Beckmann重排反应,也称作贝克曼重排反应,是酮肟在酸性催化剂(如硫酸、多聚磷酸以及五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯和亚硫酰氯等)作用下重排成N-取代酰胺的反应。
由德国化学家Ernst Otto Beckmann在1886年首次报道。1886年,德国化学家E. O. Beckmann首次报道了在醚中二苯甲酮肟和五氯化磷反应导致苯基从碳迁移到氮上,生成亚氨基氯化物(中间可能有氮正离子盐的形成),经过水解和互变异构得到N-苯基苯酰胺。此后,Beckmann发现质子酸也能有效地将肟转变成酰胺。后来人们将这种反应命名为Beckmann重排反应。
二苯甲酮肟重排
反应定义
名称:Beckmann Rearrangement;贝克曼重排反应
图片来源:摩熵化学(MolAid)
反应定义:肟(醛肟或酮肟)在强酸催化下重排为酰胺的反应
反应类型:典型的亲核重排,在重排过程中,迁移基团带着成键电子进攻缺电子原子
反应催化剂:包括质子酸、Lewis酸和酰卤等
反应特点:
①通常高温条件( >130℃)和大量强酸(Brӧnsted或Lewis酸),故应避免使用敏感底物。
②反应条件下肟如会发生异构化,将得到两种可能的酰胺混合物。对甲苯磺酰氯和五氯化磷可帮助避免该情况 。
③由于氢原子不会迁移,所以不能制备N-未取代的酰胺。
应用场景:在制备酰胺和改造天然产物结构的合成中非常重要。例如,通过这个反应可以从环己酮肟制备ε-己内酰胺,后者是生产尼龙-6的单体。
反应机理
1)酸活化酮肟中的羟基使其形成易离去基;
2)处于羟基反侧的烷基带着一对电子迁移到氮原子上,得到亚胺碳正离子(和氰基氮正离子为共振式);
3)水进攻碳正离子再互变异构得到酰胺。
图片来源:摩熵化学(MolAid)
通常认为,该反应中烷基的迁移和离去基的离去是协同的过程,同时发生的。如果迁移的烷基中带有手性基团,则手性保持不变。虽然从机理上讲,该反应得到酮肟羟基反侧的烷基迁移的酰胺,但如果在反应条件中,酮肟先发生异构化,则有可能得到两种酰胺的混合物。
反应实例
图片来源:摩熵化学(MolAid)
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