Claisen condensation

 반응의 본질
 Alkoxide 염기 존재하에서 ester 두 분자가 축합 반응을 하면 β-keto ester 또는 ester와 ketone이 반응하면 1,3-diketone(β-diketone)이 생성된다.

 개발의 역사
 Sodium ethoxide를 사용한 축합 반응은 Claisen이 Claisen condensation을 발표하기 몇년전부터 연구되었다. Claisen이 발표한 첫 Claisen condensation의 생성물은 dibenzoylnethane이다.



 이 Claisen 반응의 가장 널리 알려진 예는 ethyl acetoactate(E.A.A.)의 형성이다.



 Ester와 ester의 축합이나 ester와 ketone의 축합은 모두 Hauser가 연구했는데, 수득률은 반응물의 성질과 촉매의 사용에 크게 의존하여 주로 60%이상이 얻어지며 30%이하는 거의 없다.

 Mechanism

 Alkoxide와 같은 염기로 carbonyl 작용기 옆에 있는 α-proton이 제거되어 enolate가 형성된다. Carbanion이 ester의 carbonyl 탄소를 공격하여 결합이 생성된다. 그 후에 두개의 carbonyl 작용기 사이에 있는 수소는 activated methylene group으로 pKa가 현저히 낮아 쉽게 떨어져나온다. 나중에 산으로 중화를 하면 원하는 화합물이 얻어진다.


 일반적인 반응 조건
 Claisen condensation에서 사용되는 염기는 주로 Sodium alkoxide 이며, R-CO-OR'으로 표현되는 ester의 -OR'과 같은 alkoxide를 사용한다. 알콕사이드의 nucleophilic attack이 일어나도 여전히 같은 화합물로 유지하기 위해서이다.
 Sodium ethoxid를 만드는 방법은 absolute ethanol에 sodium 가루를 녹이면 된다. Claisen condensation은 혼합물을 섞은 후 1시간 동안 또는 그 이상동안 reflux를 하면 반응이 완료가 된다. 실온으로 식힌 후에 혼합물은 묽은 황산으로 처리하고, 추출로 생성물을 분리한 후에 증류나 재결정으로 순도를 높인다.

 Dibenzoylmethane과 acetylacetone의 자세한 반응 조건은 1955년 Maganani와 Adkins가 연구했다.

 

 응용
 Burdon과 McLoughlin은 Claisen condensation이 fluorine을 포함하는 β-keto ester를 만들 수 있음을 보였다. 반응이 폭발적일 수 있어 섬세하게 반응을 통제해야하며, trifluoroacetic aicd와 ethyl acetate가 반응하여 Ethyl-γ,γ,γ-trifluoro-acetoacetate를 80%의 수득률로 얻었다.

 Claisen condensation은 Kostanchi가 flavone을 합성할 때 첫 단계로도 쓰인다.