Wolff -omlagringen (Wolf-Schroeter-omläggning) är en reaktion inom organisk kemi där en α-diazokarbonylförening omvandlas till keten genom förlust av kväve, åtföljd av en 1,2-omlagring [1] . I Wolff-omlagringen är keten en mellanprodukt som ytterligare kan genomgå nukleofil attack med svagt sura nukleofiler (såsom vatten , alkoholer , aminer ), vilket bildar karboxylsyraderivat eller en [2+2]-cykloadditionsprodukt som innehåller en fyrledad ring. Wolf-omarrangemangsmekanismen har varit föremål för diskussion sedan dess första användning, men ingen av de föreslagna mekanismerna beskriver reaktionen fullständigt [2] . Reaktionen upptäcktes av Ludwig Wolff 1902 [3] . Wolff-omlagringen används ofta i organisk syntes på grund av tillgängligheten av a-diazakarbonylföreningar, mångfalden av reaktioner som involverar ketenintermediären och den stereokemiska retentionen av den migrerande gruppen [2] . Wolff-omläggningen har dock begränsningar på grund av den höga reaktiviteten hos α-diazokarbonylföreningar, som kan genomgå olika konkurrerande reaktioner [1] .
Wolff-omläggningen kan initieras genom termolys [3] , fotolys [4] eller övergångsmetallkatalys [3] . I det senare fallet är reaktionen känslig för valet av metall (vanligtvis används silveroxid eller Ag(I)-föreningar). Wolff-omlagringen används i stor utsträckning i organisk syntes, främst för framställning av derivat av karboxylsyror. Arndt-Eister-reaktionen är ett specialfall av Wolf-omläggningen. En annan speciell användning är slingreduktion. Om a-diazokarbonylföreningen har en cyklisk struktur leder Wolff-omlagringen till ringförkortning. Reaktionen går bra när man skapar cykliska deformerade system när andra reaktioner inte är lämpliga.
1902 upptäckte Ludwig Wolf att när diazoacetofenon behandlas med vatten i närvaro av silveroxid bildas fenylättiksyra och när den behandlas med ammoniak bildas fenylacetamid istället för vatten [3] . Några år senare observerades denna reaktion oberoende av Schroeter [5] . Därför kallas reaktionen ibland för Wolf-Schroeter-omläggningen [2] . Initialt användes reaktionen inte i stor utsträckning förrän ett enkelt sätt att syntetisera diazaketoner upptäcktes på 1930-talet [1] [2] .
Wolff omarrangemangsmekanismen har varit föremål för diskussion sedan dess första användning, men ingen av de föreslagna mekanismerna beskriver reaktionen fullständigt. De två stadierna av mekanismen kan dock förenas. För det första är a-diazokarbonylföreningar i jämvikt med S-(Z)- och S-(E)-konformers, vars fördelning kan påverka reaktionsmekanismen. Som regel, under fotolys, reagerar föreningar i S-(Z) -konformationen stegvis på grund av en torsionsvinkel på 150°-180° mellan de lämnande och migrerande grupperna, medan föreningar i S-(E)-konformationen reagerar genom en intermediär karben eller inte reagera. För det andra, oavsett reaktionsmekanism, producerar omlagringen en ketenmellanprodukt som kan fångas upp av en svagt sur nukleofil såsom en alkohol eller amin för att ge motsvarande ester eller amid, eller av en olefin för att ge en [2+2]- cykloadditionsaddukt. Starka syror ger ingen Wolff-omlagring, utan protonerar α-kolet och ger reaktionsprodukter enligt S N 2 -mekanismen .
Att förstå stereokemin hos α-diazoketoner är viktigt för att förstå Wolf-omarrangemangsmekanismen. α-diazokarbonylföreningar tenderar att vara lokalt plana, med stora rotationsbarriärer (55-65 kJ/mol) på grund av C=C-bindningen mellan karbonylgruppen och α-kolet, som visas i resonansstrukturen längst till höger [6] . En sådan stor barriär saktar ner molekylära rotationer tillräckligt för att åstadkomma en jämvikt mellan de två S-(Z)- och S-(E)-konformatorerna. Som kan ses i resonatorstrukturen längst till höger, i S-(Z)-konformationen, sker en ytterligare Coulomb-interaktion mellan syret med en partiell negativ laddning och diazagruppen med en partiell positiv laddning [1] . I detta fall, om R1 är en stor radikal och R2 är väte, är S-(Z)-konformern föredragen . Om R1 och R2 är tillräckligt stora föredras S-(E)-konformern eftersom deras repulsiva kraft är större än Coulomb-kraften . Små och medelstora cykliska substrat är begränsade till S-(Z)-konformationen.
När α-diazoketon är i S-(Z)-konformationen befinner sig den lämnande gruppen (N 2 ) och den migrerande gruppen (R 1 ) i en vinkel på 150°-180°, vilket leder till en reaktion enligt en överenskommen mekanism , i vilken, samtidigt med elimineringen av kväve, 1,2-alkylskifte. Det finns bevis för att denna mekanism uppstår under termolys och fotolys, när S-(Z)-konformatorn är mycket utbredd [7] .
Studier av kärnornas kemiska polarisering visar att den fotokemiska omarrangemanget av diazoaceton, som huvudsakligen förekommer i S-(Z)-konformatorn, sker enligt en överenskommen mekanism [8] . Förhållandet mellan produkter från direkt och triplettkänslig fotolys användes för att bevisa att omarrangemanget av S-(Z)-konformer följer en samordnad mekanism, och S-(E)-konformer en stegvis [9] .