施密特反應
施密特反應（Schmidt反應）是一個有機重排反應，原料在疊氮酸作用下，放出氮氣，發生烷基遷移生成新的C-N鍵。[1]以羧酸作原料時，經由異氰酸酯中間體，產物為少一個碳的胺：
反應由卡爾·弗里德里希·施密特（1887-1971）在1924年發現，[2]一般採用質子酸（如硫酸、多聚磷酸、三氯乙酸）或路易斯酸催化，用於合成新的有機化合物，如2-奎寧環酮。
如果原料在酸中穩定，則這個反應產率很高，高於同類型的霍夫曼重排反應、Lossen重排反應及Curtius重排反應。使用的羧酸可以是一元或二元直鏈脂肪羧酸、脂環族羧酸或芳香族羧酸。疊氮酸及酰基疊氮均是易爆且有毒的化合物，使用時需注意安全。
反應機理
[編輯]以羧酸作原料時，首先羥基質子化，水離去，生成酰基陽離子1。1與疊氮酸加成，生成質子化的酰基疊氮2。2發生重排，烷基R遷移至C-N鍵另一端，氮氣離去。水進攻質子化的異氰酸酯生成氨基甲酸酯4，去質子化及失二氧化碳得到產物胺。
若原碳原子有手性，則反應後構型保持不變。除反應中間體疊氮化物帶有質子外，該反應與Curtius重排反應頗為類似，可看作對Curtius反應的改進。
酮作原料時的反應機理為：羰基加質子得到2，再與疊氮酸親核加成生成疊氮化物中間體3，使羰基活化。3發生消除反應失水生成亞胺4，而後兩個烷基之一遷移至氮端，氮氣離去。水進攻正電性碳，消除質子得到7，最後經互變異構生成產物酰胺。
烷基疊氮化物作原料
[編輯]1955年，J.H. Boyer將該反應原料延伸至烷基疊氮化物R-N3，[3]此類反應也稱Boyer反應。例子包括間硝基苯甲醛與β-疊氮乙醇的反應：
對分子內Schmidt反應的研究開始於1991年，[4]一個例子是雙環內酰胺的合成：[5]
參考資料
[編輯]- ^ Named Organic Reactions, 2nd Edition, Thomas Laue and Andreas Plagens, John Wiley & Sons: Chichester, England, New York, 2005. 320 pp. ISBN 0-470-01041-X
- ^ Über den Imin-Rest; Karl Friedrich Schmidt Ber., 1924, 57, 704, doi:10.1002/cber.19240570423.
- ^ The Acid-catalyzed Reaction of Alkyl Azides upon Carbonyl Compounds J. H. Boyer and J. Hamer J. Am. Chem. Soc.; 1955; 77(4) pp 951 - 954; doi: 10.1021/ja01609a045
- ^ Intramolecular Schmidt reaction of alkyl azides Jeffrey Aube and Gregory L. Milligan J. Am. Chem. Soc.; 1991; 113(23) pp 8965 - 8966; doi:10.1021/ja00023a065
- ^ Cation-pi Control of Regiochemistry of Intramolecular Schmidt Reactions en Route to Bridged Bicyclic Lactams Lei Yao and Jeffrey Aubé J. Am. Chem. Soc.; 2007; 129(10) pp 2766 - 2767; (Communication) doi:10.1021/ja068919r
外部連結
[編輯]Organic Syntheses中涉及Schmidt反應的文獻：
- Organic Syntheses 2007, 84, 347-358 Article
- Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.207 (2004); Vol. 79, p.165 (2002). Article （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.408 (1973); Vol. 44, p.41 (1964). Article （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）