Japp-Klingemann反应

有机化学反应

雅普－克林格曼反应（Japp-Klingemann反应、Japp–Klingemann reaction），以化学家Francis Robert Japp和Felix Klingemann的名字命名。

简介

Japp-Klingemann反应，芳香族重氮盐在碱性介质中与含活泼亚甲基化合物（β-二酮、β-酮酸、β-酮酸酯等）的烯醇式异构体发生偶联生成芳腙类化合物的反应，称为Japp-Klingemann反应。

该反应在实际中广泛应用于芳腙类有机化合物的合成。R—C(X，Y)—H +ArN2+Cl- —→R—C(X)═NNHAr +YOH 反应条件：碱性水溶液

X，Y可为一COR，一COPh，一CO2R，一CN，一NO2等吸电基

例如：

PhCOC(CN)HCO2R +ArN2+Cl- —→RO2CC(CN)═NNHAr +PhCO2H 反应条件：碱性水溶液

MeCOC(Me)HCO2R +ArN2+Cl- —→RO2CC(Me)═NNHAr +MeCO2H反应条件：碱性水溶液

上述含活泼亚甲基化合物的活化基团至少有一个应是酰基或羧基。在反应过程中，一般这些基团与母体分裂并相应生成羧酸或二氧化碳。这些活化基团失去的先后次序大致为：一CO2H，CH3CO一，PhCO—，一CO2R，一CN。

反应机理

首先β-酮酯的α-碳的去质子化，产生烯醇负离子，该离子然后对重氮盐的末端氮进行亲核进攻，生成偶氮化合首先β-酮酯的α-碳的去质子化，产生烯醇负离子，该离子然后对重氮盐的末端氮进行亲核进攻，生成偶氮化合物(3)，这个中间体有时可以分离出来。 (3) 与氢氧根离子的加成产物 (4) 发生裂解，得到羧酸 (6)和脱去质子的腙 (5)；两者发生质子交换，便得到最终产物芳香腙 (7)。

此反应的机理为芳香族重氮盐首先与活泼亚甲基化合物的烯醇式异构体偶联生成O-偶氮化合物，再经分子内重排生成C-氮化合物，最后生成芳腙，如下图1所示：

在有机合成中，该反应主要用于芳腙类的制备。也可以利用此反应生成的芳腙进一步合成吲哚类化合物，例如下图2的反应：

此反应在适当场合还可用于环化。例如，邻氨基苯乙酮虽不具有活泼亚甲基，但重氮化后可经此反应发生环化生成环酮，后者经互变异构生成芳杂环类化合物。

主要内容

1、香重氮盐与具有活泼α-H的羰基化合物在碱性条件下反应可生成芳腙。

2、后羰基脱去生成羧酸或二氧化碳。芳环上的吸电子基（如硝基）对反应有利。

3、-羰基酸和α-羰基酯在发生本反应时得到不同产物：α-羰基酸离去的是-COOH，而α-羰基酯离去R-CO- 。

4、应得到的腙可继续合成吲哚，参见Fischer吲哚合成反应。

应用实例

重氮偶合

脂肪族化合物，如果C—H键有足够的酸性，就能在碱（最常用的是乙酸钠）存在的情况下，与重氮盐偶合，形成偶氮化合物。

Z—CH3—Zˊ +ArN2+ —→Z—C(Zˊ)═NHAr

化合物Z—CH3—Zˊ中的Z和Zˊ可以是COORˊ，CHO，CORˊ，CONRˊ，COO-，CN，NO2，SORˊ，SO2Rˊ，SO2OR，SO2NRˊ或其他相似的基团。一个连接有氢原子的碳原子上有两个这样的基团（不论是相同的或者是不相同的）就将给碱提供质子。由于NO2是一个强的吸电子基团，因而当Z=NO2时，只有一个Z就能发生反应。另外，有的不属于Z—CH2—Zˊ类型的化合物也能和重氮离子偶合。例如，共轭双烯（偶合发生在共轭体系的末端）和芳基腙[形成甲䐬（formazane）]。

这些取代烷烃和重氨盐的偶合是按单分子历程（SE1）进行的：

如果在脂肪族偶氩化合物中连接着偶氮基团的碳原子上有氢原子，这个偶氨化合物就很不稳定，用穴具县协化为比用而空际得到的产品是相应的腙。因而实际上得到的产品是相应的腙。

Z—CHR—Zˊ型的化合物，在发生偶合的碳原子上只有一个氢原子，因而形成的偶氮化合物没有可以异构化的氢原子。在这种情况下，如果有一个Z是酰基或羧基，则将发生C—C键断裂，脱掉这个酰基或羧基：

CH3—CO—CH(R)—Zˊ+ArN2+ —→ H3—CO—CZˊ(R)—N═N—Ar—→R—CH(Zˊ)—N═N—Ar—→R—C(Zˊ)═N—NH—Ar

因此，这里得到的产品也是腙（不是偶氨化合物）。事实上，除个别例证以外，这种酰基或羧基没有脱掉的偶合产品是很少离析到过的。

总的说来，这个反应叫Japp-klingemann反应。利用这个反应，可以把α-碳原子上有一个氢原子的酮或酸降解为相应的腙。

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