有机人名反应

Arndt-Eistert合成

【摘要】 阿恩特－艾斯特尔特合成是用德国化学家弗里茨·阿恩特（Fritz

Arndt，1885年－1969年）和贝恩德米·艾斯特尔特（Bernd Eistert，1902年－1978年）两人的名字命名的一个人名反应。是一类羧酸的同系化反应，能将一个酸转变成它的高一级同系物或转变成同系列酸的衍生物，同时也是一种非常有用的增长羧酸碳链的合成方法,在化学中有很广的应用。

【关键词】 酰氯；重氮甲烷； 重氮酮； 反应机理；碳链加长； 应用

ABSTRACT The Arndt - Esther Stewart synthesis is the German

chemist Fritz Arndt (Fritz Arndt, -1969, 1885) and Bain Suleyman • Esther Stewart (Bernd Eistert, 1902 -1978years) both named after a person's name reaction. Homologation reactions are a class of carboxylic acids, and capable of an acid into its high level homologues or converted into the acid derivative of the same series, is also a very useful synthetic method of the growth of a carboxylic acid carbon chain, Have wide application in the chemical.

KEY WORDS Chloride; Diazomethane; Diazoketone; Reaction Mechanism; Carbon chain length; Application

在多达上百种的人名反应中，德国化学家弗里茨·阿恩特和贝恩德米·艾斯特尔特的这个人名反应在化学界中着实是一个比较经典的化学反应，在这个反应中，能将酸类化合物变成酯、酰胺等等衍生类物质，在这反应中，他们在Wolff重排反应的基础上发现了碳链的增长与利用，这才是一个化学界上的大突破，因为此反应可以用来增长C原子的数目，解决了一个化学界中的难题，故此反应的应用也在逐步扩大，在化学界中有着广泛的应用，我参考过一些研究论文，以此基础来研究的反应挺多的，如利用重氮甲烷为重氮化试剂，以非天然N—Fmoc—α—氨基酸为原料，运用Arndt-Eistert来研究合成8个对应的同系物手性非天然N—Fmoc—β—氨基酸。基于上文所述，故本文主要介绍一些关于

Arndt-Eistert反应的合成机理、发现过程、反应过程、碳链加长、及一些简单的应用实例。

(3)在适当的试剂和催化剂（胶态银、铂、铜）存在条件下，重氮酮重排同时失去氮。有水存在时得到酸，有醇存在时得到酯，当有氨或胺存在时则生成酰胺。

Ag

RCOCHN2+HOH

Ag

RCH2CO2H+N2 RCH2CO2R`+N2

Ag

RCOCHN2+R`OH

RCOCHN2+NH3

RCH2CONH2+N2

Ag

RCOCHN2+R`NH2RCH2CONHR`+N2

2.发现历程

沃尔夫（Wolff）发现重氮酮能转变成酸的衍生物，此反应称为沃尔夫重排，例如沃尔夫发现ω—重氮苯乙酮（C6H5COCHN2）用乙酸铵和氧化银处理得到苯基乙酰胺C6H5CH2CONH2，产率很好，在当时无任何使用价值，因为重氮酮需通过一系列复杂的反应来制备，等到发现了制备重氮酮的办法后，沃尔夫重排反应应用于合成。

阿恩特和其共同合作者指出当酰氯慢慢加入过量的重氮甲烷溶液时，得到几乎定量产率的重氮酮，他们认为发生了下列反应。

RCOCl+CH2N2

HCl+CH2N2

RCOCHN2+HCl ① CH3Cl+N2 ②

RCOCHN2+HCl

RCOCH2Cl+N2 ③

最初的反应是形成重氮酮，同时放出氯化氢①，氯化氢和第二分子重氮甲烷作用形成氯甲烷②，若任有一些氯化氢在这种反应中没销毁，则和重氮酮作用得到ω—氯甲酮。一般来说，重氮甲烷经常保持过量，则反应③被限制到很小程度。因为过量的重氮甲烷几乎随着氯化氢的生成立即与它反应。

