Schmidt重排

Schmidt反应是指酸催化下叠氮酸或叠氮化合物和亲电试剂（羧酸，羰基化合物，叔醇和烯烃）反应重排放出氮气得到胺，腈，酰胺或亚胺的反应。此反应由Schmidt, K. F. 最早在1923年报道，他将叠氮酸与二苯甲酮在硫酸的存在下以定量的产率得到苯甲酰苯胺【(a) Schmidt, K. F. Angew. Chem. 1923, 36, 511. (b) Schmidt, K. F. Ber. 1924, 57, 704-706.】。经典的Schmidt反应以叠氮酸作为底物，后期发展出了利用有机叠氮化合物作为底物进行反应，使此反应应用更加广泛，另外此反应操作简便，反应物易得，条件温和，官能团耐受度高，叠氮酸也可以在硫酸存在下加入叠氮化钠原位生成。但是反应缺点也很明显，就是毒性太强，易爆，操作要非常小心。近期也有文献报道利用硝基甲烷做为氮源的Schmidt反应，安全性得到极大提高【Science，367, 281-285 ；DOI: 10.1126/science.aay9501】。

反应机理

羰基化合物为底物机理：叠氮酸和酮反应先得到叠氮醇中间体，进而重排得到Ritter中间体，水解得到酰胺：

腈正离子中间体也被称为Ritter中间体【】

羧酸为底物机理：叠氮酸和羧酸反应得到酰基叠氮化合物，重排的异氰酸酯，其水解得到氨基甲酸或溶剂解得到氨基甲酸酯。进而脱酸可以得到胺。

烯烃和叔醇为底物机理：叠氮酸先和烯烃进行类似于氢卤酸的亲电加成，生成的烷基叠氮重排得到亚胺。叔醇在酸性条件下生成碳正离子，机理类似。

反应实例

【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)，他在海德堡大学和Curtius一起工作，并在1923年在此成为化学教授。

参考资料

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