Dowdovo–Beckwithovo rozšiřování kruhů

Dowdovo–Beckwithovo rozšiřování kruhů je organická reakce cyklických karbonylových sloučenin (nejčastěji β-ketonových esterů), při které je jejich kruhy rozšiřují radikálovou reakcí přes α-alkylhalogenový substituent až o 4 atomy uhlíku.[1][2][3]

Jako radikálový iniciátor se používá azobisizobutyronitril s tributylcínem.[4]

Cyklický β-ketoester lze získat Dieckmannovou kondenzací. Při původní reakci byla provedena nukleofilní substituční reakce enolátu ethylcyklohexanon-2-karboxylátu s 1,4-dijodbutanem a hydridem sodným, následovaná rozšířením kruhu na ethylcyklodekanon-6-karboxylát. Vedlejší reakcí byla redukce jodalkanu.

Mechanismus

Mechanismus Dowdova-Beckwithova rozšiřování kruhů
Mechanismus Dowdova-Beckwithova rozšiřování kruhů

Při této reakci se vytvoří bicyklický meziprodukt. Reakce začíná tepelným rozkladem azobisizobutyronitrilu. Vzniklé radikály odštěpují vodík z tributylcínu za vzniku tributylcínových radikálů, jež následně odštěpují atomy halogenu a vytváří tím alkylové radikály. Tyto radikály reagují s karbonylovou skupinou bicyklického ketylu. Takto vzniklý meziprodukt se poté přesmykuje a zároveň dochází k rozšíření kruhu za vzniku nového uhlíkatého radikálu, jenž se rekombinuje s protonovým radikálem z tributylcínu.

Vedlejší reakce

Vedlejší reakcí při Dowdových-Beckwithových rozšiřováních kruhů jsou redukce halogenalkanů na nasycené alkylové skupiny. Výtěžnost reakce výrazně záleží na dostupnosti karbonylové skupiny.[5] Také mohou probíhat reakce alkylových radikálů s karboxylovou skupinou esteru, které ale mají velkou aktivační energii.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Dowd–Beckwith ring-expansion reaction na anglické Wikipedii.

  1. ↑ Free radical ring expansion by three and four carbons Paul Dowd, Soo Chang Choi; Journal of the American Chemical Society; 1987; 109(21); 6548–6549 DOI:10.1021/ja00255a071Je zde použita šablona {{DOI}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
  2. ↑ A new tributyltin hydride-based rearrangement of bromomethyl .beta.-keto esters. A synthetically useful ring expansion to .gamma.-keto esters Paul Dowd, Soo Chang Choi; Journal of the American Chemical Society; 1987; 109(11); 3493–3494. DOI:10.1021/ja00245a069Je zde použita šablona {{DOI}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
  3. ↑ Rearrangement of suitably constituted aryl, alkyl, or vinyl radicals by acyl or cyano group migration Athelstan L. J. Beckwith, D. M. O'Shea, Steven W. Westwood; J. Am. Chem. Soc.; 1988; 110(8); 2565–2575. DOI:10.1021/ja00216a033Je zde použita šablona {{DOI}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
  4. ↑ Tushar Singha; Abdur Rouf Samim Mondal; Suparnak Midya; Durga Prasad Hari. The Dowd‐Beckwith Reaction: History, Strategies, and Synthetic Potential. Chemistry – A European Journal. 2022. Dostupné online. ISSN 0947-6539. DOI 10.1002/chem.202202025. PMID 35912997. 
  5. ↑ Three-Carbon Dowd–Beckwith Ring Expansion Reaction versus Intramolecular 1,5-Hydrogen Transfer Reaction: A Theoretical Study Diego Ardura and Tomás L. Sordo The Journal of Organic Chemistry; 2005; 70(23) pp. 9417–9423; DOI:10.1021/jo051551gJe zde použita šablona {{DOI}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.