La reacción de Schmidt es una reacción orgánica en la que una azida reacciona con un derivado de carbonilo , generalmente un aldehído, cetona o ácido carboxílico, en condiciones ácidas para dar una amina o amida , con expulsión de nitrógeno. [1] [2] [3] Lleva el nombre de Karl Friedrich Schmidt (1887-1971), quien lo informó por primera vez en 1924 al convertir con éxito la benzofenona y el ácido hidrazoico en benzanilida . [4] Sorprendentemente, la reacción intramolecular no se informó hasta 1991 [5]pero se ha vuelto importante en la síntesis de productos naturales. [6]
Reacción de Schmidt | |
---|---|
Lleva el nombre de | Karl Friedrich Schmidt |
Tipo de reacción | Reacción de reordenamiento |
Identificadores | |
Portal de química orgánica | reacción de Schmidt |
ID de ontología RSC | RXNO: 0000170 |
![Schmidt Reaktion Übersicht Carbonsäuren1.svg](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/d6/Schmidt_Reaktion_%C3%9Cbersicht_Carbons%C3%A4uren1.svg/350px-Schmidt_Reaktion_%C3%9Cbersicht_Carbons%C3%A4uren1.svg.png)
La reacción es eficaz con ácidos carboxílicos para dar aminas (arriba) y con cetonas para dar amidas (abajo).
![Schmidt Reaktion Übersicht Ketone1.svg](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/2/25/Schmidt_Reaktion_%C3%9Cbersicht_Ketone1.svg/400px-Schmidt_Reaktion_%C3%9Cbersicht_Ketone1.svg.png)
Mecanismo de reacción
La reacción está estrechamente relacionada con la transposición de Curtius excepto que en esta reacción la acil azida se produce por reacción del ácido carboxílico con ácido hidrazoico a través del ácido carboxílico protonado, en un proceso similar a una esterificación de Fischer . Una alternativa, que implica la formación de un ión acilio, se vuelve más importante cuando la reacción tiene lugar en un ácido concentrado (> 90% de ácido sulfúrico). [7] (En la transposición de Curtius, la azida de sodio y un cloruro de acilo se combinan para generar cuantitativamente el intermedio de acil azida, y el resto de la reacción tiene lugar en condiciones neutras).
La reacción de Schmidt del ácido carboxílico comienza con el ión acilio 1 obtenido por protonación y pérdida de agua. La reacción con ácido hidrazoico forma la azidocetona 2 protonada , que pasa por una reacción de transposición con el grupo alquilo R, migrando sobre el enlace CN con expulsión de nitrógeno. El isocianato protonado es atacado por el agua formando el carbamato 4 , que después de la desprotonación pierde dióxido de carbono en la amina .
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/2/27/Schmidtreactionmechanismamine.png/500px-Schmidtreactionmechanismamine.png)
En el mecanismo de reacción para la reacción de Schmidt de las cetonas , el grupo carbonilo se activa por protonación para la adición nucleofílica de la azida, formando azidohidrina 3 , que pierde agua en una reacción de eliminación al diazoiminio 5. Uno de los grupos alquilo o arilo migra del carbono. a nitrógeno con pérdida de nitrógeno para dar un intermedio de nitrilio 6 , como en la transposición de Beckmann . El ataque del agua convierte 6 en ácido imídico protonado 7 , que sufre una pérdida de protón para llegar al tautómero de ácido imídico de la amida final . En un mecanismo alternativo, la migración ocurre en 9 , directamente después de la protonación del intermedio 3 , de una manera similar a la reacción de Baeyer-Villiger para dar la amida 10 protonada . La pérdida de un protón proporciona de nuevo la amida. Se ha propuesto que la deshidratación a 3 para dar 5 (y, por tanto, la vía de Beckmann) se ve favorecida por ácidos no acuosos como el conc. H 2 SO 4 , mientras que los ácidos acuosos como conc. El HCl favorece la migración de 9 (la vía Baeyer-Villiger). Estas posibilidades se han utilizado para tener en cuenta el hecho de que, para ciertos sustratos como la α-tetralona , el grupo que migra a veces puede cambiar, dependiendo de las condiciones utilizadas, para administrar cualquiera de las dos posibles amidas. [8]
![Schmidtmech.png](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/1/14/Schmidtmech.png/400px-Schmidtmech.png)
Reacciones que involucran alquil azidas
El alcance de esta reacción se ha ampliado a las reacciones de carbonilos con alquil azidas RN 3 . Esta extensión fue reportada por primera vez por JH Boyer en 1955 [9] (de ahí el nombre de reacción de Boyer ), por ejemplo, la reacción de m-nitrobenzaldehído con β-azido-etanol :
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/c/c6/BoyerReaction.png/400px-BoyerReaction.png)
Las variaciones que involucran reacciones de Schmidt intramoleculares se conocen desde 1991. [5] Estas son reacciones de anulación y tienen alguna utilidad en la síntesis de productos naturales; [6] [10] tales como lactamas [11] y alcaloides . [12]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/7/7a/SchmidtreactionApplication.png/400px-SchmidtreactionApplication.png)
Ver también
- Reordenamiento de Curtius
- Reordenamiento de Hofmann
- Reordenamiento de pérdida
Referencias
- ^ Plagens, Andreas; Laue, Thomas M. (2005). Reacciones orgánicas nombradas (2ª ed.). Chichester: John Wiley & Sons. ISBN 0-470-01041-X.
