WikiDer > Реакция Бюхерера – Бергса

Bucherer–Bergs reaction
Реакция Бюхерера – Бергса
Названный в честьГанс Теодор Бухерер
Герман Бергс
Тип реакцииРеакция образования кольца
Идентификаторы
Портал органической химииBucherer-Bergs-реакция

В Реакция Бюхерера – Бергса это химическая реакция из карбонил соединения (альдегиды или же кетоны) или же циангидрины с карбонат аммония и цианистый калий давать гидантоины.[1][2][3][4] Реакция названа в честь Ганс Теодор Бухерер.

Общая реакция

Реакция Бюхерера-Бергса

Механизм реакции

Механизм реакции Бюхерера – Бергса.

После конденсации карбонила с аммонием образовавшийся имин подвергается атаке изоцианида с образованием аминонитрила. Нуклеофильное присоединение аминонитрила к CO2 приводит к цианокарбаминовой кислоте, внутримолекулярное кольцо которой замыкается до 5-иминооксазолидин-2-она. 5-иминооксазолидин-2-он перегруппировывается с образованием гидантоин продукт через изоцианат средний.[нужна цитата]

История

Реакции, подобные реакции Бухерера-Бергса, были впервые замечены в 1905 и 1914 годах Чамикианом и Зильбером, которые получили 5,5-диметилгидантоин из смеси ацетон и синильная кислота после того, как он находился на солнце в течение пяти-семи месяцев. В 1929 году Бергс выдал патент, в котором описал его собственный синтез ряда 5-замещенных гидантоинов. Бухерер усовершенствовал метод Бергса, обнаружив, что более низкие температуры и давления для реакции допустимы. Бухерер и Штайнер также обнаружили, что циангидрины будут реагировать так же хорошо, как карбонильные соединения, с образованием гидантоины. Позже Бухерер и Либ обнаружили, что 50% спирт был эффективным растворителем для реакции. С помощью этого растворителя альдегиды отреагировал хорошо, и кетоны дали отличные урожаи. В 1934 году Бухерер и Штайнер предложили механизм реакции. Хотя с механизмом были некоторые проблемы, в основном он был точным.[5]

Ограничения

Одним из ограничений реакции Бюхерера-Бергса является то, что у нее есть только одна точка разнообразия. Только изменения в составе стартовой кетон или же альдегид приведет к вариациям в финале гидантоин.

Один из способов увеличить количество баллов разнообразия - объединить реакцию с 2-метиленазиридином с реакцией Бухерера-Бергса в однокамерный синтез (см. рисунок 1). Во-первых, реакция 2-метиленазиридина 1 с Реактив Гриньяра, каталитическая Cu (I) и R2-X заставляет 2-метиленазиридин открывать кольцо и образовывать кетимин 2. Затем кетимин подвергается воздействию реагентов Бухерера-Бергса, в результате чего получается 5,5'-дизамещенный гидантоин. 3. Эта реакция имеет три точки химического разнообразия, поскольку структура азиридин исходное соединение, металлоорганический реагент и электрофил все можно варьировать, чтобы синтезировать другой гидантоин.[6]

Рисунок 1

Улучшения

Одним из усовершенствований реакции Бухерера-Бергса стало использование ультразвуковой обработки. В последнее время многие органические реакции были ускорены ультразвуковым облучением. В прошлом реакция Бюхерера-Бергса имела проблемы с полимеризацией, длительное время реакции и сложную обработку. 5,5-дизамещенные гидантоины могут быть получены с использованием реакции Бухерера-Бергса при обработке ультразвуком. По сравнению с сообщениями в литературе это позволяет проводить реакцию при более низкой температуре, иметь более короткое время реакции, более высокий выход и более простую обработку.[7]

Вариации

Одним из вариантов реакции Бюхерера – Бергса является обработка карбонильного соединения сероуглерод и цианид аммония в метанол раствор с образованием 2,4-дитиогидантоинов (см. рисунок 2).[8] Кроме того, реакция кетонов с монотиокарбаматом аммония и цианидом натрия дает 5,5-дизамещенные 4-тиогидантоины.[9]

фигура 2

Стереоспецифичность

В некоторых случаях исходный карбонильный материал может быть достаточно стерически смещенным, так что один стереоизомер наблюдается. Однако в других случаях селективность отсутствует, что приводит к соотношению стереоизомеров 1: 1. Пример, взятый из книги Цзе Джека Ли «Назовите реакции: гетероциклическая химия», показывает случай стереоспецифичности реакции Бухерера-Бергса. В то время как конечный продукт реакции Бюхерера – Бергса является гидантоин, гидантоин может подвергаться гидролиз с образованием аминовой кислоты. Это то, что предполагается в приведенном ниже примере. Для сравнения, аминокислотный продукт для Синтез Стрекера также был включен.[10]

Стереоспецифичность реакции Бюхерера-Бергса.png

Приложения

Гидантоины, образующиеся в результате реакции Бухерера-Бергса, имеют множество полезных применений. Они:

  • полезны в химии углеводов.
  • являются важными гетероциклическими каркасами, которые вызывают биологические эффекты.
  • являются полезными предшественниками аминокислоты, е. грамм. метионин.
  • имеют фармакологическое значение (например, 5,5-дифенилгидантоин, также известный как Дилантин)

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Бухерер, Х. Т.; Фишбек, Х. Т. J. Prakt. Chem. 1934, 140, 69.
  2. ^ Бухерер, Х. Т.; Штайнер, В. J. Prakt. Chem. 1934, 140, 291.
  3. ^ Бергс, Х. Гер. погладить. 566 094 (1929).
  4. ^ Уэр, Э. Chem. Ред. 1950, 46, 403. (Обзор) Дои:10.1021 / cr60145a001
  5. ^ Уэр, Э. Chem. Ред. 1950, 46, 403. (Обзор) Дои:10.1021 / cr60145a001
  6. ^ Montagne, C .; Shiers, J. J .; Шипман, М. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 9207-9209.
  7. ^ Li, J .; Li, L .; Li, T .; Li, H .; Лю, Дж. Ультразвуковая сонохимия 1996, 3, S141-S143.
  8. ^ Кэррингтон, Х. J. Chem. Soc. 1947, 681.
  9. ^ Carrington, H.C .; Васи, C.H; Уоринг, W.S. J. Chem. Soc. 1959, 396.
  10. ^ Ли, Дж. Дж. Название реакции: гетероциклическая химия., Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., 2005.