Bischler-Napieralski-Reaktion

Die Bischler-Napieralski-Reaktion ist eine Reaktion aus dem Bereich der Organischen Chemie, welche der Herstellung von Heterocyclen dient. Sie ist nach ihren Entdeckern, den Chemikern August Bischler (1865–1957) und Bernard Napieralski (ehemals tätig an der Universität Zürich) benannt und beschreibt die Cyclisierung von Carbonsäureamiden in Gegenwart von Lewis-Säuren. Diese Reaktion wird häufiger in der Totalsynthese von Alkaloiden benutzt.

Reaktionsgleichung

Amide werden durch Einwirkung von POCl₃ unter Wasserabspaltung cyclisiert.<ref>August Bischler, Bernard Napieralski: Zur Kenntniss einer neuen Isochinolinsynthese. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. Vol. 26, Nr. 2, 1893, S. 1903, doi:10.1002/cber.189302602143 (bnf.fr). </ref><ref>Wilson M. Whaley, Tuticorin R. Govindachari: The Preparation of 3,4-Dihydroisoquinolines and Related Compounds by the Bischler-Napieralski Reaction. In: Organic Reactions. John Wiley & Sons, Inc., 2004, ISBN 978-0-471-26418-7. </ref><ref>F. W. Bergstrom: Heterocyclic Nitrogen Compounds. Part IIA. Hexacyclic Compounds: Pyridine, Quinoline, and Isoquinoline. In: Chemical Reviews. Band 35, Nr. 2, Oktober 1944, S. 77–277, hier S. 218, doi:10.1021/cr60111a001. </ref><ref>Gábor Fodor, J. Gal, B. A. Phillips: The Mechanism of the Bischler-Napieralski Reaction. In: Angewandte Chemie International Edition in English. Vol. 11, Nr. 10, 1972, S. 919–920, doi:10.1002/anie.197209191. </ref> Allerdings ist diese Wasserabspaltung rein formal, tatsächlich entstehen neben dem gewünschten Produkt HOPOCl₂ und HCl.<ref name="Kürti">László Kürti, Barbara Czakó: Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis- Elsevier Academic Press, Burlington/San Diego/London 2005, ISBN 0-12-369483-3.</ref>

Überblick der Bischler-Napieralski-Reaktion

Sind die Arylgruppen weniger nucleophil, müssen drastischere Reaktionsbedingungen angewandt werden. Indole reagieren bereits bei Erwärmung während bei Benzol höhere Temperaturen benötigt werden. POCl₃ ist bei chemischen Reaktionen das häufigste Entwässerungsmittel. PCl₅, Polyphosphorsäure und ZnCl₂ wurden ebenfalls erfolgreich getestet.

Mechanismus

Für den Mechanismus der Bischler-Napieralski-Reaktion gibt es in der Literatur zwei verschiedene Beschreibungen. Welcher Mechanismus im speziellen Fall abläuft, hängt unter anderem von den Reaktionsbedingungen ab. Der Unterschied zwischen den beiden Möglichkeiten liegt im Zeitpunkt der Eliminierung des Carbonyl-Sauerstoff-Atoms. Bei Mechanismus I<ref name="Kürti" /> findet sie nach dem Ringschluss mit Bildung des Imins, bei Mechanismus II<ref>G. Fodor, S. Nagubandi: Correlation of the von Braun, Ritter, Bischler-Napieralski, Beckmann and Schmidt reactions via nitrilium salt intermediates. In: Tetrahedron. Band 36, Nr. 10, 1980, S. 1279–1300, doi:10.1016/0040-4020(80)85039-3. </ref> findet sie unter Bildung eines Nitrilium-Ions vor dem Ringschluss statt.

Mechanismus I:

Variante 1 des Reaktionsmechanismus

Mechanismus II:

Variante 2 des Reaktionsmechanismus

Variante

Enthält die Ausgangssubstanz eine zur Aminogruppe geminale Hydroxygruppe, so tritt eine weitere formale Wasserabspaltung ein und es bildet sich ein Isochinolin-Derivat.

Datei:Bischler-Napieralski Isoquinoline synthesis variant.svg

Die Bischler-Napieralski-Reaktion ist für die Totalsynthese gewisser Alkaloide (z. B. Papaverin oder Reserpin) von Bedeutung.

Quellen

• Hans Rudolf Christen: Grundlagen der organischen Chemie. Verlag Sauerländer·Diesterweg·Salle, 1977, S. 658.

Einzelnachweise

<references />