2,3-비티히 재배열

[2,3]-비티히 재배열()은 알릴 에터가 협동적인 고리형협동반응을 통해 호모알릴 알코올로 변환되는 반응이다. 반응은 협동적으로 일어나므로 높은 수준의 입체 조절을 보이며, 합성 경로 초기에 입체화학을 확립하는 데 사용될 수 있다. 그러나 카르바니온 중간체가 필수적이므로 비티히 재배열에는 강한 염기 조건이 필요하다. 1,2-비티히 재배열은 경쟁적인 과정이다.

 서론 
[2,3]-시그마트로피 자리옮김은 다양한 X 및 Y 그룹(아래 참조)에서 발생한다. X가 탄소 음이온이고 Y가 알콕사이드인 경우, 이 자리옮김은 [2,3]-비티히 재배열이라고 불리며 생성물은 펜트-1-엔-5-올이다. 이성질체인 펜트-5-엔-1-올을 생성하는 [1,2]-비티히 재배열은 고온에서 발생하는 경쟁적인 과정이다. [2,3]-재배열의 높은 원자 경제성과 입체선택성 덕분에 이 반응은 상당한 합성적 유용성을 얻었다. 탄소 음이온은 중간 정도의 산성 기질의 직접적인 리튬화, 주석 트랜스메탈화, 또는 O,S-아세탈의 환원적 리튬화에 의해 생성된다. 카이랄 출발 물질을 이용한 입체선택적 방법은 비대칭 유도 또는 단순한 부분입체선택을 유도하는 데 사용되었다.
(1)

 메커니즘 및 입체화학 
 일반적인 메커니즘 
탄소 음이온 형성 후, [2,3]-비티히 재배열은 저온에서 빠르고 선택적으로 일어난다. 그러나 반응 혼합물이 -60 °C 이상의 온도에 도달하면 [1,2]-재배열이 경쟁적으로 발생한다.
(2)
제안된 전이 상태는 5각형의 봉투형 구조를 가진다. 탄소 음이온에 부착된 그룹(G)은 준축방향 또는 준평면 방향을 차지할 수 있지만, 전자가 일반적으로 선호된다. 에터 산소 반대편의 큰 치환기는 A1,3 변형을 피하기 위해 엑소 위치(RE)를 차지하는 것을 선호한다. 이러한 제약은 (Z) 이성질체에서 syn 생성물이, (E) 이성질체에서 anti 생성물이 선호되도록 하지만, 이 규칙에 대한 일부 예외가 알려져 있다.
(3)

 입체선택적 변형 
[2,3]-비티히 재배열의 입체선택적 변형은 세 가지 전략을 사용했다: 기존에 확립된 입체 중심에 기반한 부분입체선택, 반응에 영향을 받지 않는 카이랄 보조기를 출발 물질에 배치하는 것, 그리고 카이랄 염기의 사용이다. 상대적 부분입체선택 전략은 제한된 수의 G 그룹에 대해서만 잘 작동하지만, 카이랄 보조기를 제거하거나 수정할 필요가 없기 때문에 일반적으로 높은 수율을 보인다. 탄소 음이온 반대편의 입체 중심은 가장 큰 치환기가 RE 위치에 배치되도록 하기 위해 보통 4차(3차보다)여야 한다.
(4)
비대칭 유도 접근 방식은 반응에 영향을 받지 않는 (카이랄 보조기) 출발 물질에 이미 설정된 입체 중심에 의존한다. 가장 성공적인 결과는 이러한 입체 중심을 G 그룹에 또는 이중 결합 끝에 부착된 치환기에 배치함으로써 달성되었다. 이러한 반응에서 부분입체 이성질체 비율이 90:10을 초과하는 것이 일반적이지만, 카이랄 보조기의 제거는 때때로 어렵다.
(5)
카이랄 염기를 사용하는 것은 몇몇 경우에 거울상 이성질체가 풍부한 재배열 생성물을 제공했지만, 이 방법이 일반적인 것으로 보이지는 않는다. 이러한 반응에서 거울상 선택성은 종종 낮으며, 이는 염기의 짝산과 재배열하는 카르바니온 사이의 결합이 약할 가능성을 시사한다.
(6)

 범위 및 한계 
다양한 알릴 에터가 비티히 재배열을 겪는다. 근본적인 요구 사항은 기질 내에서 적절한 탄소 음이온을 생성하는 능력이다. 이는 산성 수소, 환원성 작용기 또는 탄소-금속 결합을 필요로 한다. 역사적으로 알켄일, 알킨일, 페닐 그룹이 α 위치를 산성화하는 데 사용되었다. 자유 말단 알카인은 허용되지만, 실릴 보호된 알카인을 사용할 때 수율이 더 높다.
(7)
알켄이 음이온 안정화 그룹 G로 사용될 때, 탄소 음이온의 위치에 대한 선택성 문제가 발생한다. (트리메틸)실릴 또는 메틸싸이오와 같은 음이온 안정화 그룹은 거의 완전한 위치 선택성을 제공한다.
(8)
카르보닐 그룹도 음이온 안정화 그룹으로 사용될 수 있으며, 카르보닐 그룹은 카이랄 보조기를 사용하는 비대칭 재배열에 특히 유용하다.
(9)
카이랄 보조기를 이용하는 크로뮴 카르보닐 착물을 사용하는 매우 거울상 선택적인 방법은 산성화된 페닐 고리를 음이온 안정화 그룹으로 활용한다.
(10)
기질이 에터 산소에 인접한 산성 수소를 포함해야 한다는 것은 원래 반응의 중요한 한계였다. 따라서 탄소-주석 결합으로부터 선택적으로 탄소 음이온을 생성할 수 있게 해준 트랜스메탈화 방법의 개발은 방법론적으로 심오한 진전을 나타낸다. 그 결과 음이온 중심에 부착될 수 있는 그룹의 범위가 극적으로 확장되었다.
(11)

 합성 응용 
비스(알릴) 에터의 [2,3]-비티히 재배열 생성물은 1,5-다이엔-3-올이다. 이 기질은 탈양성자화 시 옥시-코프 자리옮김을 겪어 δ,ε-불포화 카르보닐을 생성할 수 있다. 이 탠덤 시그마트로피 전략은 브레비코민과 옥소크리놀을 포함한 일부 천연물의 합성에 사용되었다.
(12)

 변형 
2,3-비티히 재배열의 한 변형은 비티히-스틸 자리옮김이다.

 실험 조건 및 절차 
 일반적인 조건 
재배열은 경쟁적인 [1,2]-재배열을 피하기 위해 -60 °C 이하의 온도에서 수행해야 한다. 일반적으로 기질을 n-뷰틸리튬으로 간단히 처리하는 것으로 재배열을 유발하기에 충분하다. 뷰틸리튬을 포함하는 반응은 질소 또는 아르곤 하에 엄격하게 물을 배제하고 수행해야 한다.

 같이 보기 
 스마일스 재배열

 각주 

분류:자리옮김 반응
분류:인명 반응