Реакція Жуліа

Реа́кція олефінува́ння Жуліа́ (реакція Жуліа-Ліжо) — це реакція отримання алкенів, в результаті взаємодії фенілсульфону 1 з альдегідами (або кетонами) з наступним відновним елімінуванням з допомогою амальгами натрію або SmI₂^[1]. Реакція названа на честь французького хіміка Марка Жуліа (фр. Marc Julia), який відкрив її в 1973 році.

Всі чотири етапи реакції можуть бути проведені в одній посудині, а використання R³X не є обов'язковим. Однак очищення сульфонового проміжного продукту 2 дозволяє підвищити вихід реакції і чистоту продукту. Найчастіше R³ — це ацетильний або бензоїльний замісник, а для отримання 2 як R³X використовують ангідрид оцтової кислоти або бензоїлхлорид.

У результаті реакції утворюються переважно транс-алкени.

Реакція проходить через такі основні стадії: 1) приєднання α-метилфенілсульфонату до альдегіду або кетону; 2) ацилювання отриманого β-алкоксисульфонату; та 3) відновного відщеплення β-ацилоксисульфонату (з допомогою амальгами натрію або SmJ₂) для отримання бажаного продукту.

Перші стадії є прямими. Фенілсульфоновий аніон 2 реагує з альдегідом, в результаті чого утворюється алкоксид 3, який у свою чергу функціоналізують з допомогою R³-X з утворенням стабільного інтермедіату 4. Точний механізм класичної реакції Жуліа не відомий, але з допомогою маркування дейтерієм було показано, що реакція проходить через стадію утворення вінільних або вторинних алкільних радикалів 5^[2]. Обидва інтермедіати з різною стереохімією здатні еквілібрувати до більш стабільних ізомерів перед утворенням продукту. Бажаний продукт 6 утворюється в результаті протонування вінільних радикалів. Стереохімія алкену 6 залежить від стереохімії сульфонового інтермедіату 4. Вважається, що радикальні інтермедіати 5 з різною стереохімією здатні еквілібрувати, в результаті чого утворюються термодинамічно більш стабільні транс-олефіни^[3].

У результаті класичної реакції Жуліа утворюються переважно транс-(або (Е)-)алкени з високим стереоселективним виходом. (Е)-селективність можна підвищити, якщо використовувати такі вихідні сполуки, щоб ланцюги біля новоутвореного подвійного зв'язку були якомога більш розгалуженими. Відносна стереохімія інтермедіату β-ацилоксисульфонату не впливає на геометрію отриманого алкену.

Оскільки весь синтез досить важко провести в лабораторії, Марк Жуліа зі співробітниками розробив метод синтезу «в одній посудині», де гетероарилсульфонати додаються до карбонільних сполук замість традиційних фенілсульфонатів^[4]. (Хоча очищення сульфонового інтермедіату в середині синтезу дає змогу отримати кращий вихід та чистіший продукт.)

Заміщення фенілсульфонів на гетероарилсульфони значно змінює шлях проходження реакції^[5]. Показовим прикладом є бензотіазолсульфон^[6]. Реакція бензотіазолсульфону 1 з Літій диізопропіламідом дає метилбензотіазоліл сульфон, який швидко реагує з альдегідами (або кетонами) з утворенням алкоксидного інтермедіату 2. На відміну від фенілсульфонів, такі алкоксидний інтермедіат 2 є нестабільним та піддається перегрупуванню Смайлза з утворенням сульфінатної солі 4^[7]. Остання одразу ж розкладається на діоксид сірки та бензотіазолон літію 5 даючи бажаний алкен 6.

Оскільки реакція Жуліа з використанням бензотіазолу не має стадії з утворенням різноважних інтермедіатів, стереохімічних вихід залежить від стереохімії початкого карбонільного приєднання. Тому продуктом реакції завжди є суміш стереоізомерних алкенів.

Після аналізу кількох гетероароматичних активаторів, стало зрозуміло, що не всі гетероарилсульфонати однаково впливають на вихід продукту та стереоселективність^[5]. Бензотіазол-2-іл сульфони реагують з α,β-ненасиченими або ароматичними альдегідами з утворенням спряжених 1,2-дизаміщенів (Е)-алкенів. Кочинські (англ. Philip J. Kocieński) помітив, що 1-феніл-1Н-тетразол-5-їл сульфон дає неспряжені 1,2-дизаміщені алкени з високим (Е)-селективним виходом, якщо немає значного стеричного напруження в молекулі^[8].

У реакції Жуліа — Кочинські алкілуючим агентом є тетразол^[9]. Така реакція проходить за тим же механізмом, що й реакція з бензотіазолсульфоном. У іншому випадку^[10], реакція з трет-бутилтетразоїлметилсульфоном може проходити в тетрагідрофурані з біс-(триметилсиліл)амідом при −70 °С або ж з карбонатом цезію при +70 °С.

Високий (Е)-селективний вихід олефінування Жуліа-Кочинскі є наслідком кінетично контрольованого, незворотного діастереоселективного приєднання метальованого 1-феніл-1Н-тетразол-5-їл сульфону до неспряжених альдегідів з утворенням anti-β-алкоксисульфонів, які стереоспецифічно розкладаються до (Е)-алкенів. Для отримання 1,2-дизаміщених (Z)-алкенів рекомендують використовувати алільні або бензильні 1-t-бутил-1Н-тетразол-5-іл сульфони^[11][12].

• Реакція Віттіга
• Реакція Петерсона
• Реакція Хорнера — Водсворта — Еммонса

• Clayden J., Greeves N., Warren S. Organic chemistry. — 2nd ed. — Oxford University Press, 2012. — P. 686—688. — ISBN 978-0-19-927029-3.
• Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.