基本介紹
- 中文名：Boekelheide反應
- 過程：α位烷基上引入一個羥基
- 機理：重排
- 產物：以吡啶為母體的許多化合物
反應機理,試劑對反應選擇性的影響,
反應機理
1947年，Katada首次報導了吡啶的氮氧化物與乙酸酐或苯甲酸酐反應後經水解得到α-吡啶酮。後來Ochiai與其合作者對喹啉、奎寧、苯並喹啉等含氮芳香化合物進行了廣泛的研究，發現都能發生同樣的反應，生成相應的α-酮 。1953年 ，BOEKELHEIDE等人發現，當氮的α位含有烷基時，經重排後乙醯基並不轉移到α位上，而是轉移到了α位的烷基上。
這一發現對在含氮芳香環的 α位烷基上引入一個羥基提供了一條方便的途徑。人們開始對其反應機理進行了大量的研究，推斷出其主要的反應機理如圖2所示，產物(Ⅲ)經水解得含羥基化合物。
圖2
試劑對反應選擇性的影響
由於BOEKELHEIDE反應的關鍵一步是通過重排完成的，在重排時，除了生成主產物(Ⅲ)外，還生成副產物(Ⅳ)、(Ⅴ)等，因此重排反應時的反應條件及試劑對選擇性有較大的影響。
1、反應溫度及溶劑對反應選擇性及速率的影響
在有機合成反應中，反應溫度、溶劑及路易斯酸等反應條件對選擇性及速率有較大的影響。Mckillop等人研究發現，當以乙酸酐為醯化試劑時，溫度對反應速率及選擇性有較大的影響。當溫度小於70℃時，反應較慢，且選擇性差。而當溫度達到70℃時，反應較快，副反應少，再升高溫度對反應速率及選擇性的影響不大。因此在以乙酸酐為醯化試劑時，其最佳反應溫度為70℃。
在反應體系內加入極性溶劑DMF，能加快反應速度，但其對產品得率的影響因反應溫度而異。常溫反應時，產品得率大大提高，而反應溫度為60℃時，得率反而降低。這是因為低溫時，由於反應較慢，加入DMF後加快了反應速率提高了反應轉化率，同時生成的產品也較穩定。而當溫度升高時，由於副反應的增加，降低了產品的得率。在反應體系內加入乙酸鈉時，也降低了反應的選擇性。當用乙醯氯與乙酸酐一起作為醯化試劑時，反應在常溫就能快速進行，同時也提高了選擇性。這表明氮氧化物的乙醯化是決定反應速率的步驟。這一結論與Oae等人的研究結果是一致的。
2、醯化試劑對反應的影響
Mckillop等人研究了乙酸酐、丙酸酐、正丁酸酐、丁烯酸酐、順-2-甲基-2-丁烯酸酐五種不同酸酐對反應選擇性的影響，發現不同酸酐對反應選擇性的影響較大。以正丁酸酐作醯化試劑時，反應選擇性較高，沒有副產物(Ⅳ)生成。
Fontenas C.等人在合成此類化合物時發現，用三氟乙酸酐作醯化試劑時，在常溫就能進行較快的反應，且反應選擇性較高，部分化合物的產品得率可達95%以上。在具體實驗時，由於各酸酐的價格相差較大，對那些要進行工業化生產的項目，考慮生產成本的因素，應根據反應物的穩定性及反應時的得率，選擇合適的醯化試劑。
Mori等人研究發現，當以三氟甲磺酸酐作醯化試劑時，重排產物用三乙胺等試劑處理，可在 α位取代基上發生消除反應，生成一個雙鍵，消除產品得率可達98%。因此我們也可以利用這一反應在含氮芳香環的α位取代基上生成一個雙鍵。
有機合成的化學反應是一個比較複雜的過程，某一反應往往伴隨著幾個副反應同時發生。因此，同一類型的反應，由於反應底物不同，最佳反應條件就可能不同。