- ^ Wolff, Hans (2011). "La reacción de Schmidt". Reacciones orgánicas : 307–336. doi : 10.1002 / 0471264180.or003.08 . ISBN 978-0471264187.
- ^ Lang, S .; Murphy, JA (2006). "Reordenamientos de azida en sistemas deficientes en electrones". Chem. Soc. Rev . 35 (2): 146-156. doi : 10.1039 / B505080D . PMID 16444296 .
- ^ Schmidt, KF (1924). "Über den Imin-Rest". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Series A y B) . 57 (4): 704–723. doi : 10.1002 / cber.19240570423 .
- ^ a b Jeffrey Aube y Gregory L. Milligan (1991). "Reacción de Schmidt intramolecular de alquil azidas". Mermelada. Chem. Soc. 113 (23): 8965–8966. doi : 10.1021 / ja00023a065 .
- ^ a b Nyfeler, Erich; Renaud, Philippe (24 de mayo de 2006). "Reacción de Schmidt intramolecular: aplicaciones en la síntesis de productos naturales". Revista Internacional de Química CHIMIA . 60 (5): 276–284. doi : 10.2533 / 000942906777674714 .
- ^ Koldobskii, GI; Ostrovskii, Vladimir A; Gidaspov, BV (30 de noviembre de 1978). "Reacción de Schmidt con aldehídos y ácidos carboxílicos". Reseñas de productos químicos rusos . 47 (11): 1084–1094. Código Bibliográfico : 1978RuCRv..47.1084K . doi : 10.1070 / rc1978v047n11abeh002294 . ISSN 0036-021X .
- ^ Crosby, Ian T .; Shin, James K .; Capuano, Ben (2010). "La aplicación de la reacción de Schmidt y el reordenamiento de Beckmann a la síntesis de lactamas bicíclicas: algunas consideraciones mecanicistas". Revista australiana de química . 63 (2): 211. doi : 10.1071 / CH09402 . ISSN 0004-9425 .
- ^ JH Boyer y J. Hamer (1955). "La reacción catalizada por ácido de alquil azidas sobre compuestos de carbonilo". Mermelada. Chem. Soc. 77 (4): 951–954. doi : 10.1021 / ja01609a045 .
- ^ Milligan, Gregory L .; Mossman, Craig J .; Aube, Jeffrey (octubre de 1995). "Reacciones intramoleculares de Schmidt de alquil azidas con cetonas: alcance y estudios estereoquímicos". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 117 (42): 10449–10459. doi : 10.1021 / ja00147a006 .
- ^ Lei Yao y Jeffrey Aubé (2007). "Control catiónico-π de la regioquímica de las reacciones de Schmidt intramoleculares en ruta hacia las lactamas bicíclicas puenteadas" (Comunicación) . Mermelada. Chem. Soc. 129 (10): 2766–2767. doi : 10.1021 / ja068919r . PMC 2596723 . PMID 17302421 .
- ^ Wrobleski, Aaron; Sahasrabudhe, Kiran; Aubé, Jeffrey (mayo de 2004). "Síntesis total asimétrica de alcaloides dendrobátidos: preparación de indolizidina 251F y su análogo 3-desmetil usando una estrategia de reacción de Schmidt intramolecular". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 126 (17): 5475–5481. doi : 10.1021 / ja0320018 . PMID 15113219 .