Реакция Штаудингера

Реакция Штаудингера — метод синтеза фосфазенов (иминофосфоранов) взаимодействием азидами и фосфинами (или фосфитами), открыт в 1919 году Германом Штаудингером[1][2]:

R₃P + R'N₃

\to

R₃P=NR' + N₂

Фосфазены, образовавшиеся в реакции, затем вводятся в дальнейшие превращения. Так, гидролиз фосфазенов, ведущий к образованию амина и фосфиноксида используется в качестве метода мягкого восстановления азидов в амины (восстановление по Штаудингеру):

{\mathsf {R_{3}P{\text{=}}NR^{1}+H_{2}O\rightarrow R^{1}NH_{2}+R_{3}P{\text{=}}O}}

Взаимодействие фосфазенов с карбонильными соединениями используется как метод синтеза иминов (иминирование по Штаудингеру):

{\mathsf {R_{3}P{\text{=}}NR^{1}+R_{2}^{2}CO\rightarrow R_{2}^{2}C{\text{=}}NR^{1}+R_{3}P{\text{=}}O}}

,

при использовании в качестве карбонильного компонента изоцианатов такое иминирование ведет к образованию карбодиимидов:

R₃P=NR¹ + R²N=C=O

\to

R²N=C=NR¹ + R₃PO

Механизм реакции

В основе реакции лежит нуклеофильное присоединение фосфина к терминальному атому азота азидной группы с образованием фосфазида. После образования циклического интермедиата и отщепления молекулярного азота образуется иминофосфоран, который также можно представить в аза-илидной форме с разделением зарядов.

Модификации

В 2000 группой К. Бертоцци была предложена модификация реакции Штаудингера[3], в которой была применена электрофильная ловушка — метиловый эфир карбоновой кислоты, улавливающий аза-илидный интермедиат с образованием амида и окиси фосфина. В отличие от обычной реакции Штаудингера, в данном случае оба продукта ковалентно связаны, поэтому такая модификация получила название «лигирование по Штаудингеру» и широко применялась в химической биологии и биоконъюгации[4].

Примечания

Staudinger H., Meyer J. Über neue organische Phosphorverbindungen III. Phosphinmethylenderivate und Phosphinimine. (нем.) // Helv. Chem. Acta. — 1919. — Bd. 2, H. 1. — S. 635–646. — doi:10.1002/hlca.19190020164.
Gololobov Yu. G., Zhmurova I. N., Kasukhin L. F. Sixty years of staudinger reaction (англ.) // Tetrahedron. — 1981. — Vol. 37, iss. 3. — P. 437–472. — doi:10.1016/S0040-4020(01)92417-2.
Saxon E., Bertozzi C. R. Cell Surface Engineering by a Modified Staudinger Reaction (англ.) // Science. — 2000. — Vol. 287, iss. 5460. — P. 2007-2010. — doi:10.1126/science.287.5460.2007.
Schilling C. I., Jung N., Biskup M., Schepers U., Stefan Brase S. Bioconjugation via azide–Staudinger ligation: an overview (англ.) // Chem. Soc. Rev. — 2011. — Vol. 40. — P. 4840–4871. — doi:10.1039/c0cs00123f.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[Staudinger_1919-1] Staudinger H., Meyer J. Über neue organische Phosphorverbindungen III. Phosphinmethylenderivate und Phosphinimine. (нем.) // Helv. Chem. Acta. — 1919. — Bd. 2, H. 1. — S. 635–646. — doi:10.1002/hlca.19190020164.

[Gololobov_1981-2] Gololobov Yu. G., Zhmurova I. N., Kasukhin L. F. Sixty years of staudinger reaction (англ.) // Tetrahedron. — 1981. — Vol. 37, iss. 3. — P. 437–472. — doi:10.1016/S0040-4020(01)92417-2.

[Saxon_2000-3] Saxon E., Bertozzi C. R. Cell Surface Engineering by a Modified Staudinger Reaction (англ.) // Science. — 2000. — Vol. 287, iss. 5460. — P. 2007-2010. — doi:10.1126/science.287.5460.2007.

[Schilling_2011-4] Schilling C. I., Jung N., Biskup M., Schepers U., Stefan Brase S. Bioconjugation via azide–Staudinger ligation: an overview (англ.) // Chem. Soc. Rev. — 2011. — Vol. 40. — P. 4840–4871. — doi:10.1039/c0cs00123f.