Piancatelli omarrangemang
1976 utvecklade den italienska kemisten Giovanni Piancatelli och medarbetare en ny metod för att syntetisera 4-hydroxicyklopentenonderivat från 2-furylkarbinoler genom en syrakatalyserad omarrangemang. Denna upptäckt inträffade när Piancatelli studerade heterocykliska steroider och deras reaktiva förmåga i en sur miljö. Eftersom denna omarrangemang har fortsatt att studeras, har den blivit en vanligen använd omlagring i av naturliga produkter på grund av förmågan att skapa 4-hydroxi-5-substituerade cyklopent-2-enoner. Piancatellis motiv för att undersöka denna nya omarrangering härrörde från den ständigt närvarande 3-oxicyklopentenmolekylen, särskilt dess 5-hydroxiderivat, som finns i biologiskt aktiva naturprodukter.
Reaktionsmekanism
Mekanismen för denna reaktion föreslås vara en 4-π-elektrocyklisering mycket lik Nazarov-cykliseringsreaktionen . För att erhålla 2-furylkarbinolerna utsatte Piancatelli furfural , en oätlig biomassa, för en Grignard-reaktion . Detta utsätts sedan för syrakatalyserad hydrolys för att orsaka en molekylär omlagring och erhålla de slutliga 2-furylkarbinolerna.
Det föreslogs av Piancatelli att reaktionen är en termisk elektrocyklisk reaktion av ett roterande 4π-elektronsystem samtidigt som man studerar detaljerna för mekanismförhållandena vid syntetisering av 4-hydroxicyklopentenonderivaten. Denna mekanism föreslogs när man studerade 1H NMR- spektra då det blev uppenbart att slutprodukterna uteslutande levererade transisomeren .
Piancatellis föreslagna mekanism
I Piancatellis föreslagna mekanism resulterar bildningen av karbokaten på grund av en protonations-dehydreringssekvens i att de två hydroxigrupperna är anti , vilket tillåter trans -4hydroxi-5-substituerad-cyklopent-2-enonen från en 4π-elektrokyliseringsringförslutning.
Alternativa mekanismer
D'Auria föreslog en möjlig mekanism som inkluderade zwitterjoniska mellanprodukter som ett sätt att bilda cis- isomeren tillsammans med den rikliga trans- isomeren av 2-furylkarbinol. D'Auria utförde omarrangemanget i kokande vatten utan en sur katalysator.
En annan föreslagen mekanism är från Yin och medarbetare som studerades samtidigt som man fullbordade omarrangemanget av 2-furylkarbinoler med en hydroxialkylkedja i 5-positionen. Yin rationaliserade mekanismen genom att använda en intramolekylär addition av aldoltyp .
Reaktionsvillkor
Utbytet av reaktionsbetingelserna som behövdes för omarrangemanget skilde sig beroende på reaktiviteten hos substraten. Piancatelli observerade att de mer reaktiva substraten såsom 5-metyl-2-furylkarbinoler kan genomgå omarrangemang med mycket mildare förhållanden för att undvika eventuella biprodukter. Lewis-syror upptäcktes hjälpa till att driva reaktionen till fullbordan så länge det fanns ett ekvimolärt förhållande, medan alkylgrupper på det hydroxibärande kolet lämnar utgångsmaterialet mer stabilt och orsakar längre reaktionstider och lägre utbyten med bildandet av biprodukter pga. till den ökade reaktiviteten hos dessa karbokater .
Tillämpningar av omarrangemanget
En viktig användning av Piancatelli omarrangemang som studerades av Piancatelli själv är syntesen av prostaglandiner och deras derivat. Piancatelli kunde syntetisera nyckelmellanprodukter för framställning av prostansyra med utgångspunkt från hans 2-furylkarbinoler som bär en andra funktionell grupp. Denna studie kunde visa mångsidigheten i sekvensen av omarrangemanget.
Några av produkterna som syntetiserats på grund av användning av Piancatelli-omläggningen inkluderar: 3E,5Z -misoprostol, enisoprost, 4-fluoro-enisoprost, 2-normisoprostol, prostaglandin E 1 (PGE 1 ), ent -phytoprostane E 1 , 16- epi - fytoprostan E 1 , bimatoprost och travoprost . (visa nyckel rxn använd)
