Nagata-Reaktion

Die Nagata-Reaktion ist eine Namensreaktion in der Organischen Chemie, welche 1962 von Wataru Nagata beschrieben und nach ihm benannt wurde. Es handelt sich bei der Reaktion um eine Hydrocyanierung von α,β-ungesättigten Carbonylverbindungen.[1][2]

Übersichtsreaktion

Eine wesentliche Komponente der Nagata-Reaktion ist das sogenannte Nagata-Reagenz Cyanodiethylaluminium, welches durch die Zusammengabe von Triethylaluminium mit Cyanwasserstoff synthetisiert werden kann.[3] Mithilfe dieses Reagenzes kann die Addition einer Nitrilgruppe an die α,β-ungesättigte Carbonylverbindung (R¹ und R² = H, Alkyl- oder Arylgruppe) nach Zugabe einer Säure in einem inerten Lösungsmittel erfolgen. Geeignete Lösungsmittel sind z. B. Ether, THF und Benzol.[1][2]

Reaktionsmechanismus

Im ersten Schritt findet ein Angriff der α,β-ungesättigte Carbonylverbindung 1 an Cyanodiethylaluminium 2 statt. Durch Elektronenverschiebung wird dabei eine Bindung vom Sauerstoff zum Aluminium geknüpft und die Position der Nitrilgruppe geändert, wie in Verbindung 3 ersichtlich. Unter Protonierung der Doppelbindung und Abspaltung des Dieethylaluminium-Ions bildet sich die Verbindung 4.[2]

Anwendung

Die Nagata-Reaktion wird genutzt, um Nitrilgruppen in organische Verbindungen einzuführen, was z. B. für die Synthese von Naturstoffen nützlich ist.[1][2] Beispielsweise können aus den mithilfe des Nagata-Reagenzes hergestellten Verbindungen durch nachfolgende Hydrolyse β-Amino-α-hydroxycarbonsäuren synthetisiert werden, die wiederum als Startmaterial in der Herstellung von β-Lactam-Antibiotika dienen.[4]

Einzelnachweise

W. Nagata, M. Yoshioka, S. Hirai: Eine neue hydrocyanierungs-methode. In: Tetrahedron Letters. Band 3, Nr. 11, 1. Januar 1962, S. 461–466, doi:10.1016/S0040-4039(00)70493-X.
Zerong Wang: Nagata Reaction. In: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA 2010, ISBN 978-0-470-63885-9, S. 2007–2010, doi:10.1002/9780470638859.conrr451.
W. Nagata, M. Yoshioka, S. Hirai: Alkylaluminum cyanides as potent reagents for hydrocyanation. In: Tetrahedron Letters. Band 7, Nr. 18, 1. Januar 1966, S. 1913–1918, doi:10.1016/S0040-4039(00)76271-X.
José M. Andrés, María A. Martínez, Rafael Pedrosa, Alfonso Pérez-Encabo: Stereoselective cyanation of chiral α-amino aldehydes by reaction with Nagata's reagent: a route to enantiopure β-amino-α-hydroxy acids. In: Tetrahedron: Asymmetry. Band 12, Nr. 2, 19. Februar 2001, S. 347–353, doi:10.1016/S0957-4166(01)00044-1.

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[:0-1] W. Nagata, M. Yoshioka, S. Hirai: Eine neue hydrocyanierungs-methode. In: Tetrahedron Letters. Band 3, Nr. 11, 1. Januar 1962, S. 461–466, doi:10.1016/S0040-4039(00)70493-X.

[:1-2] Zerong Wang: Nagata Reaction. In: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA 2010, ISBN 978-0-470-63885-9, S. 2007–2010, doi:10.1002/9780470638859.conrr451.

[3] W. Nagata, M. Yoshioka, S. Hirai: Alkylaluminum cyanides as potent reagents for hydrocyanation. In: Tetrahedron Letters. Band 7, Nr. 18, 1. Januar 1966, S. 1913–1918, doi:10.1016/S0040-4039(00)76271-X.

[4] José M. Andrés, María A. Martínez, Rafael Pedrosa, Alfonso Pérez-Encabo: Stereoselective cyanation of chiral α-amino aldehydes by reaction with Nagata's reagent: a route to enantiopure β-amino-α-hydroxy acids. In: Tetrahedron: Asymmetry. Band 12, Nr. 2, 19. Februar 2001, S. 347–353, doi:10.1016/S0957-4166(01)00044-1.