Hantzschsche Pyrrolsynthese
Namensreaktion
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Die Hantzschsche Pyrrolsynthese (Hantzsch’sche Pyrrolsynthese), auch bekannt als die Hantzsch-Pyrrolsynthese, ist eine Namensreaktion der organischen Chemie. Sie wurde nach dem deutschen Chemiker Arthur Hantzsch (1857–1935) benannt, der sie im Jahre 1890 veröffentlichte.[1] Sie dient zur Synthese von Pyrrol und dessen Derivaten.[2][3][4]
Die Reaktion ist mit der Paal-Knorr-Synthese und der Knorr-Pyrrolsynthese verwandt.
Übersicht
Während der Synthese reagieren β-Ketoester (schwarz) mit einem Amin (blau) und anschließend unter Schließung eines Ringes mit einem α-Halogenketon (grün) zu einem Pyrrolderivat:
R = Wasserstoff, Alkylgruppe, Arylgruppe; R1 = Alkylgruppe, Arylgruppe; X = Chlor, Brom, Iod[1]
Anstelle eines Amins kann auch Ammoniak für die Reaktion verwendet werden. Dann bildet sich ein am Stickstoffatom unsubstituiertes Pyrrolderivat.
Mechanismus
Der Mechanismus wird mit einem allgemeinen β-Ketoester einem α-Halogenketon und einem primären Amin veranschaulicht.
R = Wasserstoff, Alkylgruppe, Arylgruppe; R1 = Alkylgruppe, Arylgruppe; X = Chlor, Brom, Iod[1]
Zu Beginn reagiert der β-Ketoester 1 mit einem primären Amin über mehrere Zwischenstufen zu einem Enamin 2. Dann greift das Enamin im Zuge einer nucleophilen Substitution das α-Halogenketon an und ein Halogenid wird abgespalten. Dieses Halogenid spaltet ein Wasserstoff vom Stickstoff 3 ab und verlässt die Reaktion als Halogenwasserstoff (hier als HX dargestellt). Damit ist ein Imin 4 entstanden, dessen Imingruppe im nächsten Schritt gedreht wird 5. Es folgt eine Isomerisierung des Imins zum Enamin-Tautomer 6. Dann wird das Kohlenstoffatom der Carbonylgruppe 6 von der Aminogruppe angegriffen und damit der Fünfring 7 geschlossen. Nach der Umlagerung eines Protons 7 wird Wasser aus dem Molekül 8 abgespalten. Es entsteht das Produkt 9 in Form eines Pyrrolderivats.[1][5]
Modifikationen
Anstelle der drei ursprünglichen Edukte kann die Reaktion auch zwischen einem Enamin des β-Ketoester und einem α-Halogenketon durchgeführt werden. Außerdem kann die Reaktion durch die Wahl der Edukte dazu benutzt werden Indol- bzw. Carbazolderivate zu synthetisieren.[1] So reagieren beispielsweise o-Aminoacetophenon und Chloracetophenon zu 2-Benzoyl-3-methylindol:[1][6]
Anwendungsbeispiel der Hantzschschen Pyrrolsynthese
