Pummerer重排

1909年，R. Pummerer發現在無機酸（如鹽酸，硫酸）存在下加熱苯基亞磺酰基乙酸可以得到苯硫酚和乙醛酸。后來發現此反應在各種此類化合物中普遍存在，因此現在通過亞砜轉化為相應的α-取代硫醚的反應被稱為Pummerer重排。

反應特點：1）亞砜的α-位上至少有一個氫原子；2）乙酸酐是此反應最常用的活化試劑，它通常和苯或乙酸乙酯等溶劑一起使用；3）應用酸助催化劑（如TsOH, AcOH, TFAA）可以減少副反應的發生，并增加產率；4）乙酸酐可以用三氟乙酸酐代替，TFAA是一種活性更高的試劑，反應的條件也更溫和；5）最常見的產物是α-乙酰氧基硫化物；6）α-乙酰氧基硫化物通過酸性水解得到硫醇和羰基化合物，易于分離；7）用堿處理反應，發生β-消除得到乙烯基硫化物；8）重排具有區域選擇性，當亞砜含有兩種α-H時，優先取代酸性較強的氫；9）區域選擇性可能會受空間因素的影響，特別是在環狀體系中，常常得到不同的產物；10）重排可以在分子內和分子間發生。

反應缺點：1）底物中有裸露的羥基和氨基時，會和活化試劑發生副反應；2）在一些嚴苛的條件下，不反應的底物可能會發生次磺酸消除；3）但當C-S鍵斷裂可以形成穩定的碳正離子(如烯丙基，芐基)時，可能會有裂解產物生成；4）當親核試劑是伯醇或仲醇時，亞砜被還原為硫醚，而醇則被氧化（斯文氧化）。

另外有許多類似的重排：1）當硒亞砜作為底物時，會發生硒- Pummerer重排；2）sila-Pummerer重排，當亞砜的α-碳上有一個TMS基團時，其自發的重排為α-硅氧基基硫醚，而不需要活化試劑；3）乙烯基亞砜則可能發生additive- and vinylogous Pummerer 重排；4）有光學純度的亞砜的手性可以轉移到α-C上（不對稱Pummerer重排），但其應用范圍有限。

反應機理

重排機理分為四步：1）亞砜的氧原子乙酰基化形成一個乙酰氧基鋶鹽；2）α-C上失去一個質子得到乙酰基硫葉立德；3）S-O鍵斷裂得到硫取代的碳正離子(RDS)；4）碳正離子和親核試劑結合。

反應實例

【 J. Org. Chem. 1998, 63, 8918-8921】

【Org. Lett. 2002, 4, 1543-1546】

【J. Org. Chem. 1996, 61, 7106-7115】

【J. Org. Chem. 2002, 67, 5969-5976】

【J. Org. Chem. 1982, 47, 1373-1378】

【Chem. Commun. 2002, 2448-2449】

【J. Org. Chem. 2003, 68, 929-941】

【J. Org. Chem. 2005, 70,7317-7323】

【Org. Lett. 2013, 15, 1682-1685】

參考文獻

一、Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Pummerer rearrangement, page 368-369.

二、Name Reactions （A Collection of Detailed Reaction Mechanisms）, Jie Jack Li, Pummerer rearrangement，page 501-502.