烯醇、烯醇負離子與α-碳化學

動力學烯醇鹽與熱力學烯醇鹽(kinetic vs thermodynamic enolate)

當一個不對稱的酮在羰基兩側都有α-氫時,拿走一個質子就可能生成兩種不同的烯醇負離子。到底生成哪一個?答案取決於條件,而這兩種可能各有名字。動力學烯醇鹽是生成得更快的那個——它來自拿走更易接近、位阻更小的α-質子。熱力學烯醇鹽是更穩定的那個——通常是 C=C 雙鍵取代更多(帶更多烷基)的那個。

岔路口由鹼和可逆性決定。要得到動力學烯醇鹽,就用 LDA 這樣強的、有位阻的、非親核的鹼,在低溫(約 -78°C)下,並把酮加到鹼裡,使去質子化既快又不可逆。體積大的鹼更容易夠到不那麼擁擠的質子,而且因為它絕不讓質子回去,你就把動力學上有利的烯醇鹽捕獲了下來。要得到熱力學烯醇鹽,則用較小的鹼、質子性環境、較高溫度,讓體系達到平衡;一旦有機會相互轉化,混合物就會穩定到那個更穩定、取代更多的烯醇鹽上。

正是這種控制使選擇性烯醇化學成為可能。如果你想在一個不對稱酮的某一側進行烷基化或羥醛反應,就選擇相應的條件,恰好生成你需要的那個烯醇鹽。這是動力學控制與熱力學控制的一個乾淨的現實例子——同一個產物分布原理貫穿化學各處,這裡被用來選擇哪個α-碳成為親核位點。

2-甲基環己酮有兩個不同的α位。LDA 在 -78°C 下主要生成動力學烯醇鹽(在位阻較小的 CH2 一側形成)。在可平衡條件下用較小的鹼,則偏向熱力學烯醇鹽(取代更多、四取代烯烴的那一側)。

LDA、低溫、不可逆 = 動力學;小鹼、加熱、可平衡 = 熱力學。

動力學並不籠統地等於「更不穩定」——它的意思是生成得更快,靠拿走更易接近的質子。只有當不對稱的酮兩側都有α-氫時,兩者才會分道揚鑣;對稱的酮無論如何只給一種烯醇鹽。

又稱
kinetic enolatethermodynamic enolateregioselective enolate formation区域选择性烯醇化