Perkin反应 (珀金反应、浦尔金反应)
芳香 醛 与酸酐 在碱性 催化剂 存在下,发生类似羟醛缩合 反应得到 β-芳基 -α,β-不饱和 羧酸 。通常使用与酸酐对应的羧酸盐 作催化剂。
Perkin反应
例如,苯甲醛 与乙酸酐 在乙酸钠 催化下在 170~180°C 沸腾加热5小时,得到肉桂酸 。
反应由英国化学家威廉·珀金 (William Perkin)发现。[ 1] [ 2] 这个反应常用于合成肉桂酸及其同系物 。
综述:[ 3] [ 4] [ 5]
反应机理
羧酸盐的负离子作为质子接受体,与酸酐作用,产生羧酸,同时生成一个羧酸酐的α-负离子,该负离子与醛发生亲核加成 产生烷氧负离子,然后向分子内的羰基进攻,关环,从另一侧开环,得到羧酸根负离子,与酸酐反应产生混酐,这个混酐发生E2消除 ,失去质子及酰氧基,产生一个不饱和的酸酐,它受亲核试剂进攻发生加成-消除 ,再经酸化,最后得到芳基不饱和羧酸,主要是反式 羧酸。[ 6]
Perkin反应的机理
注:Ac = 乙酰基 CH3 C(O)- , Ar = 芳基
底物要求
羰基化合物
Perkin 反应一般只局限于芳香醛类。某些杂环 醛,如呋喃甲醛 [ 7] 能发生反应产生呋喃丙烯酸 ,这个产物是医治血吸虫 病药物呋喃丙胺 的原料。
取代基对 Perkin 反应的影响与取代基的类型和取代位置有关。硝基 和卤素 等吸电子基团 ,无论在苯环任何位置都对反应有促进作用,但在邻位时作用大于间位,间位大于对位。当甲氧基 位于醛基对位时,对反应产率和速度都有不利的影响;但当甲氧基位于邻位时,稍对反应有利。
醛基的间位或对位有羟基 的底物能取得较满意的结果。邻位有羟基的水杨醛 与乙酸酐在乙酸钠作用下,一步就得到香豆素 ,它是顺式香豆酸 的内酯 :
利用Perkin反应制取香豆素
Perkin反应一般是产生含有反式双键的羧酸,产物中两个较大的基团处于反型。上述反应也会产生少量的反式香豆酸(邻羟基肉桂酸),但反式香豆酸不能生成内酯。也可得到反式的酚基氧-乙酰化 衍生物。
芳香二醛,如邻苯二甲醛 、间苯二甲醛 、对苯二甲醛 ,均可发生 Perkin 反应转变为相应的苯二丙烯酸。
脂肪族 亦能进行 Perkin 反应,但反应进行不顺利,产率极低。[ 8] 这是因为脂肪醛活性低和副产物的影响,而较高级的同系物从戊醛 开始又增加了链长所引起的空间阻碍。[ 9]
芳基烷基酮和二芳基酮只能同具有强活泼亚甲基的化合物如苯乙酸 发生反应。
羧酸
Perkin 反应实际上只局限于乙酸 和一取代乙酸。具有一直链烷基取代基的乙酸可得较满意的结果。苯乙酸 和其他芳基乙酸中具有活泼的亚甲基,因此很容易与芳醛发生 Perkin 反应,产物是 α-芳基肉桂酸。丙二酸 也可以在极温和的条件下发生反应。
参见
参考资料
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^ W. H. Perkin F.R.S. On the formation of coumarin and of cinnamic and of other analogous acids from the aromatic aldehydes. J. Chem. Soc. 1877, 31 : 388–427. doi:10.1039/JS8773100388 .
^ Johnson, J. R.; Org. React. 1942 , 1 , 210.
^ House, H. O. Modern Synthetic Reactions (W. A. Benjamin, Menlo Park, California, 2nd ed, 1972) pp 660-663.
^ Rosen, T.; Comp. Org. Syn. 1991 , 2 , 395-408.
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^ Malcolm Crawford, W. T. Little. The inhibiting effect of chain-lengthening on aldehyde reactivity in the Perkin reaction. J. Chem. Soc. 1959: 732–734. doi:10.1039/JR9590000732 .