Die Payne-Umlagerung ist eine Namensreaktion der organischen Chemie. Sie ist die basenkatalysierte, stereospezifische Umlagerung von 2,3-Epoxyalkoholen in isomere Epoxyalkohole. Dabei findet eine intramolekulare nukleophile Substitutionsreaktion als (SN2)-Reaktion statt.

Von der Reaktion wurde das erste Mal 1931 unter anderem von dem US-amerikanischen Chemiker Elmer Peter Kohler (1865–1938) berichtet. Der Mechanismus wurde dann 1957 von Angyal und Gilham vorgeschlagen. Benannt wurde sie schließlich nach George B. Payne, welcher diese näher erforschte.

Übersichtsreaktion

Bei dem 2,3-Epoxidalkohol kommt es zur Umlagerung der Epoxidgruppe und es wird der isomere Epoxyalkohol erhalten.

Die Reaktion ist reversibel und das Gleichgewicht liegt auf der Seite des höher substituierten Epoxidisomers.

Reaktionsmechanismus

Der nachfolgende Mechanismus wird in der Literatur beschrieben:

Durch das Hydroxidion kommt es unter Abspaltung von Wasser zu einer Deprotonierung des 2,3-Epoxidalkohols. Als Zwischenstufe wird das Anion 1 erhalten. Im nächsten Schritt findet eine intramolekulare nukleophile Substitution zweiter Ordnung (SN2) statt. Diese verläuft unter einer Konfigurationsumkehr und es wird das Zwischenprodukt 2 erhalten. Durch die darauffolgende Protonierung wird als Produkt das isomere Epoxyalkohol 3 erhalten.

Einzelnachweise

  1. 1 2 3 Zerong Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents, Wiley, 2010, ISBN 9780470638859, S. 2139–2141, doi:10.1002/9780470638859.
  2. ↑ E. P. Kohler, N. K. Richtmeyer und W. F. Hester: THE ACTION OF ORGANIC MAGNESIUM COMPOUNDS ON ALPHA OXIDO KETONES AND ESTERS In: Journal of the American Chemical Society 53, 1931, S. 205–221, doi:10.1021/ja01352a028.
  3. ↑ S. J. Angyal und P. T. Gilham: Cyclitols. Part VII. Anhydroinositols and the epoxide migration. In: Journal of the Chemical Society, 1957, S. 3691–3699, doi:10.1039/JR9570003691.
  4. ↑ G. B. Payne: Epoxide Migrations with α,β-Epoxy Alcohols In: The Journal of Organic Chemistry 27, 1962, S. 3819–3822, doi:10.1021/jo01058a015.
  5. ↑ R. M. Hanson: Epoxide Migration (Payne Rearrangement) and Related Reactions In: Organic Reactions 60, 2002, S. 1, doi:10.1002/0471264180.or060.01.
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