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Organic Chemistry/Named Organic Reactions

Tishchenko Reaction


 반응의 본질
 Aluminium alkoxdie가 존재하면 aldehyde의 분자 내 축합반응condensation이 일어나 ester가 생성된다.

 서로 다른 두 종류의 aldehyde를 사용하면, 교차 축합 반응crossed condensation이 일어나 두종류의 생성물이 얻어진다.



 개발의 역사
 Cannizzaro reaction과 비슷한 이 반응은 1906년에 Tishchenko가 발표했다. Cannizzaro reaction과 다른 점은 α-수소가 있는 aldehyde도 반응할 수 있다는 것이다. Aluminium alkoxide의 역할은 formaldehyde로 methyl formate를 만드는 반응에서 처음으로 알려졌다.


 Tishchenko Reaction은 benzaldehyde로 benzyl benzoate를 만드는 것으로 다시 알려졌고, 다양한 aldehyde들의 반응도 알려졌다.


 Wagner와 Zook는 Tishchenko Reaction의 초기 연구를 1953년에 종합해 발표했다. 비록 이 반응이 다양한 생성물을 주는 경향이 있지만 주생성물의 수득률이 주로 50%이상이고, 그 이상도 자주 나온다.

 Mechanism
 Tishchenko Reaction에 대한 연구는 매우 적었다.. n-butyraldehyde와 1,3-dichloroacetone의 반응에 대해 Lin과 Day가 아래와 같은 반응 메커니즘을 제안했다.  Aldehyde와 aluminium alkoxide가 결합을 해서 aldehyde-metal oxide 착화물이 생성되고 ketone이 더해져 carbonium이 형성된다.


 Ogata는 acetaldehyde로 연구를 했는데 다음과 같은 메커니즘을 제안했다.


첫번째 메커니즘이 넓게 받아들여지지만 현재 제안되는 메커니즘은 아래와 같다.

The Tishchenko reaction: reaction mechanism

 일반적인 반응 조건
 Tishchenko는 초기 실험에서 aldeyde와 촉매만 섞고 용매를 사용하지 않았다. Child와 Adkins는 Tishchenko의 초기 연구를 바탕으로 높은 수득률을 얻기 위한 조건을 연구했다. 
 알루미늄 알콕사이드말고도 다른 alkoxide도 사용을 할 수 있고, homogeneous system을 만들기 위한 용매도 사용할 수 있다. 반응은 물이 없는 조건anhydrous condition에서 수행되어야하는데, 만약 수분이나 alcohol이 있다면 Cannizzaro 생성물이 생성될 수 있다.

 Aldehyde나 aldehyde의 혼합물은 촉매에 aldehyde의 전체 질량의 1~3%씩 천천히(gradually) 첨가되어야 한다. 가열은 필요하지 않고, 반응은 발열 반응이기에 cooling을 하여 온도를 조절해야한다.  생성물은 증류로 분리할 수 있다.

 Hawkins는 아래와 같은 조건에서 1,2,3,6-tetrahydrobenzyl-1,2,3,6-tetrahyderobenzoate를 90~95%의 수득률로 얻었다. 
 Tishchenko Reaction에서 용매는 주로 benzene이 사용된다.


  

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