迈克尔加成

迈克尔加成是有机合成中最著名的反应之一。它是一种非常有用的碳- - - - - -在不饱和羰基化合物上加入亲核试剂的碳成键反应。今天，迈克尔加物很常见，迈克尔捐赠者、接受者和加物是我们共同词汇的一部分。然而，它的发现故事同样值得众所周知，因为它标志着一个时刻，机制第一次对化学家产生了影响。

亚瑟·迈克尔于1853年出生在美国布法罗的一个富裕家庭。他的学校不教化学，但他接受私人辅导，家里还为他提供了一个实验室，在那里他进行了早期的实验。1871年，在一次前往新统一的德国的旅行中，迈克尔在柏林大学获得了奥古斯特·霍夫曼(August Hofmann)的职位，尽管他没有正式的化学资格。在接下来的9年里，他在欧洲的主要实验室学习当代有机化学，与罗伯特·本生、查尔斯·阿道夫·伍茨和德米特里·门捷列夫等人共事，也与霍夫曼本人共事。¹

带着大量发表论文的记录，以及对应用物理化学原理来理解有机反应的热情，迈克尔回到了美国。在波士顿定居后，他开始了他的化学事业，其特点是充满激情的自决。尽管没有学位，他还是获得了塔夫茨学院化学教授的终身职位。在他的一生中，他在自己的实验室里进行了长期的自费研究。他经常发出批评的声音，抨击任何他认为没有根据的新理论。

在塔夫茨大学的早期，一份来自德国的报告引起了他挑剔的目光:丙二酸二乙酯钠与2,3-二溴丙酸乙酯的反应(图1)。²作者Max Conrad和Max Guthzeit提出了一种我们今天可以理解为双取代的反应:丙二酸替代了二溴丙烷酸中的两个溴，从而得到了一个含有环丙烷环的产物。环丙烷本身在19世纪80年代还是一种非常新的分子，迈克尔对此表示怀疑。

在当时，结构赋值是一件棘手的事情——唯一可用的工具是元素分析、与已知化合物进行比较以及参考文献中的先前反应。Conrad和Guthzeit的循环建议是基于William Perkin早先关于相同的丙二酸盐与1,2-二溴乙烷反应的报告。^3.然而，Rudolf Fittig也报道了这种反应，并在他的案例中提出了一种无环不饱和产物。舞台已经准备好，等着有人来澄清混乱。

Michael认识到，与其让反应从取代步骤开始，不如让反应的第一步是失去一个溴原子作为HBr。这样就得到了不饱和分子2-溴丙烯酸乙酯。丙二酸盐会攻击-取代剩下的溴-产生非环(而不是环)产物。为了证明他的理论，迈克尔把这个过程的第二步作为他的起点——丙二酸二乙酯和2-溴丙烯酸乙酯反应。⁴当他得到的产物与康拉德和古策特所描述的相同时，德国人对循环产物的分配就被推翻了。果真如此吗?

迈克尔意识到他的实验有缺陷:他假设丙二酸盐会直接取代双键中溴的位置。他现在认为它可以在双键的任何一端攻击(α或β攻击)，并且每条路线都可以产生不同的产物。在有人想到愤怒地画一个卷曲的箭头之前35年，他研究了这两种反应可能的中间产物和预期结果(图2)，发现循环产物和不饱和产物都是可能的。

根据文献，迈克尔知道卤化氢与不饱和羰基化合物的反应有利于β攻击。因此，他提出这个反应应该以同样的方式进行，因此最终会产生循环产物。他将攻击的丙二酸盐称为“负的部分”，将双键的β-位置称为“相对正的”位置，预测了现代共轭加成电子模型。作为决定性的证据，他设计了一种已知化合物3-苯戊二酸的合成方法，只有在他的理论正确的情况下，这种方法才会起作用。这是。

于是迈克尔就这样诞生了。但并不是所有人都觉得它配得上这个名字。本文来自德国慕尼黑，⁵路德维希·克莱森(坚定地)指出，在他和一位名叫Telemachos Komnenos的年轻同事的工作中，有一个先例，他在四年前报告了在2-丁烯酸中添加丙二酸或丙二酸二乙酯(作为合成丁烯酸的副反应)。⁶迈克尔回答说，为他的论文辩护，说他的论文思想新颖;克莱森可能报道了这种反应，但迈克尔细致的调查证明了这种反应是如何起作用的。有机化学有其最早的机理研究之一。⁷

不久之后，迈克尔因旅行而中断了在塔夫茨的工作。作为一名艺术收藏家和古代和中世纪东方文化的终身爱好者，他在亚洲、非洲和欧洲呆了18个月。这次旅行的高潮是在英国怀特岛进行了四年的独立研究，迈克尔在那里广泛发表文章，以确定他的反应范围。⁸也许他这样做带有一种挑衅的意味。无论如何，他的名字保留了下来。