Schmidt重排

Schmidt反應是指酸催化下疊氮酸或疊氮化合物和親電試劑（羧酸，羰基化合物，叔醇和烯烴）反應重排放出氮氣得到胺，腈，酰胺或亞胺的反應。此反應由Schmidt, K. F. 最早在1923年報道，他將疊氮酸與二苯甲酮在硫酸的存在下以定量的產率得到苯甲酰苯胺【(a) Schmidt, K. F. Angew. Chem. 1923, 36, 511. (b) Schmidt, K. F. Ber. 1924, 57, 704-706.】。經典的Schmidt反應以疊氮酸作為底物，后期發展出了利用有機疊氮化合物作為底物進行反應，使此反應應用更加廣泛，另外此反應操作簡便，反應物易得，條件溫和，官能團耐受度高，疊氮酸也可以在硫酸存在下加入疊氮化鈉原位生成。但是反應缺點也很明顯，就是毒性太強，易爆，操作要非常小心。近期也有文獻報道利用硝基甲烷做為氮源的Schmidt反應，安全性得到極大提高【Science，367, 281-285 ；DOI: 10.1126/science.aay9501】。

反應機理

羰基化合物為底物機理：疊氮酸和酮反應先得到疊氮醇中間體，進而重排得到Ritter中間體，水解得到酰胺：

腈正離子中間體也被稱為Ritter中間體【】

羧酸為底物機理：疊氮酸和羧酸反應得到酰基疊氮化合物，重排的異氰酸酯，其水解得到氨基甲酸或溶劑解得到氨基甲酸酯。進而脫酸可以得到胺。

烯烴和叔醇為底物機理：疊氮酸先和烯烴進行類似于氫鹵酸的親電加成，生成的烷基疊氮重排得到亞胺。叔醇在酸性條件下生成碳正離子，機理類似。

反應實例

【J. Org. Chem. 2001, 66, 2667-2573】

【Bioorg. Med. Chem. Lett.2003, 13, 4197-4200】

【J. Am. Chem. Soc.2004, 126, 5475-5481】

【J. Org. Chem. 2005, 70, 10645-10652】

【J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 11260-11261】

【J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6018-6024】

【Synth. Commun. 2009, 39, 416-425】

【 J. Org. Chem., 2012, 77, 5364-5370】

【Synlett, 2012, 23, 2627-2630】

【 Org. Lett.2013, 15, 1124–1127】

【J. Org. Chem., 2018, 83, 5816-5824】

Karl Friedrich Schmidt (1887-1971)，他在海德堡大學和Curtius一起工作，并在1923年在此成為化學教授。

參考資料

一、Name Reactions （A Collection of Detailed Reaction Mechanisms）, Jie Jack Li, Schmidt rearrangement，page 537-538.

二、https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/schmidt-reaction.shtm