Процессы 1,2-миграции аминогруппы происходят через трехчленные азотсодержащие циклы, например:
Рисунок 1. Процессы 1,2-миграции аминогруппы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Для получения $\alpha$-аминокетонов можно использовать перегруппировку Небeра, которую проводят действием этилат-иона или пиридина на тозилаты кетоксимов, имеющие кислый $\alpha$-водород
Рисунок 2. Перегруппировка Небера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Побочным процессом в данном случае является перегруппировка Бекмана. В отличие от перегруппировки Бекмана перегруппировка Небера нестереоселективна: син- и анти-изомеры дают одинаковые продукты. Механизм перегруппировки включает трехчленный азиридиновый интермедиат ($LVI$), который можно выделить.
Рисунок 3. Перегруппировка Небера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Если $R’ = OR$, то в результате реакции образуются эфиры $\alpha$-аминокислот $RCH(NH_2)COOR’’$.
Перегруппировка Небера
Перегруппировка Небера является реакцией активированных оксимов или $N$, $N$, $N$-триметилгидразониевых солей с основаниями с получением азиринов. Последующие преобразования азиринового кольца может привести к $\alpha$-аминокислотам, кетонам, или кеталям. Несмотря на то, что перегруппировка иногда осложняется побочными реакциями, она является одним из небольшого числа методов синтеза азиринов.
При исследовании реакционной способности $O$-сульфонильных и $О$-ацильных кетоксимов Небер обнаружил, что в присутствии основания, $O$-сульфонильные кетоксимы перегруппировуются с потерей сульфокислоты с получением азиринов. Азирины восприимчивы к нуклеофильному присоединению и гидролизу, и, таким образом, могут быть преобразованы в альфа-амино кетоны или кетали:
Рисунок 4. Перегруппировка Небера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Многие из механистических деталей перегруппировки Небера остаются неоднозначным. Выполнимы по крайней мере три различных механистических пути. И маловероятно, что все перегруппировки можно описать с помощью одного механизма. Подавляющее большинство перегруппировок Небера нечувствительны к конфигурации исходного оксима, так как геометрические изомеры данного оксима обычно вступают в реакцию с основанием, и дают такой же конституционный изомер азирина.
Механизм и стереохимия
- Предлагаемый механизм
Механизм перегруппировки Небера еще уточняется и не был твердо установлено, и вполне вероятно, что различные субстраты реагируют с помощью различных механизмов. Для механизма перегруппировки были выдвинуты три пути:
Рисунок 5. Механизм перегруппировки Небера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Путь $A$, подтвержденный при помощи исследования с меченым дейтерием молекулами, включает в себя согласованное депротонированин и смещение уходящей группы в данном конкретном случае. Отсутствие внедрения дейтерия в продукт предлогает, что промежуточный аза-аллил-анион не был вовлечен в механизм.
Пути $B$ и $C$ идут через промежуточные аза-аллил-анионы, образованные посредством полного депротонирования исходного материала. Путь $B$, с участием промежуточного винилового нитрена был предложен по аналогии с превращением виниловых азидов в азирины. Хотя было показано, что азирины формируются из виниловых нитренов обратимо, эти промежуточные продукты вряд ли участвуют перегруппировках Небера.
Учитывая отсутствие чувствительности реакции к конфигурации оксима, поверхностное вращение вокруг этой связи, как представляется, является необходимым условием для протекания по пути $C$, который включает в себя прямое преобразование аза-аллил-аниона в азирин.
- Энантиоселективный вариант
В присутствии катализатора и основания на хиральной фазе передачи, $O$-сульфонильные оксимы перегруппировуются с высокой энантиоселективностью. Этот результат свидетельствует против пути $В$, так как сильная связь винилового нитрена и PTC на этапе энантидетерминирования маловероятна. Путь $C$ более соответствует наблюдаемой энантиоселективности, так как катион тетраалкиламмония, скорее всего, ассоциируется с аза-аллил-анионом.
Рисунок 6. Механизм перегруппировки Небера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Применение перегруппировки Небера
Альдоксимы и гидразониевые соли альдегидов не реагируют с образованием азиринов в присутствии оснований, а образуют нитрилы. Тем не менее, кетоновые производные оксимов и гидразониевые соли нашли применение применения в перегруппировке Небера. Выбор удаляемой группы, похоже, мало влияет на выход реакции. Несколько примеров реакций показывают, что $O$-сульфонил оксимы или $N$, $N$, $N$-триметилгидразониевые соли могут быть использованы как взаимозаменяемые реагенты.
Рисунок 7. Применение перегруппировки Небера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Когда требуемая для депротонации сторона не несет анион-стабилизирующей группы, $N$, $N$, $N$-триметилгидразониевые соли используются чаще, чем производные оксимов.
Рисунок 8. Применение перегруппировки Небера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
