Barton-Reaktion

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Die Barton-Reaktion zählt zu den Namensreaktionen in der organischen Chemie und ist nach Derek Harold Richard Barton benannt, der sie 1960 erstmals publizierte.

Übersichtsreaktion[Bearbeiten]

Bei der Barton-Reaktion wird ein Salpetrigsäureester photolytisch in einen δ-Hydroxy-substituiertes Oxim umgewandelt.[1][2]

Photolyse eines Salpetrigsäureesters zu einem Oxim (rechts).

Da sich Oxime zu Carbonyl­verbindungen (R = H, Aldehyd bzw. R = Organylgruppe, Keton) hydrolysieren lassen,[3] sind über diese Reaktionssequenz letztlich auch δ-Hydroxy-substituierte Aldehyde bzw. Ketone zugänglich.

Reaktionsmechanismus[Bearbeiten]

Durch die Einwirkung von ultraviolettem Licht zerfällt der Salpetrigsäureester und spaltet ein Stickstoffmonoxid-Radikal ab, zugleich entsteht ein Alkoxyradikal. Das Alkoxyradikal abstrahiert über einen sechsgliedrigen Übergangszustand ein δ-Wasserstoffatom, dadurch entsteht ein Kohlenstoffradikal. Dieses rekombiniert mit dem Stickstoffmonoxid-Radikal zum δ-Nitrosoalkohol aus dem sich durch eine 1,3-Protonenverschiebung ein δ-Hydroxy-substituiertes Oxim bildet:

Gesamter Mechanismus

Optionale Folgereaktion: Durch Hydrolyse des Oxims lässt sich die entsprechende Carbonylverbindung δ-Hydroxy-substituierter Aldehyd oder Keton. Auf diese Weise konnte Barton bei der Synthese von Aldosteron die Methylgruppe in der 18-Position des Corticosteronacetats in die benötigte Formylgruppe (Aldehyd) umwandeln.[4]

Anwendung (Auswahl)[Bearbeiten]

Die bei der Barton-Reaktion gewonnenen δ-Nitrosoalkohole sind brauchbare Syntheseintermediate. In einer vielstufigen partiellen Naturstoffsynthese benutzten T. Konoike und seine Mitarbeiter[5] in einem Schlüsselschritt die Barton-Reaktion zur gezielten Synthese eines Oxims:

Oximsynthese

Ebenso findet die Barton-Reaktion auch Anwendung in der Synthese von Antibiotika. Cephalosporine sind wichtige Antibiotika, jedoch haben eine Reihe von pathogenen Mikroorganismen mit β-Lactamaseaktivität eine Resistenz gegen diese Antibiotika entwickelt. I. Chao und seine Mitarbeiter [5] versuchten daher ein neues Antibiotikum – basierend auf Cephalosporinen – herzustellen. Sie synthetisierten das β-Lactam 2, das gegen β-Lactamase resistent ist. Ein wichtiger Schritt in der Synthesesequenz war die Barton-Reaktion. So wurden die isomeren Oxime 1a und 1b generiert und in das β-Lactam 2 umgewandelt.

Antibiotika-Synthese

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. D. H. R. Barton, J. M. Beaton, L. E. Geller, M. M. Pechet: A New Photochemical Reaction. In: Journal of the American Chemical Society. 82, 1960, S. 2640–2641, doi:10.1021/ja01495a061.
  2. D. H. R. Barton: Invention of new reactions useful in the chemistry of natural products. In: Pure Appl. Chem., 1968, Volume 58, Issue 5, S. 675–684.
  3. Michael B. Smith: March's Advanced Organic Chemistry, Wiley & Sons, 7. Auflage, 2013, S. 1077, ISBN 978-0-470-46259-1.
  4. Eintrag zu Barton-Reaktion. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 12. Juni 2014.
  5. a b László Kürti, Barbara Czakó: Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis, Elsevier Academic Press, Amsterdam 2005, ISBN 978-0-12-429785-2, S. 42.