Реакция Штаудингера

Шаблон:Также Реакция Штаудингера — метод синтеза фосфазенов (иминофосфоранов) взаимодействием азидами и фосфинами (или фосфитами), открыт в 1919 году Германом Штаудингером:

R₃P + R'N₃ $\to$ R₃P=NR' + N₂

Фосфазены, образовавшиеся в реакции, затем вводятся в дальнейшие превращения. Так, гидролиз фосфазенов, ведущий к образованию амина и фосфиноксида используется в качестве метода мягкого восстановления азидов в амины (восстановление по Штаудингеру):

${𝖱}_{\mathrm{𝟥}}𝖯\text{=}𝖭{𝖱}^{\mathrm{𝟣}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }{𝖱}^{\mathrm{𝟣}}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖱}_{\mathrm{𝟥}}𝖯\text{=}𝖮$

Взаимодействие фосфазенов с карбонильными соединениями используется как метод синтеза иминов (иминирование по Штаудингеру):

${𝖱}_{\mathrm{𝟥}}𝖯\text{=}𝖭{𝖱}^{\mathrm{𝟣}}\mathsf{+}{R}_{\mathrm{𝟤}}^{\mathrm{𝟤}}𝖢𝖮\mathsf{\to }{R}_{\mathrm{𝟤}}^{\mathrm{𝟤}}𝖢\text{=}𝖭{𝖱}^{\mathrm{𝟣}}\mathsf{+}{𝖱}_{\mathrm{𝟥}}𝖯\text{=}𝖮$,

при использовании в качестве карбонильного компонента изоцианатов такое иминирование ведет к образованию карбодиимидов:

R₃P=NR¹ + R²N=C=O $\to$ R²N=C=NR¹ + R₃PO

Механизм реакции

В основе реакции лежит нуклеофильное присоединение фосфина к терминальному атому азота азидной группы с образованием фосфазида. После образования циклического интермедиата и отщепления молекулярного азота образуется иминофосфоран, который также можно представить в аза-илидной форме с разделением зарядов.

Модификации

В 2000 группой К. Бертоцци была предложена модификация реакции Штаудингера, в которой была применена электрофильная ловушка — метиловый эфир карбоновой кислоты, улавливающий аза-илидный интермедиат с образованием амида и окиси фосфина. В отличие от обычной реакции Штаудингера, в данном случае оба продукта ковалентно связаны, поэтому такая модификация получила название «лигирование по Штаудингеру» и широко применялась в химической биологии и биоконъюгации.