Zincke反应

Zincke反应（Zincke reaction），以 Theodor Zincke 的名字命名。

反应机理

反应首步为N-2,4-二硝基苯基吡啶盐的生成。这个中间体一般分离出来后通过重结晶纯化。

N-2,4-二硝基苯基吡啶盐与一分子伯胺共热时，胺对吡啶环发生加成，引发吡啶开环。开链的中间体继续与第二分子胺作用，放出2,4-二硝基苯胺，同时得到König 盐（6a 6b）。^[4] König 盐的反-顺-反式异构体（6a）可以通过σ重排反应或自身兼性离子的亲核加成，生成环化的中间体（7），^[5] 这一步是反应的决速步。^[6]^[7] 接下来，（7）发生质子化，并消除胺，得到最终的吡啶盐离子（9）。

此机理为 ANRORC 机理的典型例子，依次由亲核加成（A_N）、开环（ring-opening）和关环（ring-closing）的步骤组成。

应用

1、用于固相合成，其中胺是连接在王氏树脂（Wang resin）上^[8]

2、用于手性异喹啉盐的合成^[9]

Zincke醛

以仲胺替代伯胺时，最终产生开链的产物——5-氨基-2,4-戊二烯醛类，称为 Zincke 醛。^[10]

2007年“重新发现”

2006年和2007年，日本^[11]和美国^[12]的两个研究小组都声称，他们通过N-芳基吡啶盐氯化物和取代苯胺（或脂肪胺）反应，合成如下一12元环的二氮杂轮烯分子（1），从而“重新发现”Zincke 这一类反应。

不久后德国化学家 Christl^[13] 在 Angewandte Chemie 上发文，指出上述反应与有100余年历史的 Zincke 反应实属异曲同工，而且，这两个团队提出的产物结构是错误的——产物中并不含12元环，其结构只是简单六元的吡啶鎓盐（2）而已。看到这篇质疑，这两个团队回应称他们起初的确是忽略了 Zincke 反应的相关文献，不过，产物的结构没有错，这一点可以利用反应产物的电喷雾电离（ESI）结果来证明。其后，Christl 继续发文，称 ESI 中分子的缔合是很常见的现象，不足以证明产物为二聚体。而相反，产物的熔点和 NMR 谱反而可以证明其吡啶盐的性质。

时隔一年多后，2007年底，日本的研究小组因为“产物结构不明”，撤回了他们最早发表在 Organic Letters 上的文章。而同年12月，美国的研究小组亦对其早先所发表的文章做出改正，称其“希望修改早先提出的轮烯结构”。^[14]

这一事件得到一些媒体的报道^[15]^[16]。

参见

参考资料

^ Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904, 333 (2-3): 296–345. doi:10.1002/jlac.19043330212.
^ Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904, 330 (2): 361–374. doi:10.1002/jlac.19043300217.
^ Zincke, T. H.; Weisspfenning, G. Über Dinitrophenylisochinoliniumchlorid und dessen Umwandlungsprodukte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1913, 396 (1): 103–131. doi:10.1002/jlac.19133960107.
^ König, W. Über eine neue, vom Pyridin derivierende Klasse von Farbstoffen. Journal für Praktische Chemie. 1904, 69 (1): 105–137. doi:10.1002/prac.19040690107.
^ Kunugi, S.; Okubo, T.; Ise, N. A study on the mechanism of the reaction of N-(2,4-dinitrophenyl)-3-carbamoylpyridinium chloride with amines and amino acids with reference to effect of polyelectrolyte addition. Journal of the American Chemical Society. 1976, 98 (1): 2282–2287. doi:10.1021/ja00424a047.
^ Marvell, E. N.; Caple, G.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5641-5645. (doi:10.1021/ja00722a016)
^ Marvell, E. N.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5646-5649. (doi:10.1021/ja00722a017)
^ "The Solid-Phase Zincke Reaction: Preparation of -Hydroxy Pyridinium Salts in the Search for CFTR Activation" Eda, M.; Kurth, M. J.; Nantz, M. H. J. Org. Chem. 2000, 65(17), 5131 - 5135. (doi:10.1021/jo0001636)
^ New Chiral Isoquinolinium Salt Derivatives from Chiral Primary Amines via Zincke Reaction Denis Barbier, Christian Marazano, Bhupesh C. Das, and Pierre Potier J. Org. Chem.; 1996; 61(26) pp 9596 - 9598; (Note) doi:10.1021/jo961539b
^ T. Zincke, W. Wurker, Justus Liebigs Ann. Chem. 1905, 338, 107 – 141;
^ One-Pot Synthesis of N-Substituted Diaza[12]annulenes Yamaguchi, I.; Gobara, Y.; Sato, M. Org. Lett.; (Letter); 2006; 8(19); 4279-4281. doi:10.1021/ol061585q
^ [12]Annulene Gemini Surfactants: Structure and Self-Assembly Lei Shi, Dan Lundberg, Djamaladdin G. Musaev, Fredric M. Menger Angewandte Chemie International Edition Volume 46, 2007 Issue 31 , Pages 5889 - 5891 doi:10.1002/anie.200702140
^ （德文） 1,7-Diaza[12]annulene Derivatives? 100-Year-Old Pyridinium Salts! (p 9152-9153)Manfred Christl Published Online: Nov 28 2007 5:47AM doi:10.1002/anie.200704704
^ Corrigendum [12]Annulene Gemini Surfactants: Structure and Self-Assembly Lei Shi, Dan Lundberg, Djamaladdin G. Musaev, Fredric M. Menger Angewandte Chemie International Edition Volume 46, 2007, Issue 48, Pages 9152 - 9153 doi:10.1002/anie.200790248
^ （德文） Ahnungslose Chemiker entdecken Verbindung zum zweiten Mal. Jens Lubbadeh Der Spiegel 6 December 2007 http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,521646,00.html （页面存档备份，存于互联网档案馆）
^ Where have I seen that before? 103-year-old chemical reaction pops up again. Katharine Sanderson. Published online 4 December 2007 | Nature | doi:10.1038/news.2007.341

