Heine-Reaktion

Bei der Heine-Reaktion handelt es sich um eine Namensreaktion in der Organischen Chemie, die nach Harold W. Heine, der sie 1959 erstmals beschrieb, benannt wurde. Diese Reaktion ist die Isomerisierung eines N-Acyl-aziridins zum korrespondierenden Oxazol.[1]

Übersichtsreaktion

N-Acylaziridin reagiert mit Natriumiodid zu Oxazolinen:

Übersicht der Heine-Reaktion

Mechanismus

Bei dieser Reaktion handelt es sich um eine Nukleophile Substitution (S_N2-Reaktion). Das Iodid greift als Nukleophiles Teilchen das Kohlenstoff-Atom des Aziridins an. Durch Elektronenverschiebung wird das Sauerstoff-Atom negativ geladen. Im nächsten Reaktionsschritt greift dieses Sauerstoff-Atom als Nukleophiles Teilchen das Kohlenstoff-Atom an, wobei sich das negativ geladene Iodid wieder abspaltet. Durch diese Änderung der Atomanordnung (Isomerisierung) ist ein Oxazol entstanden.[2]

Mechanismus der Heine-Reaktion

Die Reaktion findet im Lösungsmittel Aceton, 2-Propanol oder Acetonitril bei Raumtemperatur statt. Als Nukleophiles Teilchen kann anstatt Natriumiodid auch Kaliumthiocyanat verwendet werden. Bei dem Rest R¹ handelt es sich z. B. um ein Alkyl- oder Arylrest, bei R² um ein Arylrest und bei R³ um ein CO₂-Alkyl- oder CO₂-Arylrest.

Varianten

Anstelle des Sauerstoff-Atoms kann auch Schwefel oder Stickstoff eingesetzt werden. Mit einem Schwefel-Atom entsteht ein Thiazolin und mit einem Stickstoff-Atom, wie es die Abbildung zeigt, ein Imidazolin.

Variante der Heine-Reaktion

Bei einer weiteren Variante kommt im Aziridin eine Azogruppe vor. Als Produkt entsteht hierbei ein Triazin.

Variante der Heine-Reaktion

Literatur

Harold W. Heine: The Isomerization of Aziridine Derivatives. In: Angewandte Chemie International Edition in English. Band 1, Nr. 10, Oktober 1962, S. 528–532, doi:10.1002/anie.196205281.

Einzelnachweise

Harold W. Heine, Mary Emma Fetter, Elva Mae Nicholson: The Isomerization of Some 1-Aroylaziridines. II. In: J. Am. Chem. Soc. 81, Nr. 9, 1959, S. 2202–2204, doi:10.1021/ja01518a048.
László Kürti, Barbara Czakó: Strategic Applications Of Named Reactions In Organic Synthesis. Elsevier Academic Press, USA 2005, ISBN 978-0-12-429785-2, S. 198.

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[1] Harold W. Heine, Mary Emma Fetter, Elva Mae Nicholson: The Isomerization of Some 1-Aroylaziridines. II. In: J. Am. Chem. Soc. 81, Nr. 9, 1959, S. 2202–2204, doi:10.1021/ja01518a048.

[2] László Kürti, Barbara Czakó: Strategic Applications Of Named Reactions In Organic Synthesis. Elsevier Academic Press, USA 2005, ISBN 978-0-12-429785-2, S. 198.