kinetika odpovídá reakci prvního řádu, přeměna probíhá přes uspořádaný cyklický přechodný stav a je vnitromolekulární. Možnost mezimolekulárního mechanismu byla experimentálně vyloučena. Na průběh Claisenova přesmyku mají významný vliv vlastnosti rozpouštědla, v polárních rozpouštědlech probíhá rychleji. Použití rozpouštědel vytvářejících vodíkové vazby vede k nejrychlejšímu průběhu reakce; například ve směsi vody a ethanolu bývají rychlostní konstanty desetkrát vyšší než v sulfolanu. Trojvazné organohlinité sloučeniny, jako je trimethylhliník, také mohou urychlovat Claisenovy přesmyky.
Varianty
Aromatický Claisenův přesmyk Prvním popsaným Claisenovým přesmykem byl [3,3]-sigmatropní přesmyk allylfenyletheru na meziprodukt 1, který se rychle tautomeroval na ortho-substituovaný fenol:
střed|350px|Příklad Claisenova přesmyku
Regioselektivitu tohoto přesmyku ovlivňuje substituce do polohy meta. Pokud je například v poloze meta skupina snižující elektronovou hustotu (například bromid), tak řídí přesmyk do polohy ortho (71 % ortho produktu), zatímco skupina dodávající elektrony (jako je methoxy), jej řídí do polohy para (69 % para produktu). Přítomnost ortho-substituentů vede výhradně k para-substituovaným produktům.
střed|600x600px|Aromatický Claisenův přesmyk u reaktantu se substituentem v pozici ortho
Pokud je na pozici ortho či para návázána aldehydová nebo karboxylová skupina, tak se působením allylového vedlejšího řetězce odštěpí, přičemž se uvolní oxid uhelnatý nebo oxid uhličitý.
Bellusův–Claisenův přesmyk Bellusův–Claisenův přesmyk je reakce allyletherů, aminů a thioetherů s keteny za vzniku γ,δ-nenasycených esterů, amidů a thioesterů. Objevil ji D. Bellus v roce 1979 a využil k získání meziproduktu při syntéze pyrethroidového insekticidu. Při této reakci se často používají halogenované keteny (R1, R2), protože jsou silnými elektrofily. K odstranění vzniklých α-halogenesterů, amidů a thioesterů lze použít řadu různých postupů.
střed|500x500px|Bellusův–Claisenův přesmyk
Eschenmoserův–Claisenův přesmyk Eschenmoserův–Claisenův přesmyk nastává při zahřívání allylalkoholů za přítomnosti dimethylacetalu N,N-dimethylacetamidu, produkty jsou γ,δ-nenasycené amidy. Tento postup vyvinul roku 1964 Albert Eschenmoser. Eschenmoserův-Claisenův přesmyk se možné používá během totální syntézy morfinu.
střed|400x400px|Eschenmoserův-Claisenův přesmyk
Mechanismus:
střed|700x700px|Mechanismus Eschenmoserova–Claisenova přesmyku
Irelandův–Claisenův přesmyk
Irelandův–Claisenův přesmyk je reakce allylkarboxylátu se silnou zásadou (například diisopropylamidem lithným) za vzniku γ,δ-nenasycené karboxylové kyseliny. Meziproduktem je silylketenacetal vzniklý zachycením lithného enolátu chlortrimethylsilanem. Podobně jako výše popsaný Bellusův-Claisenův přesmyk probíhá při pokojové nebo vyšších teplotách. Z E--silylketenacetalů se tvoří anti a ze Z-reaktantů syn-produkty. Bylo popsáno mnoho případů enantioselektivních Irelandových-Claisenových přesmyků, při kterých byly použity například chirální borité reaktanty jako chirální pomocníci.
střed|500x500px|Irelandův–Claisenův přesmyk
Johnsonův–Claisenův přesmyk Johnsonův–Claisenův přesmyk je reakce allylových alkoholů s orthoestery za vzniku γ,δ-nenasycených esterů. Jako katalyzátory se používají slabé kyseliny, jako je například kyselina propionová. Reakce obvykle probíhá za vysokých teplot (100 až 200 °C) a může trvat 10 až 120 hodin.
