Zincke反应

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Zincke反应(Zincke reaction),以 Theodor Zincke 的名字命名。

吡啶类与2,4-二硝基氯苯伯胺反应,转变为吡啶盐[1][2][3]


Zincke反应

反应机理[编辑]

反应首步为N-2,4-二硝基苯基吡啶盐的生成。这个中间体一般分离出来,并通过重结晶纯化。


DNP-吡啶盐的产生


N-2,4-二硝基苯基吡啶盐与一分子伯胺共热时,胺对吡啶环发生加成,引发吡啶开环。开链的中间体继续与第二分子胺作用,放出2,4-二硝基苯胺,同时 König 盐(6a 6b)。[4] König 盐的反-顺-反式异构体(6a)可以通过σ重排反应或自身兼性离子的亲核加成,生成环化的中间体(7),[5] 这一步是反应的决速步[6][7] 接下来,(7)发生质子化,并消除胺,得到最终的吡啶盐离子(9)。


Zincke反应


此机理为 ANRORC 机理的典型例子,依次由亲核加成(AN)、开环(ring-opening)和关环(ring-closing)的步骤组成。

应用[编辑]

1、用于固相合成,其中胺是连接在王氏树脂(Wang resin)上[8]


Zincke反应


2、用于手性异喹啉盐的合成[9]


Zincke反应

Zincke醛[编辑]

以仲胺替代伯胺时,最终产生开链的产物——5-氨基-2,4-戊二烯醛类,称为 Zincke 醛[10]


Zincke醛

2007年“重新发现”[编辑]

2006年和2007年,日本[11]和美国[12]的两个研究小组都声称,他们通过N-芳基吡啶盐氯化物和取代苯胺(或脂肪胺)反应,合成如下一12元环的二氮杂轮烯分子(1),从而“重新发现”Zincke 这一类反应。


Yamaguchi 2007


不久后德国化学家 Christl[13]Angewandte Chemie 上发文,指出上述反应与有100余年历史的 Zincke 反应实属异曲同工,而且,这两个团队提出的产物结构是错误的——产物中并不含12元环,其结构只是简单六元的吡啶鎓盐(2)而已。 看到这篇质疑,这两个团队回应称他们起初的确是忽略了 Zincke 反应的相关文献,不过,产物的结构没有错,这一点可以利用反应产物的电喷雾电离(ESI)结果来证明。其后,Christl 继续发文,称 ESI 中分子的缔合是很常见的现象,不足以证明产物为二聚体。而相反,产物的熔点和 NMR 谱反而可以证明其吡啶盐的性质。

时隔一年多后,2007年底,日本的研究小组因为“产物结构不明”,撤回了他们最早发表在 Organic Letters 上的文章。而同年12月,美国的研究小组亦对其早先所发表的文章做出改正,称其“希望修改早先提出的轮烯结构”。[14]

这一事件得到一些媒体的报道[15][16]

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904年, 333 (2-3): 296–345. doi:10.1002/jlac.19043330212. 
  2. ^ Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904年, 330 (2): 361–374. doi:10.1002/jlac.19043300217. 
  3. ^ Zincke, T. H.; Weisspfenning, G. Über Dinitrophenylisochinoliniumchlorid und dessen Umwandlungsprodukte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1913年, 396 (1): 103–131. doi:10.1002/jlac.19133960107. 
  4. ^ König, W. Über eine neue, vom Pyridin derivierende Klasse von Farbstoffen. Journal für Praktische Chemie. 1904年, 69 (1): 105–137. doi:10.1002/prac.19040690107. 
  5. ^ Kunugi, S.; Okubo, T.; Ise, N. A study on the mechanism of the reaction of N-(2,4-dinitrophenyl)-3-carbamoylpyridinium chloride with amines and amino acids with reference to effect of polyelectrolyte addition. Journal of the American Chemical Society. 1976年, 98 (1): 2282–2287. doi:10.1021/ja00424a047. 
  6. ^ Marvell, E. N.; Caple, G.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5641-5645. (doi:10.1021/ja00722a016)
  7. ^ Marvell, E. N.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5646-5649. (doi:10.1021/ja00722a017)
  8. ^ "The Solid-Phase Zincke Reaction: Preparation of -Hydroxy Pyridinium Salts in the Search for CFTR Activation" Eda, M.; Kurth, M. J.; Nantz, M. H. J. Org. Chem. 2000, 65(17), 5131 - 5135. (doi:10.1021/jo0001636)
  9. ^ New Chiral Isoquinolinium Salt Derivatives from Chiral Primary Amines via Zincke Reaction Denis Barbier, Christian Marazano, Bhupesh C. Das, and Pierre Potier J. Org. Chem.; 1996; 61(26) pp 9596 - 9598; (Note) doi:10.1021/jo961539b
  10. ^ T. Zincke, W. Wurker, Justus Liebigs Ann. Chem. 1905, 338, 107 – 141;
  11. ^ One-Pot Synthesis of N-Substituted Diaza[12]annulenes Yamaguchi, I.; Gobara, Y.; Sato, M. Org. Lett.; (Letter); 2006; 8(19); 4279-4281. doi:10.1021/ol061585q
  12. ^ [12]Annulene Gemini Surfactants: Structure and Self-Assembly Lei Shi, Dan Lundberg, Djamaladdin G. Musaev, Fredric M. Menger Angewandte Chemie International Edition Volume 46, 2007 Issue 31 , Pages 5889 - 5891 doi:10.1002/anie.200702140
  13. ^ (德文) 1,7-Diaza[12]annulene Derivatives? 100-Year-Old Pyridinium Salts! (p 9152-9153)Manfred Christl Published Online: Nov 28 2007 5:47AM doi:10.1002/anie.200704704
  14. ^ Corrigendum [12]Annulene Gemini Surfactants: Structure and Self-Assembly Lei Shi, Dan Lundberg, Djamaladdin G. Musaev, Fredric M. Menger Angewandte Chemie International Edition Volume 46, 2007, Issue 48, Pages 9152 - 9153 doi:10.1002/anie.200790248
  15. ^ (德文) Ahnungslose Chemiker entdecken Verbindung zum zweiten Mal. Jens Lubbadeh Der Spiegel 6 December 2007 http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,521646,00.html
  16. ^ Where have I seen that before? 103-year-old chemical reaction pops up again. Katharine Sanderson. Published online 4 December 2007 | Nature | doi:10.1038/news.2007.341