Passerini-reaktionen är en trekomponentsreaktion mellan en karboxylsyra , en karbonylförening ( aldehyd eller keton ) och en isocyanid, vars produkt är α-hydroxikarboxamid [1] [2] [3] .
Reaktionen upptäcktes av italienaren Mario Passerini från Florens 1921. Detta var den första flerkomponentreaktionen som involverade en isocyanid; nu spelar denna reaktion en central roll i kombinatorisk kemi [4] .
Nyligen har Danmark et al utvecklat en enanteoselektiv katalysator för asymmetriska Passerini-reaktioner [5] .
Två möjliga reaktionsmekanismer har lagts fram.
I polära lösningsmedel som metanol eller vatten fortskrider reaktionen via protonering av karbonylgruppen och efterföljande nukleofil tillsats av isocyaniden för att bilda nitrilsaltet (alkylerad cyanohydrin) 3 . Tillsatsen av karboxylatanjonen ger mellanprodukt 4 . Överföring av acylgruppen och tautomerisering av amidgruppen resulterar i bildningen av den önskade estern 5 .
I opolära lösningsmedel och vid höga koncentrationer fortskrider reaktionen troligen enligt en överenskommen mekanism [6] :
Denna mekanism involverar en trimolekylär reaktion mellan en isocyanid (R-NC), en karboxylsyra och en karbonylförening i en serie nukleofila tillsatser . Övergångstillståndet TS# beskrivs som en femledad ring med en partiell kovalent eller dubbelbindning. Det andra steget i Passerini-reaktionen är överföringen av en acylgrupp till en närliggande hydroxylgrupp. Det finns fakta som talar för en sådan mekanism: reaktionen fortskrider i ett relativt opolärt lösningsmedel (enligt övergångstillståndet) och reaktionskinetiken beror på koncentrationen av alla tre reaktanterna. Denna reaktion fungerar som ett bra exempel på konvergent syntes .
Passerini-reaktionen används i många flerkomponentreaktioner, till exempel kommer den omedelbart efter Horner-Wodsworth-Emmons-reaktionen i syntesen av depsipeptid [7] :
Multikomponent Passerini-reaktioner har funnit tillämpning i syntesen av polymerer från förnybara material [8] .