定义
羰基化合物与叠氮酸或烷基叠氮在酸催化剂存在下的反应称为Schmidt reaction (施密特反应)
反应通式
起源与发展
1923年施密特(K.F. Schmidt)报道了叠氮酸(HN3)和苯甲酮在硫酸存在下加热,可定量地生成苯甲酰胺。后来,这种转化被证明对酮、醛和羧酸具有普遍性,它们与HN3发生了类似的反应,分别生成酰胺、腈和胺。反应的一般特征
1)与相关的库尔修斯重排和霍夫曼重排不同,羧酸只发生一次转化;2)反应条件温和,试剂容易获得,工艺简单,不需要专用设备;3)质子酸被用作酸催化剂(如H2SO4、PPA、三氯乙酸/H2SO4、TFA、TFAA),其中硫酸的应用最为广泛;4)叠氮化氢可以在惰性溶剂(如CHCl3)中作为溶液处理,也可以在酸性反应混合物中加入NaN3原位生成;6)在羧酸的情况下,脂肪族和位阻芳香族底物的最佳结果;7)产物胺由于CO2的脱去,是底物的减一碳同源物;8)具有吸电子基团的芳香酸需要使用非常强的酸性催化剂(如浓硫酸),非常缺电子的杂环酸通常不会反应;10)羧酸完全烷基或芳基取代α-位(没有α氢原子)可能发生副反应由于稳定的碳正离子的酸进行脱羧反应的酶;13)α,β-不饱和羧酸不是好的底物,因为它们产生复杂地反应混合物;14)醛和酮与叠氮酸的反应速度比羧酸快,因此酮酸具有良好的化学选择性;15)脂肪族醛在硫酸中不稳定,所以主要使用芳香族醛;16)与醛的主要产物是相应的丁腈,但甲酰胺的形成往往是副反应;18)在烷基芳基酮等非对称酮中,芳基优先迁移,生成N-芳基酰胺;21)反应在分子内进行有效,并能提供N-取代内酰胺。1)羰基化合物和羧酸在水溶液中不稳定,不能作为底物;2)反应介质必须具有较强的酸性才能获得较高的产率;4)除羰基外,还有几个官能团,如腈类、亚胺类、二亚胺类、某些烯类和醇类(在酸性介质中脱水成烯类)与HN3反应。机理
反应实例
1) Organic Process Research & Development 2014, 18, 11, 1589-1592
2) Journal of the American Chemical Society 2005, 127, 32, 11260-11261
3) Journal of the American Chemical Society 2013, 135, 24, 9000-9009
4) The Journal of Organic Chemistry 2018, 83, 10, 5816-5824
5) Journal of the American Chemical Society 2003, 125, 26, 7914-7922
6)The Journal of Organic Chemistry 2012, 77, 12, 5364-5370
参考
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