Claiseni kondensatsioon

Claiseni kondensatsioon on süsinik-süsinik sideme moodustamise reaktsioon (mitte segamini ajada Claiseni ümberasetumisega). Tegemist on reaktsiooniga kahe estri või estri ning karbonüülse ühendi vahel. Reaktsioon vajab katalüsaatoriks tugevat alust. Saaduseks on β-ketoester või β-diketoon. ^[1] Reaktsioon on nimetuse saanud Rainer Ludwig Claiseni auks, kes publitseeris oma töö aastal 1887. ^[2][3][4]

Claiseni kondensatsiooni skeem

Tingimused

Reaktsiooni toimumiseks peab reagendil olema α-vesinik ning võime minna üle deprotoneeritud enolaataniooniks. On mitmeid erinevaid kombinatsioone enoolsetest ning mitteenoolsetest karbonüülsetest ühenditest, mis võivad võtta osa erinevat tüüpi Claiseni kondensatsioonidest.

Katalüsaatorina kasutatav tugev alus ei tohi interakteeruda reaktsioonitsentriga. Vastasel juhul toimuks nukleofiilne asendumine või liitumine karbonüülsele süsinikule. Sel põhjusel kasutataksegi tihti konjugeeritud naatriumalkoksiidi (enamasti naatriumetoksiid etanooli keskkonnas) alkoholi sidumiseks. Erinevates Claiseni kondensatsioonireaktsioonides kasutatakse nukleofiilsustsentrita aluseid reagendi enolisatsiooni soodustamiseks. Tuntuim on liitiumdiisopropüülamiid (LDA). Kõige sagedamini kasutatakse LDAd klassikalistes Claiseni või Dieckmanni kondensatsioonides elektrofiilse estri enolisatsiooniks.

Ester peab sisaldama kergesti lahkuvat alkoksürühma. Enim kasutatavamad estrid on metüül- ja etüülestrid, millest tekivad metoksiid ning etoksiid.

Liigid

• Klassikaline Claiseni kondensatsioon – kahe estri vaheline reaktsioon, kusjuures mõlemad peavad omama enoolrühma.

• Claiseni „ristuv“ kondensatsioon, kus üks ester/ketoon on enoliseerumisvõimeline ning teine mitte.

• Dieckmanni kondensatsioon – kahe estri intramolekulaarne reaktsioon, mille tulemusel saadakse tsükliline β-ketoester. Tekkiv tsükkel ei tohi olla pingestatud ning on seetõttu enamasti 5- või 6-lülilised.

Mehhanism

Reaktsioon toimub mitmeetapilisena. Esimeses etapis elimineerib tugev alus α-prootoni. Tekib enolaatioon, mille stabiilsuse tagab elektronide delokalisatsioon. Järgmisena atakeerib enolaatioon karbonüülse süsiniku. Alkoksürühm on elimineeritud alkoksiidi (re)genereerimise tulemusena. Alkoksiid lõhub äsjamoodustunud α-prootoni (α-vesiniku) sideme tugevalt resonantsstabiliseeritud enolaatanioonilt. Viimases etapis lisatakse hapet (näiteks väävelhape või fosforhape) enolaadi ning aluse jääkide neutraliseerimiseks. Uus tekkinud β-ketoester või β-diketoon on isoleeritud. Oluline on jälgida täpset stöhhiomeetriat, et tagada kahekordne prootoni eemaldamine. Vastasel juhul toimuks termodünaamiliselt soodustatud vastupidine reaktsioon. Claiseni kondensatsiooni ei toimu lähteühenditega, millel on ainult üks α-vesinik, kuna viimane etapp nõuab β-ketoestri deprotoneerimist.

Animatstioon

Viited

1. Carey, F. A. (2006). Organic Chemistry (6th ed.). New York, NY: McGraw-Hill. ISBN 0-07-111562-5.
2. Claisen, L.; Claparede, A. (1881). "Condensationen von Ketonen mit Aldehyden". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 14 (2): 2460–2468. DOI:10.1002/cber.188101402192.
3. Claisen, L. (1887). "Ueber die Einführung von Säureradicalen in Ketone". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 20 (1): 655–657. DOI:10.1002/cber.188702001150.
4. Hauser, C. R.; Hudson, B. E. Jr. (1942). "The Acetoacetic Ester Condensation and Certain Related Reactions". Organic Reactions. 1. DOI:10.1002/0471264180.or001.09.