15.19 : Внутримолекулярная альдольная реакция

Внутримолекулярная альдольная реакция происходит в дикарбонильных соединениях, таких как диальдегиды, дикетоны и кетоальдегиды. Дикарбонильные соединения содержат более одного нуклеофильного ⍺ углерода, позволяющего основанию депротонироваться и образовывать еноляты. Например, в симметричных дикетонах четыре атома углерода ⍺. Следовательно, при обработке основанием возможны четыре типа енолятов. Однако, поскольку молекула симметрична, еноляты, образующиеся по обе стороны от одной карбонильной группы, эквивалентны енолятам, образующимся по обе стороны от другой карбонильной группы. Это показано на рисунке 1, где енолят, полученный из углерода 1, эквивалентен 6, а углерод 3 эквивалентен 4, что приводит к двум возможным различным внутримолекулярным нуклеофильным атакам.

Рисунок 1. Возможные еноляты симметричного дикетона.

Как показано на рисунке 2, существуют две возможные внутримолекулярные нуклеофильные атаки. Атака карбонильного углерода 5 енолятом, образующимся при углероде 1, приводит к образованию стабильного пятичленного кольца. Напротив, атака карбонильного углерода 2 енолятом, образующимся у углерода 4, приводит к образованию трехчленного кольца. Поскольку трехчленное кольцо подвергается деформации, преобладает первая внутримолекулярная атака с образованием циклического пятичленного альдольного продукта, который затем дегидратируется с образованием ненасыщенного циклического продукта.

Рисунок 2. Две возможные внутримолекулярные нуклеофильные атаки в молекуле дикетона.

В кетоальдегидах, которые имеют альдегидную группу на одном конце и кетоновую группу на другом конце, положительный индуктивный эффект алкильных групп делает кетоновую группу менее электроположительной, чем альдегид. Следовательно, как показано на рисунке 3, еноляты, образующиеся рядом с карбонильной группой кетона, атакуют карбонильную группу альдегида с образованием стабильного шестичленного циклического продукта.

Рисунок 3. Внутримолекулярная атака в молекуле кетоальдегида.