3.碳链加长

阿恩特和艾斯特研究了沃尔夫重排并指出反应非常通用，并指出联合由酰氯形成重氮酮和沃尔夫重排这两个反应构成了增长碳链的新方法（增加了一个亚甲基）

这个反应可能是重氮甲烷首先亲核进攻羰基的碳原子形成不稳定的中间产物（Ⅱ），自动除去HCl得到重氮酮（Ⅲ）（一般情况下能分离出来）。

R

Cl

N

N

H

CH

NN

Ⅰ

Ⅱ

R

R

N

-HCl

O

O

(Ⅲ)重氮酮

(Ⅳ)(Ⅴ)烯酮

重氮酮迅速放出氮，同时或随即发生R(带着它的一对电子)的重排反应得到烯酮（V）(烯酮在某些情况下能分离出来)。烯酮和反应混合物中的水、醇、氨或胺反应得到相应的酸及其衍生物，反映的最终结果是在原来酸的羧基和α—碳原子之间加了一个—CH2—原子团。

HOOC-CH2

H

OC

C

R'OH

RCH2CO2

R'

R22CONHR'

(V)

RCH2

4.反应机理

5.应用

从反应机理可以看出这个合成方法是将一个酸经过三步反应转变为高一级的同系物，整个产率通常为50—80﹪，这个合成方法不包括强烈还原步骤，因此可以用来制备对还原剂敏感的化合物，例如硝基苯基乙酸能由硝基苯甲酰氯制

备产率很好。

COCL

COCHN

2CH2CO2H

NO2

2

NO2

二元酸可通过它的酸性酯转变为高一级的同系物，而用其他方法难于完成这个合成。

例如戊二酸通过中间化合物酯酰氯转变为己二酸。

CH2COCL

CH2CH2CO2C2H5

CH2COCHN22CH2CO2C2H5

CH2CH2CO2CH3CH2CH2CO2C2H5

CH2CH2CO2H2CH2CO2H

这个合成方法在较低温度下进行，因此参加反应的物质分解的机会不像其它

合成中那样大，所以应用于合成复杂分子是很理想的，例如性激素的合成。

阿恩特—艾斯特合成亦能应用于杂环化合物。

例如：

CO2H

S

S

CH2CO2H

thiophene-2-carboxylic acid

2-(thiophen-2-yl)acetic acid

α-噻吩甲酸 α-噻吩乙酸

2CO2H

CO2H

O

O

benzofuran-3-carboxylic acid

2-(benzofuran-3-yl)acetic acid

苯并呋喃-3-甲酸 苯并呋喃-3-乙酸 具有空间阻碍的酸的酰氯不能和重氮甲烷作用，例如同樟脑酸的酸性酯的酰氯，在这个化合物中酰氯基连于第三级碳原子上，另一个例子为2,4,6—三甲基苯甲酰率。

COCl

CH3

H2C

H3CH2C

H3C

COClCH3

CH2CO2CH3

CH3

CCH

CH3

methyl 2-(3-(chlorocarbonyl)-2,2,3-trimethylcycloheptyl)acetate2,4,6-trimethylbenzoyl chloride

2,4,6-三甲基苯甲酰率

干扰因素

某些官能团如酚羟基，醛基，活泼亚甲基及α，β—不饱和羰基能和重氮甲烷作用，因此些官能团在合成中会发生干扰,所以在底物中不能有这些物质存在。

【参考文献】

1. 百度、互动百科 2. 维基百科全书

3. 研究生论文《运用Arndt-Eistert来研究合成同系物手性非天然N—Fmoc—β—氨基酸》 4. 维普论文网

5. A. Wolff, Ann 394, 25 (1912).

6. F. Arndt, B. Eistert and W. Partale, Ber , 60 ,1364 (1927). 7. F. Arndt, B. Eistert and J. Amende, Ber, 61, 1949 (1928). 8. F. Arndt, J. Amende, Ber, 61 1122 (1928).

9. Yu， L.-C; Names Reaction In Organic Chemistry 284,322 (1984) (in Chinese). (俞凌翀 有机化学中的人名反应284,322 (1984)). 10. F. Arndt, B. Eistert, Ber, 68, 200 (1935). 11. 维基百科（沃尔夫重排反应）