Wolff重排反应
Wolff重排反应,是指α-重氮酮在光、热或过渡金属催化剂(如氧化银)作用下,放出氮气生成卡宾中间体,然后发生1,2-重排反应生成烯酮。烯酮作为中间产物,可以被弱酸性亲核体(水、醇、胺等)进攻,生成羧酸衍生物,也可以与烯烃经[2+2]环化形成四元环。该反应由陆德维希·沃尔夫在年发现。
Wolff重排常被用于Arndt-Eistert同系列羧酸的合成。Arndt-Eister合成是将一个酸变成它的高一级同系物或转变成同系列酸的衍生物(如酯或酰胺)的反应。该反应可应用于脂肪族酸和芳香族酸的制备。
Wolff重排反应具有如下特征:(1)如果重排基团包含手性,重排之后,基团的立体构型不变。(2)环状重氮酮经过重排收缩,可用于制备有张力的环体系。(3)尽管α-重氮酮非常活泼,但是也通过仔细筛选反应条件来避免或者最小化副反应的发生。
反应机理
重氮酮在银、银盐或铜存在条件下,或用光照射或热分解都消除氮分子而重排为烯酮,生成的烯酮进一步与羟基或胺类化合物作用得到酯类、酰胺或羧酸。可能的有两种机理,一种是先裂解生卡宾,再重排;另一种是整个过程协同进行。
对于空间受阻的底物,银离子催化失败,表明必须与离子形成底物络合物。在这些情况下,光化学激发是选择的方法。
溶剂会影响反应过程。如果在甲醇中作为溶剂进行Wolff重排,则从O-H插入点到卡宾中间体的副产物的出现:
反应的过程和迁移偏好可取决于反应的条件(热,光化学,金属离子催化)。如果R是苯基,则主要产物来自重排,而甲基给出更多的插入副产物。
2-重氮-1,3-二酮的反应也有助于确定迁移能力:
在光解中,优选甲基用于重排,而在热解条件下,苯基取代基优先迁移。氢总是超过苯基的迁移能力。芳基或2-重氮酮基羧酸烷基酯中的烷氧基从不迁移。
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