[1] Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904, 333 (2-3): 296–345. doi:10.1002/jlac.19043330212.

[2] Zincke, Th.; Heuser, G.; Moller, W. Ueber Dinitrophenylpyridiniumchlorid und dessen Umwandlungsproducte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1904, 330 (2): 361–374. doi:10.1002/jlac.19043300217.

[3] Zincke, T. H.; Weisspfenning, G. Über Dinitrophenylisochinoliniumchlorid und dessen Umwandlungsprodukte. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1913, 396 (1): 103–131. doi:10.1002/jlac.19133960107.

[4] König, W. Über eine neue, vom Pyridin derivierende Klasse von Farbstoffen. Journal für Praktische Chemie. 1904, 69 (1): 105–137. doi:10.1002/prac.19040690107.

[5] Kunugi, S.; Okubo, T.; Ise, N. A study on the mechanism of the reaction of N-(2,4-dinitrophenyl)-3-carbamoylpyridinium chloride with amines and amino acids with reference to effect of polyelectrolyte addition. Journal of the American Chemical Society. 1976, 98 (1): 2282–2287. doi:10.1021/ja00424a047.

[6] Marvell, E. N.; Caple, G.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5641-5645. (doi:10.1021/ja00722a016)

[7] Marvell, E. N.; Shahidi, I. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 5646-5649. (doi:10.1021/ja00722a017)

[8] "The Solid-Phase Zincke Reaction: Preparation of -Hydroxy Pyridinium Salts in the Search for CFTR Activation" Eda, M.; Kurth, M. J.; Nantz, M. H. J. Org. Chem. 2000, 65(17), 5131 - 5135. (doi:10.1021/jo0001636)

[9] New Chiral Isoquinolinium Salt Derivatives from Chiral Primary Amines via Zincke Reaction Denis Barbier, Christian Marazano, Bhupesh C. Das, and Pierre Potier J. Org. Chem.; 1996; 61(26) pp 9596 - 9598; (Note) doi:10.1021/jo961539b

[10] T. Zincke, W. Wurker, Justus Liebigs Ann. Chem. 1905, 338, 107 – 141;

[11] One-Pot Synthesis of N-Substituted Diaza[12]annulenes Yamaguchi, I.; Gobara, Y.; Sato, M. Org. Lett.; (Letter); 2006; 8(19); 4279-4281. doi:10.1021/ol061585q

[12] [12]Annulene Gemini Surfactants: Structure and Self-Assembly Lei Shi, Dan Lundberg, Djamaladdin G. Musaev, Fredric M. Menger Angewandte Chemie International Edition Volume 46, 2007 Issue 31 , Pages 5889 - 5891 doi:10.1002/anie.200702140

[13] （德文） 1,7-Diaza[12]annulene Derivatives? 100-Year-Old Pyridinium Salts! (p 9152-9153)Manfred Christl Published Online: Nov 28 2007 5:47AM doi:10.1002/anie.200704704

[14] Corrigendum [12]Annulene Gemini Surfactants: Structure and Self-Assembly Lei Shi, Dan Lundberg, Djamaladdin G. Musaev, Fredric M. Menger Angewandte Chemie International Edition Volume 46, 2007, Issue 48, Pages 9152 - 9153 doi:10.1002/anie.200790248

[15] （德文） Ahnungslose Chemiker entdecken Verbindung zum zweiten Mal. Jens Lubbadeh Der Spiegel 6 December 2007 http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,521646,00.html （页面存档备份，存于互联网档案馆）

[16] Where have I seen that before? 103-year-old chemical reaction pops up again. Katharine Sanderson. Published online 4 December 2007 | Nature | doi:10.1038/news.2007.341

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