Beckmann重排反应

肟在酸催化下重排得到酰胺的反应，被称为 Beckmann重排反应 。各种强质子酸，路易斯酸和各种能与肟羟基形成好的离去基团的化合物（如TsCl，PCl5，TCT等）都可以引发反应。反应条件剧烈（大于130 °C，需要加入大量的酸），含有敏感基团的底物不适合此反应。此反应的立体化学结果是可以预测的：与氮原子相连的离去基团处于反式的基团发生迁移。如果肟是异构体混合物，则会生成两种产物。此反应中氢原子不会发生迁移，因此不能通过此反应制备N上无取代基的酰胺。

此反应与 ， 和 类似，反应中会形成带正电的氮原子, 会发生烷基迁移。

反应机理

一、质子酸催化机理

肟顺反异构的互变有很高的能垒，反应中首先肟的氧原子质子化，处在反位的烷基迁移到氮原子上，与此同时N-O键断裂，脱水，进而形成腈正离子中间体，加一分子水，脱质子，异构化得到酰胺。

二、PCl5催化

机理类似，磷氧化物作为离去基团，引发重排。

底物的离去基团都是反式迁移。

反应实例

【J. Org. Chem.1999, 64, 7871-7884】

【Org. Lett. 2000, 2, 2373-2376】

【Tetrahedron: Asymmetry2000, 11, 4687-4691】

【Synth. Commun. 2000, 30, 2105-2011】

【Synth. Commun. 2001, 31, 2047-2050】

【Org. Lett. 2002, 4, 2577-2579】

【Synthesis, 2002, 1057-1059】

【J. Org. Chem., 2002, 67, 6272-6274】

【Tetrahedron Lett., 2003, 44, 755-756】

【Org. Lett. 2005, 7, 2067-2069】

【Tetrahedron Letters, 2006, 47, 4861-4863】

【Synthesis 2006, 2319-2322】

【J. Org. Chem., 2007, 72, 4536-4538】

【 J. Org. Chem., 2008, 73, 2894-2897】

【Synthesis, 2010, 3705-3709】

【Synthesis, 2010, 1771-1776】

【J. Org. Chem., 2010, 75, 1197-1202】

【Synlett, 2014, 25, 665-670】

【J. Org. Chem., 2018, 83, 2040-2049】

【J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 5264-5271】

【Synlett, 2018, 29, 1465-1468】

【J. Org. Chem., 2018, 83, 13080-13087】

【 Synthesis, 2019, 51, 3709-3714】

【Org. Lett., 2019, 21, 2818-2822】

另外有一些非常规的 Beckmann重排反应，迁移片段迁移后，可以得到稳定的腈类化合物和稳定的碳正离子，相当于的逆反应。

【Tetrahedron2007, 63, 5036-5041】

【Tetrahedron 2007, 63, 7977-7984】

Ernst Otto Beckmann (1853-1923) 生于德国索伦根，在莱比锡大学学习化学和药学。除了Beckmann反应，他还发明了Beckmann温度计，是一种可准确到0.001℃的示差温度计，可用于通过凝固点法和沸点法测量分子量。

相关文献

1. Beckmann, E. Chem. Ber. 1886, 89, 988.

2. Gawley, R. E. Org. React. 1988, 35, 1-420. (Review).

3. Thakur, A. J.; Boruah, A.; Prajapati, D.; Sandhu, J. S. Synth. Commun. 2000, 30, 2005-2011.

4. Khodaei, M. M.; Meybodi, F. A.; Rezai, N.; Salehi, P. Synth. Commun. 2001, 31, 2047-2050.

5. Torisawa, Y.; Nishi, T.; Minamikawa, J.-i. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12,387-390.

6. Hilmey, D. G.; Paquette, L. A. Org. Lett. 2005, 7, 2067-2069.

7. Fernández, A. B.; Boronat, M.; Blasco, T.; Corma, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44,2370-2373.

8. Collison, C. G.; Chen, J.; Walvoord, R. Synthesis 2006, 2319-2322.

9. Cao, L.; Sun, J.; Wang, X.; Zhu, R.; Shi, H.; Hu, Y. Tetrahedron 2007, 63,5036-5041.

10. Wang, C.; Rath, N. P.; Covey, D. F. Tetrahedron 2007, 63, 7977-7984.

11. Kumar, R. R.; Vanitha, K. A.; Balasubramanian, M. Beckmann Rearrangement. In Name Reactions for Homologations-Part II; Li, J. J., Ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2009, pp 274-292. (Review).

12. Faraldos, J. A.; Kariuki, B. M.; Coates, R. M. Org. Lett. 2011, 13, 836-839.

13. Tian, B.-X.; An, N.; Deng, W.-P.; Eriksson, L. A. 2013, 15, 6782-6785.

参考资料

一、J.J. Li, Name Reactions: A Collection of Detailed Mechanisms and Synthetic Applications, Beckmann rearrangement，page 39-41.

二、Organic Chemistry Portal：https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/beckmann-rearrangement.shtm

三、Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis, László Kürti and BarbaraCzakó, Beckmann rearrangement, page 50.