​Lossen重排

2022-09-16
摘要:实验结果证明, 生成最终产物的关键中间体还是苯基异氰酸酯。苯基异氰酸酯的一部分与水反应生成苯胺和二氧化碳, 另一半与苯胺反应生成了二苯基脲。

1872年, W.Lossen发现, 苯甲酰氧肟苯甲酰会热解成苯基异氰酸酯(isocya nate)和苯甲酸。经过几年的研究, 他进一步发现, 对甲氧基苯甲酰苯甲酰氧肟钾盐在热水中会迅速转化为二苯基脲、对甲氧基苯甲酸钾和二氧化碳。他的实验结果证明, 生成最终产物的关键中间体还是苯基异氰酸酯。苯基异氰酸酯的一部分与水反应生成苯胺和二氧化碳, 另一半与苯胺反应生成了二苯基脲。


活化的氧肟酸在加热或碱性条件下重排生成异氰酸酯的反应,称为Lossen重排。此反应最早由W. Lossen在1872年首先报道。1872年, W.Lossen发现, 苯甲酰氧肟苯甲酰会热解成苯基异氰酸酯(isocya nate)和苯甲酸。氧肟酸在此反应条件下不会发生重排,只有活化后的氧肟酸才会发生反应,氮原子上离去基团的离去能力对此重排反应至关重要。常见的活化方法有:O-酰基化,O-芳基化,氯化,O-磺酰基化,多聚磷酸活化,碳二酰亚胺活化,Mitsunobu反应条件,硅基化等等。反应生成的异氰酸酯,可以转化为脲或者比原来氧肟酸少一个碳的胺,或者相应的保护的胺。【Hofmann重排】【Curtius 重排】【Schmidt重排】

反应机理


Lossen重排的机理与Curtius-、Hofmann-和Schmidt 重排类似。第一步是酰基氧肟酸的氮原子上脱质子化生成相应的盐,此盐相当不稳定,并迅速协同重排通过一个桥接阴离子中间体生成异氰酸酯。重排的速率很大程度上取决于取代基的电子性质,R3吸电子能力越强,R1和R2给电子能力越强,反应速率越高。


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异氰酸酯在水中可以分解为相应的胺:

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反应实例

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相关文献

1. Lossen, W. Ann. 1872, 161, 347. Wilhelm C. Lossen (1838-1906) was born in Kreuznach, Germany. After his Ph.D. studies at Göttingen in 1862, he embarked on his independent academic career, and his interests centered on hydroxyamines.

2. Bauer, L.; Exner, O. Angew. Chem. Int. Ed. 1974, 13, 376.

3. Lipczynska-Kochany, E. Wiad. Chem. 1982, 36, 735-756.

4. Casteel, D. A.; Gephart, R. S.; Morgan, T. Heterocycles 1993, 36, 485-495.

5. Zalipsky, S. Chem. Commun. 1998, 69-70.

6. Stafford, J. A.; Gonzales, S. S.; Barrett, D. G.; Suh, E. M.; Feldman, P. L. J. Org. Chem. 1998, 63, 10040–10044.

7. Anilkumar, R.; Chandrasekhar, S.; Sridhar, M. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 5291-5293.

8. Abbady, M. S.; Kandeel, M. M.; Youssef, M. S. K. Phosphorous, Sulfur and Silicon 2000, 163, 55–64.

9. Ohmoto, K.; Yamamoto, T.; Horiuchi, T.; Kojima, T.; Hachiya, K.; Hashimoto, S.; Kawamura, M.; Nakai, H.; Toda, M. Synlett 2001, 299-301.

10. Choi, C.; Pfefferkorn, J. A. Lossen rearrangement. In Name Reactions for Homologations-Part II; Li, J. J., Ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2009, pp 200-209. (Review).

11. Yoganathan, S.; Miller, S. J. Org. Lett. 2013, 15, 602-605.


参考资料

一、Name Reactions (A Collection of Detailed Reaction Mechanisms), Jie Jack Li, Lossen rearrangement,page 367-368.

二、Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis, LászlóKürti and Barbara Czakó, Lossen rearrangement , page 266.

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