Při zahřívání reakční směsi za účasti mikrovln a přítomnosti hexafluorokřemičitanu draselného nebo kyseliny propionové se vyznačuje mnohem rychlejším průběhem i lepší výtěžností.
střed|500px|Johnsonův–Claisenův přesmyk
Mechanismus:
střed|900px|Mechanismus Johnsonova–Claisenova přesmyku
Fotochemický Claisenův přesmyk Claisenův přesmyk aryletherů lze také provést jako fotochemickou reakci; přitom oproti ortho produktu tepelné reakce ([3,3]-přesmyku) vzniká též para produkt (výsledek [3,5]-přesmyku) i jiné izomery (například [1,3]- a [1,5]-produkty) a může dojít k odštěpení etherové skupiny a k tvorbě i alkyletherových produktů. Fotochemická varianta probíhá postupným mechanismem, kdy po radikálovém štěpení vazeb následuje tvorba nových vazeb, namísto pericyklického, což rozšiřuje spektrum použitelných substrátů a získatelných produktů. [1,3] a [1,5] fotochemické Claisenovy přesmyky jsou podobné fotochemickým Friesovým přesmykům arylesterů a podobných acylových sloučenin.
Claisenovy přesmyky heterocyklických sloučenin
Aza přesmyky Iminiové ionty lze použít jako skupiny obsahující vazby pí.
střed|550px|Příklad aza Claisenova přesmyku
Oxidace chromem Sloučeniny chromu mohou oxidovat allylalkoholy na α,β-nenasycené ketony s násobnými vazbami na opačné straně molekuly oproti poloze původní alkoholové skupiny; přeměna probíhá soustředěným mechanismem, i když se zde objevují mechanistické rozdíly, protože atom chromu má volné orbitaly d, čímž umožňuje, aby reakce proběhla s méně omezenou geometrií.
střed
Chenova–Mappova reakce Chenova–Mappova reakce, také nazývaná jako [3,3]-fosforimidátový přesmyk nebo Staudingerova–Claisenova reakce, spočívá v použití fosfitu místo alkoholu a využívá výhody Staudingerovy reakce k jeho přeměně na imin. Následující Claisenův přesmyk je usnadněn tím, že dvojná vazba P=O je energeticky výhodnější než vazba P=N.
střed|Chenova-Mappova reakce
Overmanův přesmyk Overmanův přesmyk je varianta Claisenova přesmyku používaná k přeměně allyltrichloracetimidátů na allyltrichloracetamidy.
500px|střed|Overmanův přesmyk
Overmanův přesmyk je možné použít na přípravu vicinoldiaminosloučenin z 1,2-vicinálních allyldiolů.
Zwitteriontový Claisenův přesmyk Na rozdíl od ostatních druhů Claisenova přesmyku, při nichž je nutné reakční směs zahřívat, probíhají zwitteriontové Claisenovy přesmyky za pokojové nebo i nižší teploty. Acylované amoniové kationty reagují velmi selektivně s Z-enoláty za mírných podmínek.
600px|střed|Zwitteriontový Claisenův přesmyk
V přírodních procesech Enzym chorismátmutáza (EC 5.4.99.5) katalyzuje Claisenův přesmyk chorismátu na prefenát, který je meziproduktem biosyntézy fenylalaninu a tyrosinu.
střed|400px|Chorizmátmutáza katalyzuje Claisenův přesmyk
Odkazy Reference
Související články Claisenova kondenzace Carrollův přesmyk Copeův přesmyk
Externí odkazy
Kategorie:Přesmykové reakce Kategorie:Substituční reakce Kategorie:Reakce vytvářející vazbu uhlík-uhlík Kategorie:Jmenné reakce