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Die Eschenmoser-Fragmentierung(oft auch Eschenmoser-Ohloff- oder Eschenmoser-Tanabe-Fragmentierung genannt) ist eine Namensreaktion der Organischen Chemie. Sie beschreibt die Synthese von Alkinen und Ketonen aus α,β-ungesättigten Ketonen bzw. davon abgeleiteten α,β-Epoxyketonen. Dabei wird entweder säure- oder basenkatalytisch gearbeitet (hier basenkatalytisch mit Natriumcarbonat) und Arylsulfonsäurehydrazid benötigt. Die Reaktion ist nach ihrem Entdecker Albert Eschenmoser benannt und ging aus dessen Zusammenarbeit mit Firmenich-Forschern um Günther Ohloff bei der Synthese von Muscon und anderen makrocylischen Moschuskörpern hervor.[1][2]
Mechanismus
Die benötigten α,β-Epoxyketone 1 werden gewöhnlich durch Weitz-Scheffer-Epoxidierung von α,β-ungesättigten Ketonen synthetisiert. In den ersten Schritten kondensiert ein Arylsulfonsäurehydrazid (siehe erster Reaktionspfeil), zum Beispiel p-Toluolsulfonylhydrazid, mit dem Epoxyketon 1 unter Bildung des Sulfonylhydrazons 4. Der anschließende Fragmentierungs-Schritt kann dann säure- oder basenkatalysiert eingeleitet werden, wobei entweder der Epoxid-Sauerstoff protoniert, oder der Sulfonamid-Stickstoff deprotoniert wird. In beiden Fällen resultiert daraus der die Verbindung 6. In diesem Mechanismus wird allerdings basenkatalytisch mit Natriumcarbonat gearbeitet. Typischerweise wird allerdings säurekatalysiert mit Eisessig in Dichlormethan bei –18 °C gearbeitet. Unter Abspaltung von Stickstoff und Arylsulfinsäure fragmentiert das Intermediat 6 zum Keton 7 und dem Alkin 8. Triebkraft der Reaktion ist die Bildung molekularen Stickstoffs.[3]
Daneben gibt es auch eine radikalische Variante dieser α,β-Enon→Alkinon-Fragmentierung mit 1,2-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin (DDH) in sek-Butanol, die ohne Epoxidierung auskommt und direkt vom α,β-ungesättigten Hydrazon ausgeht.[4] Dabei findet eine Allylbromierung mit DDH am Sulfonamid-Stickstoff, der capto-dativ-stabilisierten Radikalstelle statt, und das Bromid-Ion fungiert als Abgangsgruppe bei dem sich anschließenden nukleophilen Angriff eines Alkoholat-Ions. Diese Fehr-Ohloff-Büchi Variante der Eschenmoser-Ohloff Fragmentierung umgeht damit den Epoxidations-Schritt, der bei sterisch anspruchsvollen Substraten häufig zu schlechten Ausbeuten der klassischen Eschenmoser-Fragmentierung führt. Durch die Verwendung bicyclischer Epoxyketone, die das Epoxid an beiden Brückenköpfen tragen, werden cyclische 1,6-Inone erhalten, was zur Synthese von Makrocyclen von Bedeutung ist.
Einzelnachweise
- ↑ J. Schreiber, D. Felix, A. Eschenmoser, M. Winter, F. Gautschi, K. H. Schulte-Elte, E. Sundt, G. Ohloff, J. Kalovoda, H. Kaufmann, P. Wieland, G. Anner, Helvetica Chimica Acta 1967, 50 , (7), 2101-2108.
- ↑ D. Felix, J. Schreiber, G. Ohloff, A. Eschenmoser, Helvetica Chimica Acta 1971, 54, (8), 2896-2912.
- ↑ Z. Wang:Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents Volume 1, Wiley Verlag, 2009, S. 1005, ISBN 978-0-471-70450-8, (3-Volume Set).
- ↑ C. Fehr, G. Ohloff, G. Büchi, Helvetica Chimica Acta 1979, 62, 2655-2660.
