В органической химии реакция Нефа — это органическая реакция, описывающая кислотный гидролиз соли первичного или вторичного нитроалкана ( R − NO 2 ) до альдегида ( R − CH=O ) или кетона ( R 2 C=O ) и закиси азота ( N 2 O ). Реакция была предметом нескольких обзоров литературы. [1] [2] [3]
Реакция была описана в 1894 году химиком Джоном Ульриком Нефом [ 4], который обработал натриевую соль нитроэтана серной кислотой, что привело к выходу 85–89% закиси азота и не менее 70% ацетальдегида . Однако реакция была впервые осуществлена годом ранее в 1893 году Коноваловым [5], который преобразовал калиевую соль 1-фенилнитроэтана с помощью серной кислоты в ацетофенон .
Механизм реакции , начинающийся с соли нитроната в виде резонансных структур 1a и 1b, изображен ниже:
Соль протонируется, образуя нитроновую кислоту 2 (в некоторых случаях эти нитронаты были выделены) и еще раз в иминий -ион 3. Этот промежуточный продукт подвергается атаке воды в нуклеофильном присоединении, образуя 4 , который теряет протон, а затем воду в 1- нитрозо -алканол 5 , который, как полагают, отвечает за темно-синий цвет реакционной смеси во многих реакциях Нефа. Этот промежуточный продукт перегруппировывается в гипоазотистую кислоту 6 (образуя закись азота 6c через 6b ) и ион оксониума 7 , который теряет протон, образуя карбонильное соединение.
Обратите внимание, что для образования нитронатной соли из нитросоединения требуется альфа-атом водорода , и поэтому реакция не проходит с третичными нитросоединениями.
Реакции типа Нефа часто встречаются в органическом синтезе , поскольку они превращают реакцию Генри в удобный метод функционализации в положениях β и γ. [6] Так, например, реакция сочетается с реакцией Михаэля в синтезе γ -кетокарбонилметил 3-ацетил-5-оксогексаноата, который сам по себе является промежуточным соединением циклопентенона : [7] [8]
В химии углеводов они представляют собой метод удлинения цепи для альдоз , как в изотопной маркировке C14 - D - маннозы и C14 - D - глюкозы из D - арабинозы и C14 - нитрометана ( первым шагом здесь является реакция Генри ):
Противоположная реакция — деградация Воля .
Первоначальный протокол Нефа, использующий концентрированную серную кислоту , был описан как «жестокий». [9] Сильнокислотный гидролиз без промежуточной солевой стадии приводит к образованию карбоновых кислот и солей гидроксиламина , [ требуется ссылка ], но кислоты Льюиса, такие как хлорид олова (IV) [10] и хлорид железа (III) [11], дают чистый гидролиз. Альтернативно, сильные окислители , такие как оксон , [12] озон или перманганаты , расщепят нитронатный таутомер по двойной связи, образуя карбонил и нитрат . Оксофильные восстановители, такие как соли титана , восстановят нитронат до гидролизо-чувствительного имина , но менее селективные восстановители вместо этого дают амин. [9]