Brook-omlejringen er en reaktion i organisk kemi , hvor en organosilylgruppe migrerer fra et carbonatom til et oxygenatom i en tilstødende hydroxylgruppe . Silylether er slutproduktet. Denne proces fortsætter under påvirkning af basen [1] . Reaktionen er opkaldt efter den canadiske kemiker Adrian Gibbs Brooke (f. 1924).
Substituenter på siliciumatomet kan være alifatiske (f.eks. methyl) eller aromatiske (phenyl). Alkoholen kan være sekundær eller tertiær med alifatiske eller aromatiske grupper. Basen kan være en amin , natriumhydroxid , en organolithiumforbindelse eller en alkalimetallegering (f.eks. natrium - kalium ).
Det første trin i denne proces er fjernelse af en proton fra en hydroxylgruppe med en base. Yderligere virker den resulterende alkoxyanion som en nukleofil og erstatter methylengruppen ved siliciumatomet. Som en overgangstilstand for dette trin blev en tre-leddet cyklus med en stigende rækkefølge af Si-O-bindingen og en brydende Si-C-binding foreslået. Den resulterende carbanion binder hurtigt en proton fra en passende kilde, såsom et opløsningsmiddel, og bliver til et neutralt produkt - en silylether.
Det har vist sig, at aktiveringsentalpien for reaktionen af (trimethylsilyl)methylphenylmethanol er relativt lille, og samtidig har aktiveringsentropien en stor negativ værdi. Dette bekræfter antagelsen om en cyklisk overgangstilstand. Hammett-konstanterne for en række para-substituerede phenylmethanoler indikerer, at indførelsen af acceptorer stabiliserer den negative ladning i mellemproduktet og accelererer reaktionen.
Drivkraften bag Brook-omlægningen er dannelsen af en stærk Si-O-binding. I løbet af reaktionen bruges 451 + 427 = 878 kJ / mol på at bryde Si-C- og OH-bindinger , men der frigives 809 (Si-O) + 338 (CH) = 1147 kJ/mol.
Omlejringen fortsætter med bevarelsen af konfigurationen af siliciumatomet, hvilket bevises af følgende Walden-cyklus:
(+)-Silylhydrid reagerer med chlor og danner det tilsvarende silylchlorid, mens den chirale centerkonfiguration bibeholdes . Dette efterfølges af en nukleofil substitutionsreaktion med diphenylmethyllithium, som fortsætter med konfigurationsvending. Yderligere, under bromering og hydrolyse, ændres konfigurationen ikke. Det næste skridt er Brooks faktiske omarrangering. Endelig fører reduktion med lithiumaluminiumhydrid (som fortsætter uden at ændre konfigurationen af reaktionscentret) til (−) enantiomeren af udgangsforbindelsen.
Der kendes tilfælde af Brook-omlejring i acylsilaner [2] . For nogle silylethere er Brooks retro-omlejring mulig [3] .
K. Takeda udviklede en metode til stereoselektiv syntese af otte-leddede ringe (en af de sværeste at opnå) ved at bruge en tandem af Brook-omlejringen og [3+4]-annulering [4] .