Бензоиновая конденсация (Benzoin condensation)

Первое упоминание в литературе о бензоиновой конденсации, по-видимому, относится к 1832 году. Вёлер и Либих^[1] (Wöhler, Liebig) обнаружили, что при добавление к горькоминдальному маслу (около 95% бензальдегида, 2-4% синильной кислоты) гидроксида калия удается значительно повысить выход бензоина (2) (вещество было известно еще до работы Либиха). Работа по исследованию данного процесса была продолжена Николаем Зининым ("постдок" у Либиха).^[2] И в 1840 году был разработан каталитический (KCN) вариант бензоиновой конденсации.^[3]

В бензоиновой конденсации один альдегид выступает в качестве донора, другой - акцептора. В реакцию вступают ароматические альдегиды (но не все, например, п-диметиламинобензальдегид не реагирует, так как может выступать только в качестве донора. То же самое справедливо для акцепторных альдегидов), а также некоторые α-кетоальдегиды. N-Гетероциклические карбены (NHC) способны катализировать данную реакцию (см. реакцию Штеттера). При использовании хиральных NHC могут быть получены оптически активные бензоины.

Механизм

Все стадии бензоиновой конденсации обратимы, что делает возможным т.н. ретро-бензоиновую конденсацию (retro-benzoin condensation).

На первой стадии цианид-ион нуклеофильно присоединяется к альдегиду 1 с образованием после протонирования (3-->4), циангидрина 4. Наличие фенильного кольца и нитрильной группы делает возможным депротонирование циангидрина 4 в α-положении (4-->5). Так бензальдегид 1, являющийся по сути электрофилом, в данной реакции становится нуклеофилом (см. также явление инверсии полярности функциональных групп (англ.)). Карбанион 5 присоединяется ко второй молекуле бензальдегида (1) с образованием карбаниона 6, которое после протонирования/депротонирования (6-->7-->8) дает алкоголят 8. CN^- является хорошей уходящей группой, что проводит после ее отщепления к бензоину (2).

 

Литература

1. Wöhler, Liebig. Untersuchungen über das Radikal der Benzoesäure. Ann. Pharm. 1832, 3, 249–282. DOI.
2. N. Zinin. Beiträge zur Kenntniss einiger Verbindungen aus der Benzoylreihe. Ann. Pharm. 1839, 31, 329–332. DOI.
3. N. Zinin. Ueber einige Zersetzungsprodukte des Bittermandelöls. Ann. Pharm. 1840, 34, 186–192. DOI.
4. R. Breslow, C. Schmuck. The mechanism of thiazolium catalysis. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 8241–8242. DOI.
5. Бензоиновая конденсация на сайте Organic Syntheses.