15.19 : Wewnątrzcząsteczkowa reakcja aldolowa

Wewnątrzcząsteczkowa reakcja aldolowa zachodzi w związkach dikarbonylowych, takich jak dialdehydy, diketony i ketoaldehydy. Związki dikarbonylowe posiadają więcej niż jeden nukleofilowy węgiel ⍺, dzięki któremu zasada może deprotonować i tworzyć enolany. Na przykład w symetrycznych diketonach znajdują się cztery węgle ⍺. W związku z tym możliwe są cztery rodzaje enolanów potraktowanych zasadą. Ponieważ jednak cząsteczka jest symetryczna, enolany utworzone po obu stronach jednej grupy karbonylowej są równoważne enolanom utworzonym po obu stronach drugiego karbonylu. Pokazano to na figurze 1, gdzie enolan pochodzący z węgla 1 jest równoważny 6, a węgiel 3 jest równoważny 4, co skutkuje dwoma możliwymi odrębnymi wewnątrzcząsteczkowymi atakami nukleofilowymi.

Rysunek 1. Możliwe enolany symetrycznego diketonu

Jak przedstawiono na Rysunku 2, istnieją dwa możliwe wewnątrzcząsteczkowe ataki nukleofilowe. Atak enolanu utworzonego na węglu 1 na węgiel karbonylowy 5 daje stabilny pierścień pięcioczłonowy. W przeciwieństwie do tego, atak enolanu utworzonego na węglu 4 na węgiel karbonylowy 2 generuje pierścień trójczłonowy. Gdy trójczłonowy pierścień jest naprężony, dominuje poprzedni atak wewnątrzcząsteczkowy, tworząc cykliczny pięcioczłonowy produkt aldolowy, który następnie odwadnia się, dając nienasycony produkt cykliczny.

Rysunek 2. Dwa możliwe wewnątrzcząsteczkowe ataki nukleofilowe w cząsteczce diketonu

W ketoaldehydach, które posiadają grupę aldehydową na jednym końcu i grupę ketonową na drugim końcu, dodatnie działanie indukcyjne grup alkilowych powoduje, że grupa ketonowa jest mniej elektrododatnia niż aldehyd. Zatem, jak pokazano na Rysunku 3, enolany utworzone obok grupy karbonylowej ketonu atakują grupę karbonylową aldehydu, tworząc stabilny sześcioczłonowy produkt cykliczny.

Rysunek 3. Atak wewnątrzcząsteczkowy w cząsteczce ketoaldehydu