ACYLOIN CONDENSATION

1. Khái quát

         Phản ứng acyloin condensation (ngưng tụ acyloin) là phản ứng khử-ghép của ester, sử dụng kim loại sodium nhằm tạo ra acyloin (α-hydroxy ketone). Phản ứng này lần đầu tiên được Louis Bouveault và Gustave Louis Blanc báo cáo vào năm 1903. Phản ứng acyloin condensation tạo ra acyloin bằng cách xử lý ester với sodium nóng chảy trong dung môi xylene nóng. Sau đó, các dẫn xuất disodium acyloin được acid hóa, từ đó hình thành các acyloin tương ứng. Các hợp chất acyloin là chất trung gian quan trọng trong tổng hợp hữu cơ. Phản ứng acyloin condensation được thực hiện với các hợp chất diester thì sẽ thu được các acyloin vòng. Đây là phương pháp hiệu quả để thực hiện các phản ứng đóng vòng có từ 10 nguyên tử carbon trở lên; thực tế, người ta đã có thể thực hiện phản ứng đóng vòng lên đến 34 nguyên tử carbon bằng cách vận dụng phản ứng này. Phản ứng ngưng tụ acyloin được thực hiện trong môi trường trơ, vì các acyloin và anion của chúng đều rất dễ bị oxi hóa. Đối với các vòng nhỏ (kích thước vòng: 4-6 nguyên tử carbon), hiệu suất phản ứng được cải thiện đáng kể khi có mặt TMSCl và sử dụng siêu âm (ultrasound). Việc bổ sung TMSCl làm tăng hiệu suất của phản ứng bằng cách ngăn ngừa các phản ứng phụ khác như tách loại β, ngưng tụ Claisen hoặc ngưng tụ Dieckmann. Các bis-silyloxyalkene thu được có thể được phân lập hoặc chuyển thành các acyloin bằng các phản ứng thủy phân đơn giản.

2. Cơ chế

Đầu tiên, kim loại sodium phản ứng với ester thông qua quá trình trao đổi đơn điện tử (SET viết tắt của single-electron transfer) để tạo ra anion gốc, anion gốc này sau đó dimer hóa thành dialkoxy dianion. Tiếp theo, sự tách loại hai anion alkoxide sẽ tạo ra diketone. Sau đó là quá trình khử tiếp theo (chuyển electron từ kim loại natri sang diketone); từ đó, hình thành một dianion mới mà sau khi xử lý bằng axit sẽ tạo ra enediol. Cuối cùng, enediol tự tautomer hóa thành để chuyển thành dạng acyloin bền vững hơn.

3. Ứng dụng

Vào cuối năm 1989, J. Salaün (đại học Paris-Sud, Pháp) và các cộng sự đã nghiên cứu quá trình ngưng tụ acyloin và tạo vòng của ester cacboxylic được thúc đẩy bởi siêu âm. Kết quả của nghiên cứu đó được trình bày trong bảng dưới đây.

Dưới đây là bài tập vận dụng phản ứng acyloin condesation và đáp án do ChemElite biên soạn.