除了Friedel-Crafts酰基化反应,你还应该知道的酰基化反应

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Houben-Hoesch反应


上世纪初Friedel-Crafts酰基化反应和Gattermann甲酰化反应已经广泛应用于制备芳基酮和芳基醛。但是对于一些高活性(富电子)的底物(如多酚类化合物)要得到单酰基化产物几乎不可能,Friedel-Crafts酰基化反应通常会引入多个酰基。1915年,K. Hoesch对Gattermann甲酰化反应进行了扩展,利用腈替换氢氰酸,相对酸性较弱的氯化锌替换氯化铝,可以方便的制备芳基酮。十年后 J. Houben对此酮合成方法应用范围进行了更加详细的研究,发现多酚和多酚醚类底物都可以用于此反应。酚或酚醚和腈类化合物在酸催化下进行酰基化的反应被称为Houben-Hoesch反应

反应特点
一、只有高活性的二取代芳基化合物才能进行此反应(至少有一个取代基是酚羟基或烷氧基);二、芳基化合物可以是杂环芳基化合物,如吡咯、吲哚和呋喃都可以进行此反应;三、各种腈都可以用于此反应:脂肪腈、芳基腈和取代烷基腈(如α-卤代腈,α-羟基腈,α-烷氧基腈,α-酰氧基腈);四、脂肪腈产率高于芳基腈;五、芳基腈邻位不能有强吸电子基团,否则不反应,但间位取代基不影响反应活性;六、腈是以其HCl盐的形式引入;七、氯化锌是最常用的Lewis酸,对于一些强富电子底物(如间苯三酚),无Lewis酸也能反应;八、反应后处理前的产物为亚胺盐酸盐,水解后得到芳基酮。
Houben-Hoesch反应最重要的改进法:一、利用三氯乙腈作为底物,非活化的芳基化合物也能进行酰基化;二、利用BCl3作为Lewis酸催化芳胺进行此反应,可以高区域选择性地邻位进行酰基化【J. Org. Chem. 1979, 44, 578-586】。

反应机理
腈先与酸进行络合得到亚胺正离子,然后对苯环进行亲电取代,得到亚胺盐酸盐,水解得到酮。


反应实例
Aust. J. Chem. 1982, 35, 1451-1468】


Tetrahedron Lett. 1994, 35, 6347-6350】

Synthesis 1999, 751-753】


Phytochemistry  2002, 60, 205-211】

J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5294-5303】


J. Labelled Compd. Radiopharm. 2006, 49, 615-622】

ARKIVOC 2008, (6), 42-51】


J. Org. Chem. 2013, 15, 528-530

Kurt Hoesch (1882-1932) 生于德国Krezau,在柏林师从Emil Fischer。一战期间,在土耳其伊斯坦布尔大学担任化学教授,战后,放弃科学研究事业,从商。

相关文献
1. (a) Hoesch, K. Ber. 1915, 48, 1122-1133. 
(b) Houben, J. Ber. 1926, 59, 2878-2891.
2. Yato, M.; Ohwada, T.; Shudo, K. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 691-692.
3. Rao, A. V. R.; Gaitonde, A. S.; Prakash, K. R. C.; Rao, S. P. Tetrahedron Lett. 1994, 35, 6347-6350.
4. Sato, Y.; Yato, M.; Ohwada, T.; Saito, S.; Shudo, K. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117,3037-3043.
5. Kawecki, R.; Mazurek, A. P.; Kozerski, L.; Maurin, J. K. Synthesis 1999, 751-753.
6. Udwary, D. W.; Casillas, L. K.; Townsend, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5294-5303.
7. Sanchez-Viesca, F.; Gomez, M. R.; Berros, M. Org. Prep. Proc. Int. 2004, 36, 135-140.
8. Wager, C. A. B.; Miller, S. A. J. Labelled Compd. Radiopharm. 2006, 49, 615-622.
9. Black, D. St. C.; Kumar, N.; Wahyuningsih, T. D. ARKIVOC 2008, (6), 42-51.
10. Zhao, B.; Hao, X.-Y.; Zhang, J.-X.; Liu, S.; Hao, X.-J. J. Org. Chem. 2013, 15, 528-530.

参考资料
一、Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Houben-Hoesch reaction,page 216-217.
二、Name Reactions (A Collection of Detailed Reaction Mechanisms), Jie Jack Li, Houben-Hoesch reaction,page 325-326.


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