Reakcja kondensacji aldolowej

Co to jest reakcja kondensacji?

Reakcja  kondensacji aldolowej to reakcja organiczna wprowadzona przez Charlesa Wurtza, który po raz pierwszy przygotował aldehyd β-hydroksylowy z aldehydu octowego w 1872 roku.¹ W kondensacji aldolowej jon enolanowy reaguje ze związkiem karbonylowym w obecności katalizatora kwasowo-zasadowego, tworząc β-hydroksyaldehyd lub β-hydroksyketon, po czym następuje odwodnienie w celu otrzymania sprzężonego enonu. Jest to użyteczna reakcja tworzenia wiązania węgiel-węgiel. Podstawowe etapy reakcji kondensacji aldolowej są następujące:

1. Aldol (aldehyd + alkohol) .reakcja - reakcja enolanu aldehydu (lub ketonu) z inną cząsteczką aldehydu (lub ketonu) w obecności NaOH lub KOH z utworzeniem β-hydroksyaldehydu (lub ketonu).

2. Reakcja odwodnienia/eliminacji - Polega na usunięciu cząsteczki wody z aldehydu β-hydroksylowego (lub ketonu) z wytworzeniem aldehydu α,β-nienasyconego lub ketonu α,β-nienasyconego. 

Środki ostrożności

Informacje dotyczące zagrożeń i bezpiecznego obchodzenia się z produktem znajdują się w karcie charakterystyki.

Zastosowania

Reakcja kondensacji aldolowej może być stosowana do następujących syntez:

• Enzymatyczna synteza kwasów tłuszczowych.²
• Bardzo zwięzła synteza epothilonu B.³
• Opracowanie (E)-6-(2,2,3-trimetylo-cyklopent-3-enylo)-heks-4-en-3-onu.⁴
• Synteza polimerów poli(aldehydu glutarowego).⁵
• Stereoselektywna synteza (±)-efedryny.⁶
• Synteza licznych antybiotyków makrolidowych i jonoforowych (produkty naturalne).⁷
• Całkowita synteza distomadyn A i B, dwóch strukturalnie unikalnych tetracyklicznych chinolonów.⁸

Najnowsze badania i trendy

• Rozpuszczalne w wodzie kaliks[n]areny zostały wykorzystane jako katalizatory odwrotnego przeniesienia fazowego w kondensacjach aldolowych i reakcjach addycji Michaela aktywowanych związków metylowych i metylenowych.⁹
• Katalizator zawierający jony cezu, na mezoporowatym nośniku molekularnym SBA-15, został zastosowany do kondensacji aldolowej octanu metylu z formaldehydem.¹⁰
• Organokatalityczna asymetryczna reakcja aldolowa cykloheksanonu z p-nitrobenzaldehydem w wodzie została opisana.¹¹
• Jednogarnkowa reakcja kaskadowa katalizowana Cu eteryfikacji/aldolu kondensacji daje laktamy dibenzoksepinowe.¹²
• Synteza serii diprenylowanych i digeranylowanych analogów chalkonu poprzez alkilowanie, regioselektywne jodowanie, kondensację aldolową, sprzęganie Suzuki i [1,3]-sigmatropowe przegrupowanie.¹³
• Sekwencja domino addycji Michaela i kondensacji aldolowej acenaftenochinonu z acetofenonem w obecności KOH w rozpuszczalniku metanolowym prowadzi do tworzenia różnych adduktów 2:2.¹⁴
• Kondensacja aldolowa 4-izopropylobenzaldehydu i propanalu została przeprowadzona przy użyciu funkcjonalizowanego MCM-41.¹⁵

Referencje

1. Nielsen AT, Houlihan WJ. The Aldol Condensation.1-438. https://doi.org/10.1002/0471264180.or016.01

2. Brady RO. 1958. The Enzymatic Synthesis of Fatty Acids by Aldol Condensation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 44(10):993-998. https://doi.org/10.1073/pnas.44.10.993

3. Balog A, Haris C, Savin K, Zhang X, Chou T, Danishefsky S. 1998. Angew. Chem. Int. Ed.. 372675.

4. Badía C, Castro J, Linares-Palomino P, Salido S, Altarejos J, Nogueras M, Sánchez A. (E)-6-(2,2,3-Trimethyl-cyclopent-3-enyl)-hex-4-en-3-one. Molbank. 2004(1):M388. https://doi.org/10.3390/m388

5. Tashima T, Imai M, Kuroda Y, Yagi S, Nakagawa T. 1991. Structure of a new oligomer of glutaraldehyde produced by aldol condensation reaction. J. Org. Chem.. 56(2):694-697. https://doi.org/10.1021/jo00002a038

6. Heathcock CH, Buse CT, Kleschick WA, Pirrung MC, Sohn JE, Lampe J. 1980. Acyclic stereoselection. 7. Stereoselective synthesis of 2-alkyl-3-hydroxy carbonyl compounds by aldol condensation. J. Org. Chem.. 45(6):1066-1081. https://doi.org/10.1021/jo01294a030

7. Masamune S, Choy W, Kerdesky Francis A. J., Imperiali B. 1981. Stereoselective aldol condensation. Use of chiral boron enolates. J. Am. Chem. Soc.. 103(6):1566-1568. https://doi.org/10.1021/ja00396a050

8. Jolibois AER, Lewis W, Moody CJ. 2014. Total Synthesis of (±)-Distomadines A and B. Org. Lett.. 16(4):1064-1067. https://doi.org/10.1021/ol403598k

9. Shimizu S, Shirakawa S, Suzuki T, Sasaki Y. 2001. Water-soluble calixarenes as new inverse phase-transfer catalysts. Their application to aldol-type condensation and Michael addition reactions in water. Tetrahedron. 57(29):6169-6173. https://doi.org/10.1016/s0040-4020(01)00572-5

10. Yan J, Zhang C, Ning C, Tang Y, Zhang Y, Chen L, Gao S, Wang Z, Zhang W. 2015. Vapor phase condensation of methyl acetate with formaldehyde to preparing methyl acrylate over cesium supported SBA-15 catalyst. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 25344-351. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.11.014

11. Mase N, Nakai Y, Ohara N, Yoda H, Takabe K, Tanaka F, Barbas CF. 2006. Organocatalytic Direct Asymmetric Aldol Reactions in Water. J. Am. Chem. Soc.. 128(3):734-735. https://doi.org/10.1021/ja0573312

12. Lim HS, Choi YL, Heo J. 2013. Synthesis of Dibenzoxepine Lactams via a Cu-Catalyzed One-Pot Etherification/Aldol Condensation Cascade Reaction: Application toward the Total Synthesis of Aristoyagonine. Org. Lett.. 15(18):4718-4721. https://doi.org/10.1021/ol402036t

13. Wang H, Zhang L, Liu J, Yang Z, Zhao H, Yang Y, Shen D, Lu K, Fan Z, Yao Q, et al. 2015. Synthesis and anti-cancer activity evaluation of novel prenylated and geranylated chalcone natural products and their analogs. European Journal of Medicinal Chemistry. 92439-448. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2015.01.007

14. Domino reaction sequences leading to the formation of 2:2 adducts between acenaphthenequinone and acetophenone. 2014(6):127. https://doi.org/10.3998/ark.5550190.p008.834

15. Vrbková E, Vyskocilová E, Cerveny L. 2015. Functionalized MCM-41 as a catalyst for the aldol condensation of 4-isopropylbenzaldehyde and propanal. Reac Kinet Mech Cat. 114(2):675-684. https://doi.org/10.1007/s11144-014-0811-2