Правила Болдуина для замыкания цикла () — в органической химии набор эмпирических правил, описывающих предпочтительное направление реакций циклизации в алициклических соединениях. Предложены английским химиком Джеком Болдуином в 1976 году.J. E. Baldwin, Rules for Ring Closure, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1976, 734. (Открытый доступ)J. E. Baldwin, et al., Rules for Ring Closure: Ring Formation by Conjugate Addition of Oxygen Nucleophiles, J. Org. Chem., 1977, 42 (24), 3846.
Терминология
При описании своих правил Болдуин использовал следующие аббревиатуры:
размер формируемого цикла обозначается арабской цифрой с последующим дефисом: 3-, 4-, 5-, 6-, 7-;
если в ходе циклизации разрывается химическая связь вне будущего цикла, то такая реакция получает префикс экзо-. Если же разрывается «внутренняя» связь, процесс называется эндо-. Особым случаем являются реакции циклизации, сопровождающиеся одновременным раскрытием другого цикла. В таком случае используется соглашение, показанное на рисунке.
гибридизация электрофильного атома углерода обозначается следующим образом: sp³ — тет (тетрагональный, ), sp² — триг (тригональный, ), sp — диг (дигональный, ).
В зависимости от лёгкости протекания реакции циклизации делятся на выгодные и невыгодные. Данные определения являются относительными. «Невыгодный» процесс вполне возможен, но обычно требует более жёстких условий, чем «выгодный».P. Auvray, P. Knochel, J. F. Normant, 5-Endo-Trigonal ring closures of unsaturated sulfones, Tetrahedron Lett. 1985, 26 (37), 4455-4458.
Правила
Выгодные/невыгодные направления циклизации34567 экзоэндоэкзоэндоэкзоэндоэкзоэндоэкзоэндотет✓✓✓✗✓✗✓триг✓✗✓✗✓✗✓✓✓✓диг✗✓✗✓✓✓✓✓✓✓
Правила Болдуина по своей природе эмпирические и основаны на результатах обобщения множества опубликованных реакций. В настоящее время известны многочисленные отклонения.
Принято считать, что фактором, определяющим ход циклизации, являются стереохимические требования в переходном состоянии процесса. В зависимости от конфигурации электрофильного атома углерода (тет-, триг- или диг-) нуклеофил должен атаковать по строго определённой траектории:
Примеры
В приведённой ниже реакции выгодный 5-экзо-триг процесс полностью преобладает над невыгодным 5-эндо-триг.
Ключевой стадией полного синтеза алкалоида (+)-преуссина была 5-эндо-диг циклизация под действием ацетата ртути.M. Overhand, S. M. Hecht, A Concise Synthesis of the Antifungal Agent (+)-Preussin, J. Org. Chem. 1994, 59 (17), 4721-4722.
Правила Болдуина для енолятов
Для реакций циклизации, в которых в роли нуклеофила выступает енолят-анион, потребовалось разработать отдельные набор правил и номенклатуру.J. E. Baldwin, L. I. Kruse, Rules for ring closure. Stereoelectronic control in the endocyclic alkylation of ketone enolates, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1977, 233—235. J. E. Baldwin, M. J. Lusch, Rules for ring closure: application to intramolecular aldol condensations in polyketonic substrates, Tetrahedron, 1982, 38 (19), 2939—2947.
Если продукт реакции содержит карбонильную группу вне нового цикла, то такой процесс называется енолэкзо (). Если же после циклизации карбонильная группа оказывается в цикле, то реакция обозначается как енолэндо ().
Правила Болдуина для енолятов выглядят следующим образом:M. B. Smith, J. March, March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 6th ed., Wiley-Interscience, 2007, ISBN 978-0-471-72091-1
Выгодные/невыгодные направления циклизации енолятовенолэндоенолэкзо 3456734567экзо-тет✗✗✗✓✓✓✓✓✓✓экзо-триг✗✗✗✓✓✓✓✓✓✓
Примечания
Категория:Эмпирические правила в органической химии Категория:Физическая органическая химия Болдуина