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普梅雷爾重排反應

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普梅雷爾重排反應(德語:Pummerer-Umlagerung),是用乙酸酐亞碸重排為α-酰氧基硫醚的化學反應。[1][2]反應中硫原子被還原,鄰位碳被氧化。

普梅雷爾重排
普梅雷爾重排

反應綜述有:[3][4][5]

用α-酰基亞碸作原料,四氯化鈦四氯化錫路易斯酸催化,可以使反應在0℃的低溫下發生。[6]

氯氣NCSN-氯代琥珀酰亞胺)對硫醚進行氯代,首先生成氯代硫鎓離子,然後硫α-位的氫原子被消除,生成一個硫葉立德。這個硫葉立德再消除硫上的氯離子,得到一個新的硫鎓離子,這個硫鎓離子最後與一個氯離子結合,產生α-氯硫醚。反應的總體結果是原來在硫上的氯原子的轉移。

立體選擇的普梅雷爾重排反應也有報導。

反應機理

亞碸首先發生O-酰基化得到3(3與一個四價的硫烷形成平衡),然後乙酸根作鹼,3消除α-氫,繼而S-O鍵斷裂,生成硫鎓正離子4,最後4與一個乙酸根加成,得到產物。

普梅雷爾重排反應的機理
普梅雷爾重排反應的機理

其他羧酸酐酰氯異氰酸酯、無機酸或無機鹵化物(四氯化矽三氯化磷硫酰氯等)也能使反應發生,只是產物稍有不同。但二元羧酸的酸酐不能使亞碸發生重排。

產物5經水解得到[7]

其他版本

反應中的中間體硫鎓離子4可以被分子內或分子間的親核試劑所捕獲,生成不同的產物。例如,用硫酰氯捕獲該離子,得到α-氯硫醚:[8]

用硫酰氯作試劑
用硫酰氯作試劑

藜蘆醚則得到如下產物:[9]

用藜蘆醚作試劑
用藜蘆醚作試劑

如果用分子內的親核試劑(如)來捕獲中間體,那麼在產物中新形成一個環,這個方法可用於雜環化合物的製取。

普梅雷爾斷裂

當原料 α-位有很好的離去基團時,這個基團可以在消除一步時被消除(而非同碳的氫原子),反應結果是亞碸α-位的基團被消除掉,因此稱為普梅雷爾斷裂反應。[10]

例如,在三氟乙酸酐(TFAA)作用下,如下兩個帶有不同R基的亞碸發生反應。前者(R1)的pKR+為23.7,碳正離子的形態十分穩定,因此在讓三氟乙酸根在它與氫原子之間作選擇時,它比氫更優先消除,總體結果是一個斷裂反應。而後者(R2)是甲基紫10B的正離子,pKR+=9.4,正離子不如前者穩定,因此發生的是經典的普梅雷爾重排。

普梅雷爾斷裂
普梅雷爾斷裂

參見

參考資料

  1. ^ Pummerer, R. Ber. 1909, 42, 2282.
  2. ^ Pummerer, R. Ber. 1910, 43, 1401.
  3. ^ De Lucchi, O.; Miotti, U.; Modena, G. Org. React. 1991, 40, 157-184. (Review)
  4. ^ Padwa, A.; Gunn, D. E., Jr.; Osterhout, M. H. Synthesis 1997, 1353-1377. (Review)
  5. ^ Padwa, A.; Bur, S. K.; Danca, M. d.; Ginn, J. D.; Lynch, S. M. Synlett 2002, 851-862. (Review)
  6. ^ Stamos, I. K. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 6261.
  7. ^ Meffre, P.; Durand, P.; Le Goffic, F. Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.562 (2004); Vol. 76, p.123 (1999). (Article)
  8. ^ Kosugi, H.; Watanabe, Y.; Uda, H. Chem. Lett. 1989, 1865.
  9. ^ Ishibashi, H. et al. Chem. Pharm. Bull. 1989, 37, 3396.
  10. ^ Pummerer fragmentation vs. Pummerer rearrangement: a mechanistic analysis Benoît Laleu, Marco Santarem Machado and Jérôme Lacour Chem. Commun., 2006, 2786 - 2788, doi: 10.1039/b605187a