Gutknecht-Pyrazinsynthese

Die Gutknecht-Pyrazinsynthese, auch Gutknecht-Kondensation genannt,^[1] ist eine Namensreaktion in der organischen Chemie. Die Reaktion ist nach dem Chemiker Hermann Gutknecht benannt, der 1879 erstmals über die Reduktion von α-Oximinoketonen berichtete.^[2]^[3]

Übersichtsreaktion

Bei der Gutknecht-Pyrazinsynthese cyclisieren 2 Äquivalente eines α-Aminoketons zu einem Pyrazin-Derivat. Ausgangspunkt für die Synthese ist ein Keton. Als Zwischenprodukt wird durch Reaktion mit salpetriger Säure ein α-Oximinoketon gebildet.

Bei den Resten R¹ und R² handelt es sich um Organylreste.

Reaktionsmechanismus

Nachfolgend wird ein möglicher Reaktionsmechanismus für die Gutknecht-Pyrazinsynthese beschrieben:

Im ersten Teil der Reaktion wird ein α-Aminoketon aus einem Keton dargestellt. Das Keton reagiert dazu zunächst in seiner Enol-Form 1 mit salpetriger Säure (2). Durch internen Protonentransfer und Eliminierung von Wasser entsteht das α-Nitrosylketon 3. Dessen Oximino-Tautomer 4 wird anschließend zum α-Aminoketon 5 reduziert.^[3]^[4]

Im zweiten Teil der Reaktion kommt es zur Dimerisierung zweier Äquivalente des α-Aminoketons 5. Dazu greift zunächst die Aminogruppe des einen Moleküls den Carbonyl-Kohlenstoff des anderen Moleküls nucleophil an. Aus dem so entstandenen Zwitter-Ion bildet sich durch Protonentransfer die Verbindung 6. Analog dazu bildet sich im nächsten Schritt die cyclische Verbindung 7. Durch zweimalige Eliminierung von Wasser entsteht das Dihydropyrazin 8, welches abschließend zum Pyrazin-Derivat 9 oxidiert werden kann.^[1]

Einzelnachweise

↑ ^a ^b Zerong Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents. Wiley, Hoboken, NJ 2009 (englisch).
↑ H. Gutknecht: Ueber Nitrosoäthylmethylketon. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 12. Jahrgang, Nr. 2, 1879, S. 2290–2292, doi:10.1002/cber.187901202284.
↑ ^a ^b Stephen W. Wright: Gutknecht Pyrazine Synthesis. Hrsg.: Jie Jack Li, E. J. Corey. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA 2011, S. 430–439 (englisch).
↑ I. J. Krems, P. E. Spoerri: The pyrazines. In: Chemical Reviews. 40. Jahrgang, Nr. 2, 1947, S. 279–358, doi:10.1021/cr60126a004 (englisch).

[Wang-1] Zerong Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents. Wiley, Hoboken, NJ 2009 (englisch).

[Gutknecht1-2] H. Gutknecht: Ueber Nitrosoäthylmethylketon. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 12. Jahrgang, Nr. 2, 1879, S. 2290–2292, doi:10.1002/cber.187901202284.

[Wright-3] Stephen W. Wright: Gutknecht Pyrazine Synthesis. Hrsg.: Jie Jack Li, E. J. Corey. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA 2011, S. 430–439 (englisch).

[4] I. J. Krems, P. E. Spoerri: The pyrazines. In: Chemical Reviews. 40. Jahrgang, Nr. 2, 1947, S. 279–358, doi:10.1021/cr60126a004 (englisch).

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