La transposición de Curtius (o reacción de Curtius o degradación de Curtius ), definida por primera vez por Theodor Curtius en 1885, es la descomposición térmica de una acil azida en un isocianato con pérdida de nitrógeno gaseoso. [1] [2] El isocianato luego sufre el ataque de una variedad de nucleófilos como agua, alcoholes y aminas , para producir una amina primaria, un carbamato o un derivado de urea, respectivamente. [3] Se han publicado varias reseñas. [4][5]
La acil azida se prepara normalmente a partir de la reacción de cloruros de ácido o anídridos [6] con azida sódica o trimetilsilil azida . [7] Las acilazidas también se obtienen a partir del tratamiento de acilhidrazinas con ácido nitroso . [8] Alternativamente, la acil azida se puede formar mediante la reacción directa de un ácido carboxílico con difenilfosforil azida (DPPA). [9]
Se creía que la transposición de Curtius era un proceso de dos pasos, con la pérdida de nitrógeno gaseoso formando un acil nitreno , seguido de la migración del grupo R para dar el isocianato . Sin embargo, investigaciones recientes han indicado que la descomposición térmica es un proceso concertado , con ambos pasos sucediendo juntos, debido a la ausencia de cualquier inserción de nitreno o subproductos de adición observados o aislados en la reacción. [10] Los cálculos termodinámicos también apoyan un mecanismo concertado. [11]
La migración se produce con la retención total de la configuración en el grupo R. La aptitud migratoria del grupo R es aproximadamente terciario> secundario ~ arilo> primario. A continuación, el isocianato formado puede hidrolizarse para dar una amina primaria o sufrir un ataque nucleófilo con alcoholes y aminas para formar carbamatos y derivados de urea, respectivamente.
La investigación ha demostrado que la transposición de Curtius es catalizada por los ácidos de Brønsted [12] y Lewis , a través de la protonación o coordinación del átomo de oxígeno acilo, respectivamente. Por ejemplo, Fahr y Neumann han demostrado que el uso de trifluoruro de boro o catalizador de tricloruro de boro reduce la temperatura de descomposición necesaria para la transposición en aproximadamente 100 ° C y aumenta significativamente el rendimiento del isocianato. [13]
También es posible la descomposición fotoquímica de la acilazida. [14] Sin embargo, el reordenamiento fotoquímico no está concertado y, en cambio, ocurre por un intermedio de nitreno , formado por la ruptura del enlace N-N débil y la pérdida de gas nitrógeno. El nitreno altamente reactivo puede sufrir una variedad de reacciones de nitreno, como la inserción y adición de nitreno , dando productos secundarios no deseados. [15] En el ejemplo siguiente, el intermedio de nitreno se inserta en uno de los enlaces C – H del disolvente ciclohexano para formar N-ciclohexilbenzamida como subproducto.