内夫反应
外观
内夫反应(Nef反应)是一级或二级硝基化合物负离子在酸中水解,生成醛酮和一氧化二氮的反应。[1][2][3]
![Nef反应](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/26/Nef_Reaction_V.3.0.svg/500px-Nef_Reaction_V.3.0.svg.png)
反应以约翰·内夫的名字命名。1894年,他用硝基乙烷的钠盐与硫酸反应,得到了85-89%产率的一氧化二氮及70%以上产率的乙醛,从而提出了这个反应。[4]在他之前,俄国的Konovalov曾于1893年用1-苯基硝基乙烷钾盐与硫酸反应得到了二苯甲酮,发现了该反应,但没有意识到这个反应的意义。[5]
反应机理
[编辑]吸电子硝基使硝基化合物的α-氢具有一定的酸性,可以生成比较稳定的负离子。该负离子经过两次质子化,生成亚胺离子,亚胺离子被水分子进攻,发生亲核加成,生成中间体4。然后4失去质子和水,生成深蓝色的1-亚硝基醇5。5发生重排生成次硝酸(HNO)和𨦡离子7。次硝酸转化为连二次硝酸(H2N2O2)和一氧化二氮,而7失去质子,生成产物醛酮。
原料硝基化合物需要有α-氢,因此三级硝基化合物不反应。
![The Nef reaction mechanism](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ae/Nef_reaction_mechanism.svg/500px-Nef_reaction_mechanism.svg.png)
反应还可以用臭氧和过一硫酸氢钾(Oxone)[6]作氧化剂,使C-N键断裂生成酮。臭氧的反应可以看成C=N在臭氧化反应中被氧化,接上一个双键氧;Oxone的反应机理见[1] (页面存档备份,存于互联网档案馆)。也可用四氯化锡等路易斯酸催化使C=N键断裂。[7]
应用
[编辑]Nef反应是糖化学中的增碳方法之一。用醛酮与硝基化合物缩合,生成的α-羟基硝基化合物用碱处理后,经过Nef反应可以得到增加一个或多个碳的羟基醛酮。逆反应称为Wohl降解反应。
![Nef反应 碳链增长](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/NefChainExtention.png/500px-NefChainExtention.png)
也可以用不饱和醛酮与硝基化合物发生Michael加成,用碱处理后,使其发生Nef反应。产物是一般用其他方法难以制取的1,4-二羰基化合物。[8][9]
![Nef反应+Michael加成](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a7/NefMichaelTandem.png/500px-NefMichaelTandem.png)
如果使硝基化合物在强酸中水解,则产物是羧酸和羟胺盐。
参见
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ The Nef Reaction Wayland E. Noland Chem. Rev. 1955, 55(1), 137 - 155. doi:10.1021/cr50001a003(综述)
- ^ Pinnick, H. W. Org. React. 1990, 38, 655-792.(综述)
- ^ Grierson, D. S.; Husson, H.-P. Comp. Org. Syn. 1991, 6, 937-944.(综述)
- ^ Nef, J. U. Liebigs Ann. Chem. 1894, 280.
- ^ Konovalov.,: J. Russ. Phys. Chem. Soc. 2 1893, 6(I), 509.
- ^ Ceccherelli, P.; Curini, M.; Marcotullio, M. C.; Epifano, F.; Rosati, O. Synth. Commun. 1998, 28, 3057-3064.
- ^ Miyashita, M.; Yanami, T.; Yoshikoshi, A. Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.414 (1990); Vol. 60, p.117 (1981). 链接 (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ A convenient synthesis of γ-functionalized cyclopentenones Nour Lahmar, Taïcir Ben Ayed , Moncef Bellassoued and Hassen Amri Beilstein Journal of Organic Chemistry 2005, 1:11 doi:10.1186/1860-5397-1-11
- ^ McMurry, J. E.; Melton, J. Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.648 (1988); Vol. 56, p.36 (1977). 链接 (页面存档备份,存于互联网档案馆)