西蒙斯–史密斯反应

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Simmons–Smith反应(西蒙斯-史密斯反应)是烯烃炔烃类卡宾英语carbenoid发生反应生成环丙烷环系的有机反应[1][2][3] 此反应以发现者Howard Ensign Simmons, Jr.英语Howard Ensign Simmons, Jr.和R. D. Smith命名。

Simmons-Smith反应机理

这个反应用到的类卡宾试剂称为Simmons-Smith试剂,是个有机锌化合物,通式X(CR1R2)ZnY,一般为碘化碘甲基锌英语iodomethylzinc iodide(ICH2ZnI)。它一般通过1,1-二卤化物与锌铜偶(Zn(Cu))在醚类溶剂中反应制取。最常用的1,1-二卤代烃为二卤甲烷,如二碘甲烷。锌铜偶由锌粉在硫酸铜的酸性溶液中处理活化而得。也可以用二乙基锌代替锌铜偶。

反应中Simmons-Smith试剂可以提前制取,也可以在反应中原位生成而参加反应。与格氏试剂Schlenk平衡类似,Simmons-Smith试剂也存在如下平衡:

\rm \ 2 ICH_2ZnI \ \rightleftharpoons \ (ICH_2)_2Zn \ + \ ZnI_2

应用[编辑]

环己烯与二碘甲烷在锌铜偶的作用下,经过ICH2ZnI这一中间体(类卡宾),可以生成降蒈烷(二环[4.1.0]庚烷)[4][5]

Simmons-Smith反应的例子

Simmons–Smith反应是立体专一顺式加成。通常受位阻效应的影响,反应在双键位阻较小的一侧发生。[6][7] 但是,当双键上连有一个手性碳,该手性碳上又连有羟基取代基时,由于羟基可以与锌配位,反应往往在羟基的同侧发生,尽管这时的空阻可能较大:[8]

一个立体选择性的Simmons-Smith反应

Simmons-Smith试剂可以和烯丙基硫醚反应生成叶立德。产物可以发生[2,3]-σ迁移反应英语2,3-sigmatropic rearrangement,得不到环丙烷环系。(试剂过量时,可以进一步反应生成环丙烷环系)[9]

例子:用Simmons-Smith反应生成硫叶立德

不对称Simmons-Smith反应[编辑]

尽管基于重氮化合物的环丙烷环系的不对称合成法早在1966年就已经出现(参见双噁唑啉配体英语bisoxazoline ligand),不对称Simmons–Smith反应却在1992年才得到首次应用。[10] 在该反应中,肉桂醇与二乙基锌,二碘甲烷和一个手性的二磺酰胺二氯甲烷中按照下式进行反应:

不对称Simmons-Smith反应

其中,羟基的存在是锚定锌(决定立体选择性)的前提条件。在另一个十分相似的反应中,用salen作配体,并且加入了路易斯酸DIBAL,如下式所示:[11]

不对称Simmons-Smith反应,由Shitama于2008年完成

参考文献[编辑]

  1. ^ Howard Ensign Simmons, Jr.; Smith, R.D. 4-Substituted-2,3,5-pyrrolidinetriones. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80: 532. doi:10.1021/ja01548a031. .
  2. ^ Simmons, H.E.; Smith, R.D. A New Synthesis of Cyclopropanes. J. Am. Chem. Soc. 1959, 81: 4256. doi:10.1021/ja01525a036. 
  3. ^ Denis, J.M.; Girard, J.M.; Conia, J.M. Improved Simmons-Smith Reactions. Synthesis. 1972, 1972: 549. doi:10.1055/s-1972-21919. 
  4. ^ Smith, R. D.; Simmons, H. E.. "Norcarane". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 855. 
  5. ^ Ito, Y.; Fujii, S.; Nakatuska, M.; Kawamoto, F.; Saegusa, T. (1988). "One-Carbon Ring Expansion Of Cycloalkanones To Conjugated Cycloalkenones: 2-Cyclohepten-1-one". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 327. 
  6. ^ Simmons, H. E. et al.. Org. React. (Review). 1973, 20: 1. 
  7. ^ Girard, C.; Conia, J. M. J. Chem. Res. (S) (Review). 1978: 182. 
  8. ^ Paul A. Grieco, Tomei Oguri, Chia-Lin J. Wang, and Eric Williams. Stereochemistry and total synthesis of (±)-ivangulin. J. Org. Chem. 1977, 42: 4113. doi:10.1021/jo00445a027. 
  9. ^ Cohen, T.; Kosarych, Z. Complete regio- and stereospecificity in the Lewis acid catalyzed Diels-Alder reactions of (Z)-2-methoxy-1-(phenylthio)-1,3-butadienes. Conversion of the CS configuration of an adduct to the CC configuration at the allylic position by a [2,3] sigmatropic rearrangement. J. Org. Chem. 1982, 47: 4005. doi:10.1021/jo00141a047. 
  10. ^ Hideyo Takahashi, Masato Yoshioka, Masaji Ohno and Susumu Kobayashi. A catalytic enantioselective reaction using a C2-symmetric disulfonamide as a chiral ligand: cyclopropanation of allylic alcohols by the Et2Zn-CH2I2-disulfonamide system. Tetrahedron Letters. 1992, 33 (18): 2575–2578. doi:10.1016/S0040-4039(00)92246-9. 
  11. ^ Hiroaki Shitama and Tsutomu Katsuki. Asymmetric Simmons–Smith Reaction of Allylic Alcohols with Al Lewis Acid/N Lewis Base Bifunctional Al(Salalen) Catalyst. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47: 2450. doi:10.1002/anie.200705641. 

外部链接[编辑]