Zincke反應

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

反應機理[編輯]

反應首步為N-2,4-二硝基苯基吡啶鹽的生成。這個中間體一般分離出來後通過重結晶純化。

N-2,4-二硝基苯基吡啶鹽與一分子伯胺共熱時，胺對吡啶環發生加成，引發吡啶開環。開鏈的中間體繼續與第二分子胺作用，放出2,4-二硝基苯胺，同時得到König 鹽（6a 6b）。^[4] König 鹽的反-順-反式異構體（6a）可以通過σ重排反應或自身兼性離子的親核加成，生成環化的中間體（7），^[5] 這一步是反應的決速步。^[6]^[7] 接下來，（7）發生質子化，並消除胺，得到最終的吡啶鹽離子（9）。

此機理為 ANRORC 機理的典型例子，依次由親核加成（A_N）、開環（ring-opening）和關環（ring-closing）的步驟組成。

應用[編輯]

1、用於固相合成，其中胺是連接在王氏樹脂（Wang resin）上^[8]

2、用於手性異喹啉鹽的合成^[9]

Zincke醛[編輯]

以仲胺替代伯胺時，最終產生開鏈的產物——5-氨基-2,4-戊二烯醛類，稱為 Zincke 醛。^[10]

2007年「重新發現」[編輯]

2006年和2007年，日本^[11]和美國^[12]的兩個研究小組都聲稱，他們通過N-芳基吡啶鹽氯化物和取代苯胺（或脂肪胺）反應，合成如下一12元環的二氮雜輪烯分子（1），從而「重新發現」Zincke 這一類反應。

不久後德國化學家 Christl^[13] 在 Angewandte Chemie 上發文，指出上述反應與有100餘年歷史的 Zincke 反應實屬異曲同工，而且，這兩個團隊提出的產物結構是錯誤的——產物中並不含12元環，其結構只是簡單六元的吡啶鎓鹽（2）而已。看到這篇質疑，這兩個團隊回應稱他們起初的確是忽略了 Zincke 反應的相關文獻，不過，產物的結構沒有錯，這一點可以利用反應產物的電噴霧電離（ESI）結果來證明。其後，Christl 繼續發文，稱 ESI 中分子的締合是很常見的現象，不足以證明產物為二聚體。而相反，產物的熔點和 NMR 譜反而可以證明其吡啶鹽的性質。

時隔一年多後，2007年底，日本的研究小組因為「產物結構不明」，撤回了他們最早發表在 Organic Letters 上的文章。而同年12月，美國的研究小組亦對其早先所發表的文章做出改正，稱其「希望修改早先提出的輪烯結構」。^[14]

這一事件得到一些媒體的報導^[15]^[16]。

參見[編輯]

參考資料[編輯]

^ Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904, 333 (2-3): 296–345. doi:10.1002/jlac.19043330212.
^ Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904, 330 (2): 361–374. doi:10.1002/jlac.19043300217.
^ Zincke, T. H.; Weisspfenning, G. Über Dinitrophenylisochinoliniumchlorid und dessen Umwandlungsprodukte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1913, 396 (1): 103–131. doi:10.1002/jlac.19133960107.
^ König, W. Über eine neue, vom Pyridin derivierende Klasse von Farbstoffen. Journal für Praktische Chemie. 1904, 69 (1): 105–137. doi:10.1002/prac.19040690107.
^ 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, 98 (1): 2282–2287. doi:10.1021/ja00424a047.
^ Marvell, E. N.; Caple, G.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5641-5645. (doi:10.1021/ja00722a016)
^ Marvell, E. N.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5646-5649. (doi:10.1021/ja00722a017)
^ "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)
^ 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
^ T. Zincke, W. Wurker, Justus Liebigs Ann. Chem. 1905, 338, 107 – 141;
^ 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]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
^ （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
^ 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
^ （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 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
^ 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

[1] Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904, 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, 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, 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, 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, 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 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[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

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