Schmidtova reakce
Schmidtova reakce je organická reakce azidů a karbonylových sloučenin (aldehydů, ketonů, nebo karboxylových kyselin) v kyselém prostředí za vzniku aminů nebo amidů, kdy se odštěpuje dusík.[1][2][3]
Tuto reakci objevil Karl Friedrich Schmidt v roce 1924, kdy provedl přeměnu benzofenonu a kyseliny azidovodíkové na benzanilid.[4]
První vnitromolekulární příklad byl popsán v roce 1991.[5]
Schmidtovy reakce byly zapojeny do několika příprav přírodních látek.[6]
Mechanismus
editovatSchmidtova reakce je podobná Curtiovu přesmyku, liší se ale tím, že při ní vzniká reakcí karboxylové kyseliny s kyselinou azidovodíkovou acylazid, procesem podobným Fischerově-Speierově esterifikaci; v koncentrované (>90%) kyselině sírové se projevuje i jiný mechanismus, spočívající v tvorbě acyliového iontu[7] (v Curtiově přesmyku se k vytvoření acylazidového meziproduktu používají azid sodný a acylchlorid a zbytek reakce probíhá v neutrálním prostředí).
Schmidtova reakce karboxylové kyseliny začíná vznikem acyliového iontu 1 protonací a odštěpením vody. Reakcí s kyselinou azidovodíkovou se utvoří protonovaný azidoketon 2, jež se přesmykuje, přičemž se alkylová skupina R přesune přes vazbu C-N za oddělení dusíku. Protonovaný isokyanát reaguje s vodou za vzniku karbamátu 4, z něhož se po deprotonaci oddělí oxid uhličitý a vytvoří se amin.
U ketonů je karbonylová skupina protonací aktivována vůči nukleofilní adici azidu, která vytváří azidohydrin 3, z něhož se eliminuje voda za vzniku diazoiminiového iontu 5. Jedna z alkylových nebo arylových skupin se přesune z uhlíku na dusík a dusík se oddělí, čímž vznikne nitriliový meziprodukt 6, stejně jako při Beckmannově přesmyku. Působením vody se molekula 6 mění na protonovanou imidokyselinu 7, která odštěpí proton za tvorby imidokyseliny, jež se tautomeruje na amid. V jiném mechanismu přesun proběhne u sloučeniny 9, přímo po protonaci meziproduktu 3, způsobem podobným Baeyerově–Villigerově oxidaci, čímž se vytvoří protonovaný amid 10, který se deprotonuje na konečný produkt. U bezvodých kyselin, jako je koncentrovaná kyselina sírová, převažuje dehydratace 3 na 5 (odpovídající Beckmannovu přesmyku), zatímco u kyselin ve vodných roztocích, jako například kyseliny chlorovodíkové probíhá hlavně přesun 9 (Baeyerův-Villigerův mechanismus). Společným působením obou mechanismů lze vysvětlit, že u některých substrátů, mimo jiné 1-tetralonu, se podle podmínek mohou přesouvat různé skupiny, čímž vznikají dva různé amidy.[8]
Schmidtovy reakce lze rozšířit i na reakce alkylazidů (R-N3). Takovéto přeměny poprvé popsal J. H. Boyer v roce 1955[9] (z tohoto důvodu bývají označovány jako Boyerovy reakce). Příkladem může být reakce m-nitrobenzaldehydu s β-azidoethanolem:
Od roku 1991 jsou známy i vnitromolekulární Schmidtovy reakce;[5] tyto reakce patří mezi anelace a mají využití v syntézách přírodních látek,[6][10] například laktamů[11] a alkaloidů.[12]
Odkazy
editovatReference
editovatV tomto článku byl použit překlad textu z článku Schmidt reaction na anglické Wikipedii.
- ↑ Andreas Plagens; Thomas M. Laue. Named organic reactions. Chichester: John Wiley & Sons, 2005. ISBN 0-470-01041-X.
- ↑ Hans Wolff. The Schmidt Reaction. Organic Reactions. 2011, s. 307–336. ISBN 978-0471264187. DOI 10.1002/0471264180.or003.08.
- ↑ S. Lang; J. A. Murphy. Azide rearrangements in electron-deficient systems. Chemical Society Reviews. 2006, s. 145–156. DOI 10.1039/B505080D. PMID 16444296.
- ↑ K. F. Schmidt. Über den Imin-Rest. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1924, s. 704–723. DOI 10.1002/cber.19240570423.
- ↑ a b Jeffrey Aube. Intramolecular Schmidt reaction of alkyl azides. Journal of the American Chemical Society. 1991, s. 8965–8966. DOI 10.1021/ja00023a065.
- ↑ a b Erich Nyfeler. Intramolecular Schmidt Reaction: Applications in Natural Product Synthesis. Chimia International Journal for Chemistry. 2006-05-24, s. 276–284. DOI 10.2533/000942906777674714.
- ↑ G. I. Koldobskii; B. V. Gidaspov. Schmidt Reaction with Aldehydes and Carboxylic Acids. Russian Chemical Reviews. 1978-11-30, s. 1084–1094. ISSN 0036-021X. DOI 10.1070/rc1978v047n11abeh002294. Bibcode 1978RuCRv..47.1084K.
- ↑ Ian T. Crosby; Ben Capuano. The Application of the Schmidt Reaction and Beckmann Rearrangement to the Synthesis of Bicyclic Lactams: Some Mechanistic Considerations. Australian Journal of Chemistry. 2010, s. 211. ISSN 0004-9425. DOI 10.1071/CH09402.
- ↑ J. H. Boyer; J. Hamer. The Acid-catalyzed Reaction of Alkyl Azides upon Carbonyl Compounds. Journal of the American Chemical Society. 1955, s. 951–954. DOI 10.1021/ja01609a045.
- ↑ Gregory L. Milligan; Craig J. Mossman; Jeffrey Aube. Intramolecular Schmidt Reactions of Alkyl Azides with Ketones: Scope and Stereochemical Studies. Journal of the American Chemical Society. 1995, s. 10449-10459. DOI 10.1021/ja00147a006.
- ↑ Lei Yao; Jeffrey Aubé. Cation–π Control of Regiochemistry of Intramolecular Schmidt Reactions en Route to Bridged Bicyclic Lactams. Journal of the American Chemical Society. 2007, s. 2766–2767. DOI 10.1021/ja068919r. PMID 17302421.
- ↑ Aaron Wrobleski; Kiran Sahasrabudhe; Jeffrey Aubé. Asymmetric Total Synthesis of Dendrobatid Alkaloids: Preparation of Indolizidine 251F and Its 3-Desmethyl Analogue Using an Intramolecular Schmidt Reaction Strategy. Journal of the American Chemical Society. 2004, s. 5475–5481. DOI 10.1021/ja0320018. PMID 15113219.
Související články
editovatExterní odkazy
editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu Schmidtova reakce na Wikimedia Commons
