迈克尔加成

迈克尔加成是其中一个最广为人知的反应在有机合成。这是一个不可估量有用的碳- - - - - -碳bond-forming反应涉及碳亲核试剂的加入不饱和羰基化合物。今天,添加司空见惯,迈克尔捐助者、受体和加合物是我们共同的词汇的一部分。然而发现的故事值得同样有名,因为它标志着一个时刻机制第一次重要的化学家。

阿瑟·迈克尔出生在一个富裕的家庭在布法罗,我们,在1853年。他的学校没有教化学,但他收到了私人学费和提供一个实验室在国内最早开展实验。访问新统一的德国在1871年,迈克尔获得一个位置在8月霍夫曼柏林大学尽管没有正式资格在化学。他在接下来的九年学习当代有机化学在欧洲的主要实验室,与罗伯特·本生、查尔斯·阿道夫·维尔茨和门捷列夫-以及霍夫曼本人。¹

配备一个像样的出版物和热爱的记录应用物理化学的原理来理解有机反应,迈克尔回到美国。定居在波士顿,他开始从事化学的特点是热情的民族自决。尽管没有学位,他获得担任塔夫茨大学的化学教授,而终其一生他都进行了长时间的自筹资金研究在他自己的实验室。他经常批评的声音,反对任何新理论他认为是未经证实的。

塔夫茨,在他早期的一份报告德国引起了他的批判的眼光:钠的反应与乙基丙二酸二乙酯2,3-dibromopropanoate(图1)。²作者,马克斯•康拉德和Max Guthzeit提议的反应,我们今天会理解双重替代:丙二酸盐物种替代品的溴在dibromopropanoate,导致产品包含一个环丙烷环。环丙烷本身是一个非常新的分子然而,在1880年代,迈克尔是持怀疑态度。

结构的任务是一个棘手的业务当时——唯一的工具是元素分析、比较与已知化合物和反应的文献指的先例。康拉德和Guthzeit循环的建议是基于早期报告威廉·珀金的反应相同的丙二酸酯盐1核。³然而,鲁道夫·维尔茨-费蒂希反应也报道称,在他的案件提出了一个非循环,不饱和的产品。大局已定有人清理混乱。

迈克尔承认而不是反应开始替换步骤,第一步可能涉及失去一个溴原子作为哈佛商业评论。这将使不饱和分子乙2-bromoacrylate。丙二酸盐会攻击-取代了剩下的溴导致无环(而不是循环)的产品。来证明他的理论,迈克尔把这个过程的第二步作为他的起点——钠与乙基丙二酸二乙酯反应2-bromoacrylate。⁴当他获得的产品是由康拉德和Guthzeit描述的一样,德国人的作业循环产品过来。还是吗?

迈克尔意识到他的实验是有缺陷的:他认为丙二酸酯会替代直接溴在双键的位置。他现在认为它可以攻击的双键两端(α或β攻击),每个路由可以给不同的产品。三十五年前有人想到要画一个卷曲的箭头在愤怒,他通过可能从这两个反应中间体和预期的结果(图2),发现循环和不饱和的产品仍然是可能的。

根据文献,迈克尔知道氢卤化物的反应与不饱和羰基化合物β-attack。因此他提出,这个反应应该以相同的方式进行,所以导致循环产品。他指的是攻击丙二酸酯作为“消极的部分”和双键的β-position相对积极的网站,期待我们的现代电子共轭加成的典范。作为一个明确的证据,他设计了一个已知化合物的合成3-phenylglutaric酸,只会工作,如果他的理论是正确的。这是。

因此诞生了迈克尔加成。但并不是每个人都觉得它值得这个名字。写作从德国慕尼黑,⁵路德维希·克莱森(坚定)指出,一个先例存在,在自己的工作和一个年轻的同事叫Telemachos Komnenos曾报道丙二酸或丙二酸二乙酯的β-addition 2-butenoic酸四年前(作为一个副反应丁烯酸的合成)。⁶迈克尔回答说,捍卫他的论文的原创性的思想;克莱森可能报道的反应,但这是迈克尔的细致调查,证明反应工作。有机化学有一个最初的机械的研究。⁷

不久之后,迈克尔·塔夫茨与旅游打断了他的工作。作为一个艺术收藏家和终身古代和中世纪的东方文化的爱好者,他花了18个月的亚洲、非洲和欧洲。这次旅行最终以四年的独立的研究在英国怀特岛,在迈克尔发表广泛建立了他的反应的范围。⁸也许他也用的蔑视。在任何情况下,他的名字依然存在。